DE69901408T2

DE69901408T2 - Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck und damit verbundenes Verfahren

Info

Publication number: DE69901408T2
Application number: DE69901408T
Authority: DE
Inventors: Motoko Hiraki; Masayuki Kamei; Shinichi Nagasaki
Original assignee: Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: EP0941840A1; US6153074A; EP0941840B1; JPH11254724A; CA2265386A1; DE69901408D1

Description

(1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck und ein Verfahren zum Elektrokoagulationsbedrucken desselbigen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial, das zur Ausbildung von farbigen Abbildungen mit einer hohen Klarheit mittels eines Elektrokoagulationsdruckverfahrens verwendet werden kann, und ein Elektrokoagulationsdruckverfahren zur Ausbildung von farbigen Abbildungen mit einer hohen Klarheit auf dem Aufzeichnungsmaterial.

(2) Beschreibung des verwandten Stands der Technik

Ein Grundprinzip eines Elektrokoagulationsdruckverfahrens (welches als eine Elcographie bezeichnet werden kann) ist im US-Patent Nr. 3,892,645 und der Veröffentlichung der Japanischen PCT-Anmeldung Nr. 4-504,688 (Internationale PCT-Veröffentlichung WO 90/11897) offenbart. Dieses Drucksystem ist ein Drucksystem ohne Druckplatte und verwendet eine wäßrige Tinte mit einer derartigen Eigenschaft, daß sie mit einer elektrischen Ladung geliert wird.
Bei der Elcographie wird die oben erwähnte spezifische wäßrige Tinte zwischen einer positiven zylindrischen Elektrode und einer negativen Elektrode angewendet, und es wird zwischen der positiven und negativen Elektrode entsprechend einem der Abbildung entsprechenden Signal ein elektrisches Differentialpotential angewendet, um Metallionen zu erzeugen, um Anteile der auf der zylindrischen Elektrode ausgebildeten Schicht der wäßrigen Tinte durch die Metallionen zu koagulieren und zu bewirken, daß das koagulierte Tintenkolloid an der Oberfläche der positiven zylindrischen Elektrode anhaftet. Durch Steuerung der Menge und der Anordnung des koagulierten Tintenkolloids kann eine gewünschte farbige Tintenabbildung auf der Oberfläche der positiven zylindrischen Elektrode ausgebildet werden und kann eine aus der elektrokoagulierten Tinte gebildete farbige Abbildung unter Druck auf eine Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials übertragen werden. Der Aufbau einer Druckvorrichtung für das elcographische Druckverfahren wird später unter Bezug auf eine beigefügte Zeichnung erläutert.
Das elcographische Druckverfahren ist dadurch charakterisiert, daß keine Druckplatte verwendet wird. Ein Druckverfahren, das keine Druckplatte verwendet, ist dahingehend vorteilhaft, daß kein Verfahren zur Bereitstellung einer Druckplatte notwendig ist, gewünschte Abbildungen gemäß elektrischen Signalen, die den gewünschten Abbildungen entsprechen, auf einfache Weise auf eine Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials gedruckt werden können und somit für verschiedene Kunden auf einfache Weise verschiedene Drucke hergestellt werden können, die voneinander verschiedene Abbildungen aufzeichnen. Das elcographische Druckverfahren ist insbesondere für verschiedene Mengen an Drucken, jeweils in einer kleinen Anzahl und voneinander verschieden, vorteilhaft.
Auch ist das elcographische Druckverfahren dahingehend vorteilhaft, daß Tintenabbildungen mit einem feinen und scharfen Farbton aufgezeichnet werden können, da die Menge an gelierter Tinte, welche der Farbdichte der Abbildungen entspricht, proportional zu der Menge der elektrischen Ladung (Puls) ist.
Da in der Elcographie keine Punkte oder Halbtonpunkte verwendet werden, kann der Farbton der Abbildungen durch Regulieren der Dicke der Tintenschichten wie beim Gravurdruck gesteuert werden. Die Dicke der Tintenschichten ist proportional zur Anwendungszeit des elektrischen Potentials entsprechend den elektrischen Signalen, und es kann somit der Farbton der Abbildungen genau gesteuert werden. Daher ist das elcographische Druckverfahren zur Aufzeichnung von farbigen Abbildungen geeignet.
Herkömmliche Druckpapierblätter besitzen eine zufriedenstellende Absorption von Tinten auf Öl-Basis, sind jedoch schlecht hinsichtlich eines Absorptions- und Übertragungsvermögens der wäßrigen Tinten, die für das elcographische Drucken brauchbar sind. Auch wenn die Elcographie beim Mehrfarbdruck angewendet wird, muß die Wasserkomponente in einer ersten farbigen wäßrigen Tinte, die auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials aufgebracht wird, schnell von dem Aufzeichnungsmaterial absorbiert werden, bevor die zweite farbige Tinte auf die ersten farbigen Tintenabbildungen aufgebracht wird. Wenn die zweite farbige wäßrige Tinte auf die ersten farbigen wäßrigen Tintenabbildungen aufgebracht wird, bevor die Wasserkomponente der ersten farbigen wäßrigen Tintenabbildungen vollständig von dem Aufzeichnungsmaterial absorbiert sind, wird die zweite farbige wäßrige Tinte nicht vollständig auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen und können somit nicht die gewünschten farbigen Abbildungen erhalten werden.
Wie oben erwähnt, ist das elcographische Druckverfahren ein sehr vorteilhaftes Druckverfahren. Dieses Verfahren ist jedoch dahingehend nachteilig, daß wenn herkömmliche Papierblätter oder Druckblätter verwendet werden, die Vorteile der Elcographie nicht vollständig erhalten werden. Wenn zum Beispiel ein herkömmliches Druckpapierblatt verwendet wird, können keine Drucke erhalten werden, die sowohl bei einer hohen Farbtondichte als auch bei einer geringen Farbtondichte ausgezeichnete Druckqualitäten besitzen.
Wenn ein herkömmliches Papierblatt nach dem Stand der Technik verwendet wird, weisen die resultierenden gedruckten Abbildungen in einem Bereich von geringer Farbdichte, in welchem die Menge des koagulierten Tintenkolloids gering ist, eine ausreichende Farbdichte auf und sind somit die resultierenden Drucke zufriedenstellend. In einem Bereich von hoher Farbdichte, in welchem die Menge des koagulierten Tintenkolloids groß ist, weisen jedoch die resultierenden farbigen Tintenabbildungen ein geringes Übertragungsvermögen auf. Auch wenn herkömmliche Zeitungspapierbögen oder Formdruckpapierblätter verwendet werden, kann der elcographische Druck in dem Bereich hoher Farbdichte, in welchem die Menge des koagulierten Tintenkolloids groß ist, zufriedenstellend bewirkt werden. Im Bereich geringer Farbdichte, in welchem die Menge des koagulierten Tintenkolloids gering ist, ist jedoch der elcographische Druck dahingehend nachteilig, daß nichtbedruckte weiße Flecken und Flecken mit verringerter Farbdichte gebildet werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsmaterial für den elcographischen Koagulationsdruck, welches ein ausgezeichnetes Tintenübertragungsvermögen und eine ausgezeichnete Tintenabsorption besitzt und auf die Tintenabbildungen mit einer hohen Klarheit und Schärfe aufgezeichnet werden können, und ein Elektrokoagulationsdruckverfahren für das oben erwähnte Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck, welches insbesondere für einen Mehrfarbdruck geeignet ist, und ein Elektrokoagulationdruckverfahren für das oben erwähnte Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen.
Die oben erwähnte Aufgabe kann erzielt werden durch das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck und durch das Elektrokoagulationsdruckverfahren der vorliegenden Erfindung.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck besitzt ein Kompressions-Elastizitätsmodul von 6,374·10&sup7; Pa (650 kgf/cm²) oder weniger in der Richtung der Dicke des Aufzeichnungsmaterials und weist eine maximale Verformung von 0,08 oder mehr auf, die unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) in der Dickerichtung des Aufzeichnungsmaterials erzeugt wird.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck besitzt eine Aufzeichnungsoberfläche, die im wesentlichen eine gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601 bestimmte maximale Rauhtiefe (Ry) von 35 um oder weniger bei einer Standardbezugslänge von 2,5 mm aufweist.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck umfaßt vorzugsweise mindestens einen Bestandteil, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Papierblättern, synthetischen Papierblättern, Vliesstoffen und Folienblättern.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck umfaßt vorzugsweise einen Träger und eine Tintenaufnahmeschicht, die auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildet ist und ein Pigment und ein Bindemittel umfaßt.
In dem Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck ist die Tintenaufnahmeschicht vorzugsweise in einer Menge von 3 bis 30 g/m² oder weniger vorhanden.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck besitzt vorzugsweise eine Aufzeichnungsoberfläche mit einer gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601 bestimmten arithmetischen mittleren Rauheit (Ra) von 4 um oder weniger.
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung für den Elektrokoagulationsdruck kann eines sein, das hergestellt wird, indem eine einen mechanischen Faserstoff enthaltende Faserstoffaufschlämmung einem Papierbildungsvorgang unterzogen wird, bei dem in die Faserstoffaufschlämmung ein Leim für eine Stoffleimung gegeben wird oder mindestens ein aus Harzen und Oberflächenleimen ausgewählter Bestandteil auf das resultierende Papierblatt beschichtet oder in dieses imprägniert wird.
Ein Elektrokoagulationsdruckverfahren der vorliegenden Erfindung, welches das oben erwähnte Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei eine Tinte, die ein Polymerharz, ein Färbungsmaterial und ein Medium umfaßt, zwischen eine Vielzahl von nadelförmigen Elektroden und einem den nadelförmigen Elektroden gegenüberliegenden Abschnitt einer zylindrischen Metallrotationselektrode zugeführt wird, um eine Tintenschicht auf der zylindrischen Metallrotationselektrode auszubilden;
elektrische Differentialpotentiale der Abbildung entsprechend zwischen den nadelförmigen Elektroden und der zylindrischen Metallrotationselektrode angelegt werden, um Metallionen zu bilden und mittels der Metallionen die Tintenschicht entsprechend der Abbildung zu koagulieren;
wobei nichtkoagulierte Anteile der Tintenschicht von der zylindrischen Metallrotationselektrode entfernt werden; und
die koagulierten, der Abbildung entsprechenden Tintenanteile auf der zylindrischen Metallrotationselektrode auf eine Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmaterials übertragen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine erläuternde Seitenansicht einer Ausführungsform des Elektrokoagulationsdruckers, bei dem das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung wird nachfolgend eine Ausführungsform eines Elektrokoagulationsdruckers erläutert.
In Fig. 1 wird ein Metallzylinder 1 als eine positive Elektrode verwendet, und er rotiert in der durch dicke Pfeile in Fig. 1 angezeigten Richtung. Die Umfangsoberfläche der zylindrischen Metallrotationselektrode 1 wird mittels einer Reinigungsvorrichtung 2 gereinigt und wird dann mittels eines Konditioniermittels 3 mit einem korrionsverhindernden Beschichtungsmittel beschichtet.
Ein Abschnitt der oberflächenkonditionierten Umfangsoberfläche der positiven zylindrischen Rotationsmetallelektrode liegt gegenüber einer Vielzahl an nadelförmigen negativen Elektroden 4a, die voneinander elektrisch isoliert sind und unabhängig voneinander in einem Druckkopf 4 eingebettet und fixiert sind. In den Zwischenraum zwischen der Umfangsoberfläche der positiven zylindrischen Rotationsmetallelektrode 1 und den nadelförmigen negativen Elektroden 4a wird zur Ausbildung einer Tintenschicht auf der Umfangsoberfläche der positiven zylindrischen Rotationsmetallelektrode 1 eine elektrokoagulierbare Tinte eingegebracht. Dann werden der Abbildung entsprechend elektrische Differentialpotentiale zwischen den positiven und negativen Elektroden gemäß elektrischen Signalen, die den zu druckenden Abbildungen entsprechen, angewendet, um Metallionen aus der positiven zylindrischen Metallelektrode zu erzeugen.
Die Tintenschicht auf der positiven zylindrischen Metallelektrode wird durch die Metallionen entsprechend der Abbildung elektrisch geliert und koaguliert. Die koagulierten Tintenbereiche haften der Abbildung entsprechend auf der Umfangsoberfläche der positiven zylindrischen Metallelektrode 1, und die nichtkoagulierten Tintenbereiche werden mittels eines Wischers 6 selektiv von den koagulierten Tintenbereichen entfernt.
Ein Aufzeichnungsmaterial 8 wird in der durch die dünnen Pfeile angezeigten Richtung in Kontakt mit der Umfangsoberfläche der positiven zylindrischen Metallelektrode 1 gebracht und mittels einer Preßwalze 7 gegen die Umfangsoberfläche der Elektrode 1 gepreßt. Die auf der Umfangsoberfläche der Elektrode 1 getragenen koagulierten Kolloidaltintenabbildungen werden auf die Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmaterials 8 übertragen.
Wenn mehrfarbige Abbildungen gedruckt werden, werden die oben erwähnten Elektrokoagulationsdruckverfahren für jede der mehreren farbigen Tinten wiederholt durchgeführt.
Bei dem Elektrokoagulationsdruck ist es notwendig, daß das Aufzeichnungsmaterial in der Lage ist, die Drucktinte schnell zu absorbieren, und daß es Porenräume besitzt, um die Tinte darin zu absorbieren. Es zeigte sich auch, daß das Dämpfungsvermögen und die Oberflächeneigenschaft für das Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck sehr bedeutend sind. Das Dämpfungsvermögen des Aufzeichnungsmaterials kann durch ein Kompressions- Elastizitätsmodul des Aufzeichnungsmaterials in der Richtung der Dicke des Aufzeichnungsmaterials, zum Beispiel eines Papierblattes, nämlich in einer Z-Richtung, und einer maximalen Verformung des Aufzeichnungsmaterials, die unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) in der Dickerichtung des Aufzeichnungsmaterials erzeugt wird, dargestellt werden.
Das Kompressions-Elastizitätsmodul und die maximale Verformung können gemessen werden durch das Verfahren zum Messen von Kompressionseigenschaften, das offenbart wurde von M. Jackson und L. Estroem, Paper Pulp Technology Times, Juli 1973, Seite 33, rechte Spalte.
Beim Elektrokoagulationsdruck müssen die gelierten Tintenabbildungen auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen und darin absorbiert werden. Die Tintenaufnahmeoberfläche (Aufzeichnungsoberfläche) des Aufzeichnungsmaterials muß eine Vielzahl an Poren besitzen, in welchen die übertragene Tinte aufgenommen und absorbiert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten umfangreiche Untersuchungen hinsichtlich der Verfahren zur Messung der tintenaufnehmenden Poren in dem Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck durch. Als ein Ergebnis fanden die Erfinder, daß die bedeutenden Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials für den Elektrokoagulationsdruck aufgrund der tintenaufnehmenden Poren ein Kompressions-Elastizitätsmodul des Aufzeichnungsmaterials in der Richtung der Dicke (der Z-Richtung) des Aufzeichnungsmaterials und eine maximale Verformung des Aufzeichnungsmaterials in der Z-Richtung unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) sind.
Wenn das Kompressions-Elastizitätsmodul 6,374·10&sup7; Pa (650 kgf/cm²) oder weniger, vorzugsweise 5,884·10&sup7; Pa (600 kgf/cm²) oder weniger, weiter bevorzugt 1,471-107 bis 5,884·10&sup7; Pa (150 bis 600 kgf/cm²) in der Z-Richtung ist, und die maximale Verformung unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) in der Z-Richtung (Dickerichtung) gleich 0,08 oder mehr, vorzugsweise 0,1 oder mehr, weiter bevorzugt 0,1 bis 0,4 ist, weist das resultierende Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Tintenabsorptionsrate und -kapazität auf.
Auch besitzt das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Aufzeichnungsoberfläche mit einer maximalen Rauhtiefe (Ry) von 35 um oder weniger, weiter bevorzugt 10 bis 30 um, bei einer Standardbezugslänge von 2,5 mm, welche bestimmt wird gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601. In diesem Fall besitzten die auf dem Aufzeichnungsmaterial aufgezeichneten resultierenden Tintenabbildungen eine hohe Farbdichte, keine Lücken bei der farbigen Tinte, eine hohe Reproduzierbarkeit von Tintenpunkten und eine ausgezeichnete Druckqualität. Durch Einstellen des Kompressions-Elastizitätsmoduls auf 6,374·10&sup7; Pa (650 kgf/cm²) oder weniger, vorzugsweise 5,884·10&sup7; Pa (600 kgf/cm²) oder weniger, weiter bevorzugt 1,471·10&sup8; bis 5,884·10&sup7; Pa (150 bis 600 kgf/cm²) in der Z-Richtung (der Dickerichtung), und der maximalen Verformung unter 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) auf 0,08 oder mehr, vorzugsweise 0,10 oder mehr, weiter bevorzugt 0,1 bis 0,4 in der Z-Richtung können die Aufgaben der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Je niedriger das Kompressions-Elastizitätsmodul ist, desto einfacher läßt sich das Aufzeichnungsmaterial komprimieren. Es gibt keinen speziellen oberen Grenzwert der maximalen Verformung. Für gewöhnlich kann die maximale Verformung maximal ungefähr 0,5 betragen.
Durch Messen der maximalen Verformung des Aufzeichnungsmaterials in der Z-Richtung unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) kann die Menge der in dem Aufzeichnungsmaterial vorhandenen Poren erkannt werden und kann somit die Tintenabsorptionskapazität des Aufzeichnungsmaterials als Reaktion auf die Messung der maximalen Verformung des Aufzeichnungsmaterials gesteuert werden. Je höher die maximale Verformung ist, desto größer ist die Gesamtmenge der Poren, die in dem Aufzeichnungsmaterial vorhanden sind und für die Absorption der Tinte nützlich sind, und somit desto höher die Absorptions- und Transferraten der Tinte durch das Aufzeichnungsmaterial.
In dem Elektrokoagulationsdrucksystem werden die auf der Umfangsoberfläche des Metallzylinders, der als eine positive Elektrode fungiert, anhaftenden koagulierten kolloidalen Tintenabbildungen auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen. Daher wird das Aufzeichnungsmaterial in Kontakt mit der Umfangsoberfläche der positiven Elektrode, auf welcher die koagulierten kolloidalen Tintenabbildungen getragen werden, gebracht und mittels einer Druckwalze an die Rückseitenoberfläche davon gepreßt, um die koagulierten kolloidalen Tintenabbildungen auf das Aufzeichnungsmaterial zu übertragen. Dieses System wird nämlich als ein Kontakttransfersystem bezeichnet. Während des Arbeitsschritts der Tintenabsorption und Bildübertragung wird das Aufzeichnungsmaterial mit der Umfangsoberfläche des Metallzylinders unter einem Druck in Kontakt gebracht, der durch die Druckwalze aufgebracht wird, und nachdem das Aufzeichnungsmaterial nicht mehr der Druckkraft durch die Druckwalze unterliegt, wird das Volumen des Aufzeichnungsmaterials durch die Rückbildungskraft des Aufzeichnungsmaterials als solchem zu dem ursprünglichen rückgebildet.
Dadurch besitzt das Aufzeichnungsmaterial ein hohes Dämpfungsvermögen, durch welches das Aufzeichnungsmaterial leicht komprimiert und zum ursprünglichen Zustand rückgebildet werden kann. Für eine schnelle Absorption der koagulierten kolloidalen Tinte wird das Kompressions- Elastizitätsmodul des Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung auf 6,374·10&sup7; Pa (65 0 kgf/cm²) oder weniger, vorzugsweise 5,884·10&sup7; Pa (600 kgf/cm²) oder weniger, weiter bevorzugt 1,471·10&sup7; bis 5,884·10&sup7; Pa (150 bis 600 kgf/cm²) in der Z-Richtung eingestellt. Umso höher die Verformung des Aufzeichnungsmaterials unter Kompression in der Z-Richtung ist, desto höher ist auch die Absorptionskapazität des Aufzeichnungsmaterials für die koagulierte kolloidale Tinte.
Um beim monochromatischen Drucken einen guten Druck zu erhalten, weist das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung eine maximale Verformung von 0,08 oder mehr, vorzugsweise 0,10 oder mehr, weiter bevorzugt 0,1 bis 0,4 unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) in der Z-Richtung auf.
Wenn das Kompressions-Elastizitätsmodul zu hoch ist und die maximale Verformung zu gering ist, weist das resultierende Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck eine unbefriedigende Transfereffizienz der koagulierten kolloidalen Tinte bei einer hohen Farbdichte auf und ist somit der resultierende Druck hinsichtlich der Druckqualität unbefriedigend.
Wenn ein herkömmliches Druckpapierblatt mit einem hohen Glanz beim Elektrokoagulationsdruck verwendet wird, ist die resultierende farbige Abbildung in einem Druckbereich von geringer Farbdichte hinsichtlich der Farbdichte zufriedenstellend. Die Tintenabsorptionskapazität des Druckpapierblatts ist jedoch in Druckbereichen von mittlerer bis hoher Farbdichte unbefriedigend und können somit die koagulierten kolloidalen Tintenabbildungen nicht auf eine zufriedenstellende Weise auf das Druckpapierblatt übertragen werden. Diese Nachteile rühren von der Tatsache her, daß das Kompressions-Elastizitätsmodul des Papierblatts mehr als 6,374·10&sup7; Pa (650 kgf/cm²) in der Z-Richtung beträgt und die maximale Verformung des Papierblatts weniger als 0,08 unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) in der Z-Richtung beträgt. In dem Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung weist die Aufzeichnungsoberfläche einen hohen Glanz auf und kann mit den Tintenabbildungen mit einer hohen Farbdichte, auch in den Druckbereichen von geringer Farbdichte, aufgezeichnet werden.
Beim Elektrokoagulationsdrucksystem wird angenommen, daß die zwischen der positiven und negativen Elektrode gelierte Tinte einen Wassergehalt von 40 bis 60% besitzt. Somit ist die gelierte Tinte härter als die herkömmliche Drucktinte und schwierig zu übertragen. Die Erfinder haben herausgefunden, daß das Aufzeichnungsmaterial die in der gelierten Tinte enthaltene Wasserkomponente absorbieren sollte, um die Übertragung der gelierten Tinte zu unterstützen. Für diese Notwendigkeit kann das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung mit dem oben erwähnten Dämpfungsvermögen aufgrund der hohen Porosität die Wasserkomponente in der gelierten Tinte vorteilhafterweise absorbieren, um die Übertragung der gelierten Tinte zu unterstützen.
Um eine hohe Druckqualität, einschließlich einem Fehlen von Tintenlücken, einer hohen Farbdichte und einer hohen Reproduzierbarkeit von Tintenpunkten und einer perfekten Kreisform der Punkte, zu erhalten, ist es bevorzugt, daß die maximale Rauhtiefe (Ry) bei zehn zufälligen Punkten bei einer Standardbezugslänge von 2,5 mm der Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung auf 35 um oder weniger, weiter bevorzugt 30 um oder weniger, noch weiter bevorzugt 10 bis 30 um, eingestellt wird, welche bestimmt wird gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601, welcher eine Oberflächenrauhigkeit betrifft. Wenn die maximale Rauhtiefe (Ry) mehr als 35 um beträgt, können eine ungleichmäßige Absorption der koagulierten kolloidalen Tinte, eine unbefriedigende Reproduzierbarkeit der farbigen Tintenabbildungen in einem Druckbereich von niedriger Farbdichte, in welchem die Menge der Tinte gering ist, Tintenlücken in den Abbildungen und eine Verringerung der Farbdichte der Abbildungen auftreten.
Es hat sich in der vorliegenden Erfindung herausgebildet, daß die Struktur des Aufzeichnungsmaterials und die Oberflächeneigenschaft der Aufzeichnungsoberfläche sehr bedeutend sind.
In der Struktur des Aufzeichnungsmaterials muß die Anzahl an Poren groß sein. Da die koagulierte Tinte beim Drucken in das Aufzeichnungsmaterial penetriert, muß das Aufzeichnungsmaterial dem Volumen der penetrierenden Tinte entsprechende, freie Hohlräume besitzen. Auch muß die in den freien Hohlräumen vorhandene Luft schnell aus dem Aufzeichnungsmaterial abfließen, wenn die koagulierte Tinte in das Aufzeichnungsmaterial penetriert.
Als ein Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit der Luftbewegung wurde das Gaspermeabilitäts-Testverfahren (Japanischer-Industrie-Standard P 8117) angewendet. Als ein Ergebnis zeigte sich jedoch, daß insbesondere bei dem Aufzeichnungsmaterial, in welchem ein synthetisches Folienblatt als ein Substrat verwendet wurde, im wesentlichen keine Korrelation zwischen dem gemessenen Luftpermeabilitätswert des Aufzeichnungsmaterials und der resultierenden Druckqualität des Aufzeichnungsmaterials gefunden wurde.
Es zeigte sich jedoch, daß in dem Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung, wenn die arithmetische mittlere Rauheit (Ra) der Aufzeichnungsoberfläche auf 4 um oder weniger, vorzugsweise 3 um oder weniger, weiter bevorzugt 1,5 bis 3,0 um, bestimmt gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601, eingestellt wird, die resultierenden Tintenabbildungen auf der Aufzeichnungsoberfläche eine ausgezeichnete Druckqualität auch im Druckbereich von geringer Farbdichte aufweisen.
Es ist für gewöhnlich schwierig, im Druckbereich von geringer Farbdichte die auf der Aufzeichnungsoberfläche ausgebildeten Hohlräume durch die übertragene koagulierte Tinte gleichmäßig zu füllen. Um eine hohe Druckqualität, einschließlich einem Fehlen von Tintenlücken, eine hohe Farbdichte und eine hohe Reproduzierbarkeit der Tintenpunkte zu erhalten, wird die arithmetische mittlere Rauheit (Ra) der Aufzeichnungsoberfläche vorzugsweise auf 4 im oder weniger, weiter bevorzugt 3 um oder weniger, noch weiter bevorzugt 1,5 bis 3,0 um eingestellt. Wenn die Ra mehr als 4 um beträgt, kann die resultierende Aufzeichnungsoberfläche eine ungleichmäßige Absorption der koagulierten kolloidalen Tinte, eine schlechte Reproduzierbarkeit der Tintenpunkte im Druckbereich von geringer Farbdichte, in welchem die Tinte in einer geringen Menge verwendet wird, wobei die Punkte eine schlechte Kreisform, Tintenlücken und eine Verringerung der Farbdichte der gedruckten Tintenabbildungen aufweisen.
Das herkömmliche Druckpapierblatt mit einem hohen Glanz kann mit Tintenabbildungen mit einer hohen Farbdichte im Druckbereich von geringer Farbdichte bedruckt werden. Im Druckbereich von mittlerer und hoher Farbdichte besitzt das herkömmliche Papierblatt jedoch ein unzureichendes Tintenabsorptionsvermögen, und ist somit die Übertragung der Tintenabbildungen unzureichend. Im Vergleich dazu kann das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend mit den koagulierten Tintenabbildungen mit einer sehr hohen Qualität im Bereich von geringer Farbdichte bis hoher Farbdichte bedruckt werden.
Es gibt keine Einschränkung hinsichtlich der Dicke des Aufzeichnungsmaterials. Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung ist für gewöhnlich ein Blattmaterial mit einer Dicke von 40 um bis 300 um.
Für gewöhnlich wird das Aufzeichnungsmaterial oder der Träger des Aufzeichnungsmaterials vorzugsweise aus mindestens einem Mitglied gebildet, das ausgewählt ist aus Papierblättern, synthetischen Papierblättern, Vliesstoffen und Folienblättern, solange als das notwendige Kompressions-Elastizitätsmodul und die maximale Verformung der vorliegenden Erfindung in diesen Materialien erreicht wird. Das Papierblatt umfaßt zum Beispiel saure Papierblätter, neutrale Papierblätter, Holzzellstoffpapierblätter, nicht aus Holz hergestellte Zellstoffpapierblätter, Papierblätter aus mechanischem Zellstoff und Papierblätter aus chemischem Zellstoff und Zeitungspapierblätter.
Die Vliesstoffe umfassen Vliesstoffe, die mindestens ein Mitglied umfassen, ausgewählt aus Naturfasern, zum Beispiel Zellstoffasern und Baumwollfasern, halbsynthetischen Fasern, zum Beispiel Rayonfasern, und synthetischen Fasern, zum Beispiel Polyester-, Polyolefin- und Polyamidfasern. Diese Fasern können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren davon verwendet werden. Die Vliesstoffe können hergestellt werden durch herkömmliche Verfahren zur Ausbildung von Vliesstoffen, in welchen die Fasern durch zum Beispiel Naßverfahren, Krempelverfahren oder Air-Lay-Verfahren zu einem Gewebe ausgebildet werden, und das Gewebe dann einem Faserverwicklungsverfahren unterzogen wird durch zum Beispiel thermische Bondierungsverfahren, Harzbondierungsverfahren, Vernadelungsverfahren und Spun-Lacing-Verfahren. Vliesstoffe können auch aus thermoplastischen Harzen hergestellt werden, zum Beispiel Polyolefinharzen, Polyesterharzen und Polyamidharzen, durch Spinnvliesverfahren, Schmelzblasverfahren oder Flash-Spinning-Verfahren. Diese durch die herkömmlichen Verfahren hergestellten Vliesstoffe können allein oder in einem laminierten Produkt verwendet werden, in welchem zwei oder mehrere Vliesstoffe aufeinander laminiert sind. Ferner können die Vliesstoffe mit einer Folie laminiert werden, zum Beispiel Polyolefinfolie, zum Beispiel Polyethylen- oder Polypropylenfolie, oder Polyesterfolie.
Das Folienblatt kann ausgewählt werden aus thermoplastischen Harzfolienblättern. Das thermoplastische Harz kann ausgewählt werden aus solchen, die als eine Hauptkomponente mindestens ein Mitglied umfassen, das ausgewählt ist aus Polyolefinharzen, zum Beispiel Polyethylen- , Polypropylen-, Ethylen-Propylen-Copolymer- und Ethylen- Vinylacetat-Copolymer-Harzen, und anderen thermoplastischen Harzen, zum Beispiel Polystyrol-, Polyacrylatesterpolymer- oder -copolyerharzen. Das Folienblatt kann papierartige Blätter umfassen, nämlich synthetische Papierblätter, die hergestellt werden durch Ausbilden einer Folie aus einer Mischung aus einem thermoplastischen Harz und feinen anorganischen Pigmentteilchen und durch ein biaxiales Ziehen der Folie. Die resultierenden synthetischen Papierblätter besitzen einen papierartigen Griff.
Das Papierblatt für das Aufzeichnungsmaterial oder das Trägerblatt davon wird hergestellt aus einem Materialzellstoff, der ausgewählt ist aus chemischen Zellstoffen (zum Beispiel NBKP, LBKP, NKP, LKP etc.), mechanischen Zellstoffen (zum Beispiel 6P, CGP, RGP, PGW, TMP etc.) und Altpapierzellstoffen (DIP etc.), welche allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren verwendet werden können.
Der PGW, d. h. "pressure stone-ground wood pulp", enthält keine Faserbündel und besitzt eine hohe Flexibilität. Auch sind in der Faserlängenverteilung des PGW Zellstoffasern von mittlerer Länge in einer großen Menge enthalten, und die Zellstoffasern sind fibrilliert. Daher kann durch Verwenden des PGW die Geschmeidigkeit und die Komprimierbarkeit des resultierenden Papierblatts erhöht werden.
Die Holzarten für den TMP, d. h. thermomechanischen Zellstoff, werden vorzugsweise ausgewählt aus Weichholzarten, zum Beispiel Kiefernholz, dem Holz der Japanischen Rotkiefer und dem Holz der Merkuskiefer. Bei der Herstellung des TMP, da die Holzspäne durch eine Dampfvorbehandlung erweicht werden und die erweichten Holzspäne einem Feinmahlverfahren unter Druck unterzogen werden, besitzen die resultierenden Zellstoffasern einen hohen Grad der Faseröffnung, einen geringen Grad an Faserschnitt, einen geringen Grad an Faserbündelung und eine lange Faserlänge. Durch das Einbringen des TMP in das Papierblatt weist daher das resultierende Papierblatt eine verringerte Rohdichte auf. Der TMP ist brauchbar für eine Herstellung eines Papierblatts mit einer hohen Bauschigkeit.
Die Papierblätter, welche den mechanischen Zellstoff enthalten, umfassen Zeitungspapierblätter. Die Zeitungspapierblätter umfassen Papierblätter, welche intern zugegebenen Füllstoff, zum Beispiel Quarzpulver, intern zugegebenen Harzleim und/oder Aluminiumsulfat und extern aufgebrachten Leim, zum Beispiel Stärke, Polyacrylamid und/oder Styrol-Acrylsäure-Copolymer in einer Menge von 0,03 bis 1 g/m² enthalten.
Je geringer das Lunkel-Verhältnis der Zellstoffasern in den Papierblättern ist, desto geringer ist die Beständigkeit des resultierenden Blattes gegenüber einer Kompression und desto geringer ist das Kompressions-Elastizitätsmodul des Blattes. Im allgemeinen ist das Lunkel- Verhältnis der Weichholz-Zellstoffasern gering. Zur Steuerung des Kompressions-Elastizitätsmoduls des Aufzeichnungspapierblatts auf den notwendigen Wert der vorliegenden Erfindung wird das Papierblatt vorzugsweise aus den Weichholz-Zellstoffasern gebildet. Zum Beispiel umfaßt das Papierblatt vorzugsweise 20% oder mehr, weiter bevorzugt 30% oder mehr der Weichholz-Zellstoffasern. Wenn ein mechanischer Zellstoff, zum Beispiel GP, verwendet wird, weist das resultierende Papierblatt ein geringeres Kompressions-Elastizitätsmodul auf als das aus chemischen Zellstoffasern.
Es besteht keine Beschränkung hinsichtlich des Klopfens der Zellstoffasern. Für gewöhnliche wird die Kanadische Standard-Freeness des Zellstoffs für die Papierblätter vorzugsweise auf 300 bis 600 ml eingestellt.
Bei der Herstellung des Trägerpapierblatts für ein beschichtetes Papierblatt wird gegebenenfalls ein Additiv zur Papierbildung, einschließlich eines Mittels zur Erhöhung der Papierfestigkeit, eines Leims, eines Füllstoffs und/oder eines Mittels zur Erhöhung der Ausbeute, zu einer Zellstoffaufschlämmung für die Papierherstellung gegeben, wobei der Aschegehalt der Zellstoffaufschlämmung auf einem solchen Niveau gesteuert wird, daß das resultierende Papierblatt einen Aschegehalt von ungefähr 15% oder weniger besitzt, und die resultierende Zellstoffaufschlämmung wird einer Papierherstellungsmaschine zugeführt. Der Aschegehalt des Papierblattes beträgt vorzugsweise 1 bis 12%.
Auch um die maximale Rauhtiefe (Ry) der Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmaterials der vorliegenden Erfindung auf 35 um oder weniger einzustellen, bei einer Standardbezugslänge von 2,5 mm, werden vorzugsweise die Art des Materials des Aufzeichnungsmaterials, das Mischungsverhältnis der voneinander verschiedenen Zellstoffe, die Art und Menge der Füllstoffe und die Bedingungen der Kalanderbehandlung so reguliert, daß das resultierende Aufzeichnungsmaterial die notwendigen Eigenschaften für die vorliegende Erfindung besitzt.
Ferner sind die Blattmaterialien für das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls mit dem Harz oder Leim, von denen später Beispiele gezeigt werden, beschichtet oder imprägniert.
Das Verfahren des Leimens des Papierblattes mit einem Leim beinhaltet die folgenden Verfahren.
(1) Es wird ein Stoffleim in eine Zellstoffaufschlämmung gemischt und die gemischte Zellstoffaufschlämmung einem Papierbildungsverfahren unterzogen.
(2) Es wird ein externer Leim auf das Papierblatt aufgebracht, wobei eine Beschichtungsvorrichtung, zum Beispiel eine Zweiwalzen-Leimpresse oder eine Gitterwalze, verwendet werden.
In dem Verfahren (1) kann die Stoffleimung des Papierblatts auf das Papierblatt angewendet werden durch Leimen des Papierblatts mit einem Stoffleim, zum Beispiel Harzleimen, synthetischen Leimen, Alkenyl-Bernsteinsäureanhydrid (ASA) und Alkylketendimeren; und es kann die Zwischenschichtfestigkeit des Papierblattes erhöht werden, indem ein Mittel zur Erhöhung der Papierfestigkeit verwendet wird, zum Beispiel Kationen-modifizierte Stärke, Polyacrylamid und Polyacrylepichlorhydrin.
Als ein Mittel zur externen Oberflächenbehandlung (2) können Harze, die zur Erhöhung der Oberflächenfestigkeit des Papierblattes in der Lage sind, zum Beispiel eine wäßrige Stärkelösung, eine schwach kationische Acrylatemulsion, eine wäßrige Lösung eines Ammoniumsalzes eines Styrol-Maleinsäure-Copolymers und eine wäßrige Polyvinylalkohollösung oder Mittel zur Erhöhung der Wasserbeständigkeit des Papierblattes verwendet werden.
In einer Ausführungsform umfaßt das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung einen Träger, umfassend ein Blattmaterial und eine Tintenaufnahmeschicht, die auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildet ist und als eine Hauptkomponente ein Pigment und ein Bindemittel umfaßt. Diese Art an Aufzeichnungsmaterial wird als ein beschichtetes Aufzeichnungsmaterial vom Papier-Typ bezeichnet.
Das für die Tintenaufnahmeschicht brauchbare Pigment ist nicht auf einen speziellen Typ an Pigment beschränkt. Für gewöhnlich umfaßt das Pigment mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus zum Beispiel anorganischen Pigmenten, zum Beispiel Zeolith-, Ton-, Kaolin-, Calciumcarbonat-, Magnesiumcarbonat-, amorphe Siliciumdioxid-, Satinweiß-, Aluminiumhydroxid- und Titandioxidpigmenten, und organischen Pigmenten, zum Beispiel Harnstoff-Formaldehyd-, Polypropylen-(PP)-, Polystyrol- und Acrylharzpigmenten. Sie können allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren davon verwendet werden. Unter den oben erwähnten Pigmenten werden poröse Pigmente mit einer hohen Wasserabsorption bevorzugt verwendet, um das Tintentransfervermögen der Tintenaufnahmeschicht zu erhöhen. Zum Beispiel sollte das poröse Pigment eine spezifische BET- Oberfläche von 40 bis 1000 m²/g besitzen.
Auch werden unter den oben erwähnten Pigmenten die amorphen Siliciumdioxid- und Calciumcarbonatpigmente, welche eine gute Kompatibilität mit den hydrophoben Gruppierungen der Tinte besitzen, bevorzugt verwendet. Zur Einstellung des Kompressions-Elastizitätsmoduls und der maximalen Verformung auf die gewünschten Werte wird das Pigment vorzugsweise aus Polypropylenharzpigmenten, welche vorzugsweise in der Form von feinen hohlen Teilchen vorliegen, und Pigmenten mit geringer Dichte, zum Beispiel amorphen Siliciumdioxid- und Zeolithpigmenten, ausgewählt.
Es besteht keine Einschränkung hinsichtlich der Teilchengröße der Pigmente. Für gewöhnlich besitzen die Pigmentteilchen eine mittlere Teilchengröße von 0,01 um bis 30 um, vorzugsweise 0,01 um bis 15 um. Wenn das Pigment mit einer großen Teilchengröße in einer großen Menge in der Tintenaufnahmeschicht enthalten ist, kann die Aufzeichnungsoberfläche eine hohe maximale Rauhtiefe (Ry) besitzen.
Das Bindemittel für die Tintenaufnahmeschicht umfaßt mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus Polyvinylalkohol, Polyvinylalkoholderivaten, zum Beispiel Silyl-modifiziertem Polyvinylalkohol und Kationen-modifiziertem Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Cellulosederivaten, zum Beispiel Methylcellulose, Stärke, Stärkederivaten, zum Beispiel oxidierten Stärken, veresterten Stärken und Kationen-modifizierten Stärken, Casein, konjugierten Diencopolymeren, zum Beispiel SBR, und Acrylharzen. Diese polymeren Materialien können allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren davon verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung können zahlreiche bekannte Technologien, zum Beispiel das Anwenden einer kationischen Substanz auf das Aufzeichnungsmaterial, um die Tinte in dem Aufzeichnungsmaterial zu fixieren und um die Wasserbeständigkeit der fixierten Tintenabbildungen zu erhöhen, auf das Aufzeichnungsmaterial angewendet werden.
Es besteht keine Einschränkung hinsichtlich des Mischungsverhältnisses des Pigments zum Bindemittel. Für gewöhnlich wird das Bindemittel in einer Menge von 10 bis 700 Gewichtsteilen, vorzugsweise 10 bis 400 Gewichtsteilen, weiter bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Pigments verwendet.
Es besteht auch keine Einschränkung hinsichtlich der Beschichtungsmenge der Tintenaufnahmeschicht. Für gewöhnlich wird die Tintenaufnahmeschicht in einer Menge von 1 g/m² bis 30 g/m², vorzugsweise 3 bis 30 g/m², weiter bevorzugt 3 bis 15 g/m² ausgebildet.
Die Tintenaufnahmeschicht kann mittels eines herkömmlichen Beschichtungsmittels ausgebildet werden, zum Beispiel einer Zweiwalzenleimpresse, einer Messer-Metalling- Leimpresse, einer Balken-Metalling-Leimpresse, einer Gitterwalzenstreichvorrichtung, einer Stangenmesserstreichvorrichtung, einer Messerstreichvorrichtung, einer Luftbürstenstreichvorrichtung, einer Walzenstreichvorrichtung, einer Bürstenstreichvorrichtung, einer Champlex- Streichvorrichtung, einer Balkenstreichvorrichtung, einer Gravurstreichvorrichtung, einer Florstreichvorrichtung oder einer Schmelzbeschichtung, oder mittels eines Gießstreichbeschichtungsverfahrens.
Zur Steuerung des oben erwähnten Kompressions-Elastizitätsmoduls und der maximalen Verformung in der Dickerichtung des Aufzeichnungsmaterials auf die gewünschten Werte davon sollten die Art der Komponentenmaterialien der Tintenaufnahmeschicht, das Mischungsverhältnis des Pigments zu dem Bindemittel und die Bedingungen der Kalanderbehandlung gestaltet oder gesteuert werden.
Beim Elektrokoagulationsdrucken werden wie beim gewöhnlichen Drucken die Aufzeichnungsmaterialien in verschiedene Klassen unterteilt. Das Aufzeichnungsmaterial zum Elektrokoagulationsdrucken umfaßt nämlich Aufzeichnungsmaterialien vom nichtbeschichteten Blatt-Typ und vom beschichteten Blatt-Typ. Im allgemeinen sind die Aufzeichnungsmaterialien vom beschichteten Blatt-Typ bei der hohen Farbdichte der aufgezeichneten Tintenabbildungen vorteilhaft.
Die Tintenaufnahmeschicht kann in einer Einschichtstruktur oder in einer Mehrschichtstruktur vorliegen.
Insbesondere wenn eine Beschichtungsschicht mit einer hohen Geschmeidigkeit, einem hohen Glanz und einer hohen Transparenz als eine Aufzeichnungsoberflächenschicht auf einem Träger eines Aufzeichnungsmaterials ausgebildet wird, weisen die in der Aufzeichnungsoberflächenschicht aufgezeichneten Tintenabbildungen eine hohe Aufzeichnungsqualität auf. Zur Erhöhung des Glanzes der Aufzeichnungsoberflächenschicht wird die Oberflächenschicht vorzugsweise durch ein Gießstreichverfahren unter Verwendung einer Hochglanzgießoberfläche ausgebildet. Es kann auch eine Oberflächenglättungsbehandlung, zum Beispiel eine Maschinenkalander-, Superkalander- oder wärmekalanderbehandlung auf die Oberflächenschicht angewendet werden, um den Glanz davon zu erhöhen. Die glanzverstärkende Behandlung sollte jedoch bis zu einem solchen Ausmaß ausgeübt werden, daß die maximale Verformung des resultierenden Aufzeichnungsmaterials in der Dickerichtung davon innerhalb des in der vorliegenden Erfindung definierten Bereichs bleibt.
Die Tinte für das Elektrokoagulationsdrucken umfaßt ein elektrisch leitendes Medium, zum Beispiel ein wäßriges Medium, ein polymeres Material und ein Färbematerial, zum Beispiel ein Färbepigment. Das polymere Material umfaßt mindestens eine polymere Substanz, die durch Metallionen, welche durch einen elektrischen Strom erzeugt werden, koagulierbar ist und ausgewählt ist aus zum Beispiel Gelatine, Polyacrylsäure und Polyacrylamid. Die polymere Substanz absorbiert Metallionen, wird durch die absorbierten Metallionen vernetzt, um zu koagulieren, und die koagulierte polymere Substanz fällt aus. Prinzipiell ist es derart, daß, wenn ein elektrisches Differentialpotential zwischen der positiven und negativen Elektrode angelegt wird, um einen zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Strom zu erzeugen, werden Metallionen aus der positiven zylindrischen Metallelektrode erzeugt und penetrieren in die Tintenschicht, um die Tintenschicht zu koagulieren.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, welche lediglich beispielhaft sind und in keiner Weise den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken, weiter erläutert.

Beispiel 1

Es wurde eine wäßrige Zellstoffaufschlämmung hergestellt aus 30 Gewichtsteilen eines gebleichten Weichholz- Kraftzellstoffs, der auf eine Kanadische Standard- Freeness (CSF) von 620 ml geklopft wurde, 40 Gewichtsteilen eines thermochemischen Zellstoffs mit einer Kanadischen Standard-Freeness von 120 ml und 30 Gewichtsteilen eines aufbereiteten (deinked) Zeitungspapierzellstoffs (DIP) mit einer Kanadischen Standard-Freeness von 154 ml, und enthielt 2 Gewichtsteile an Aluminiumsulfat, 0,2 Gewichtsteile eines Harzleims und 1 Gewichtsteil an Quarzpulver. Die wäßrige Zellstoffaufschlämmung wurde in einer Doppelsieb-Zeitungspapierherstellungsmaschine verarbeitet.
Das erhaltene Aufzeichnungspapierblatt für den Elektrokoagulationsdruck besaß ein Flächengewicht von 43 g/m², einen Stöckigt-Leimungsgrad von 0 Sekunden und eine Glätte nach Bekk von 50 Sekunden.

Beispiel 2

Mittels einer Siebpapierbildungsmaschine wurde ein Trägerpapierblatt mit einem Flächengewicht von 120 g/m² hergestellt aus einer wäßrigen Zellstoffaufschlämmung, welche eine Zellstoffmischung aus 50 Gewichtsteilen eines gebleichten Hartholz-Kraftzellstoffs (LBKP) mit 50 Gewichtsteilen eines gebleichten Weichholz-Kraftzellstoffs (NBKP), welcher geschlagen wurde zu einer C. S. F. von 450 ml, und ein Additiv, das aus 10 Gewichtsteilen eines Calciumcarbonatpigments, 0,2 Gewichtsteilen eines Mittels zur Erhöhung der Papierfestigkeit (Handelsmarke: POLYSTRON 191, hergestellt von ARAKAWA KAGAKUKOGYO K. K.) und 0,3 Gewichtsteilen eines Alkenyl-Bernsteinsäureanhydrid-Stoffleims (Handelsmarke: FIVERAN-81, hergestellt von OJI NATIONAL K. K.) besteht, umfaßt und in die Zellstoffmischung gemischt.
Es wurde eine wäßrige Beschichtungsflüssigkeit hergestellt durch Dispergieren oder Auflösen von 100 Gewichtsteilen eines amorphen Siliciumdioxidpigments (Handelsmarke: Finsil X-45, hergestellt von K. K. TOKUYAMA), welches eine mittlere Teilchengröße von 3,9 um und eine spezifische Oberfläche von 340 m²/g besitzt, und von 50 Gewichtsteilen an Polyvinylalkohol (Handelsmarke: KURARAY POVAL PVA-110, hergestellt von KURARAY K. K.) in 500 Gewichtsteilen an Wasser. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf eine Oberfläche des Trägerpapierblattes unter Verwendung einer Balkenstreichvorrichtung beschichtet und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht in einer Trockenfeststoffmenge von 5 g/m² auszubilden.
Es wurde ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck erhalten.

Beispiel 3

Es wurde eine wäßrige Beschichtungsflüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 18 Gew.-% hergestellt aus einem Pigment, bestehend aus 50 Gewichtsteilen eines amorphen Siliciumdioxids (Handelsmarke: Finsil X-45, hergestellt von K. K. TOKUYAMA) und 50 Gewichtsteilen eines Zeoliths (Handelsmarke: TOYOBUILDER, hergestellt von K. K. TOSO) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um, und einem Bindemittel, bestehend aus 20 Gewichtsteilen eines Silyl- modifizierten Polyvinylalkohols (Handelsmarke: R1130, hergestellt von KURARAY K. K.) und 10 Gewichtsteilen eines kationischen Harzes (Handelsmarke): NEOFIX E117, hergestellt von NIKKA KAGAKU K. K.).
Die Beschichtungsflüssigkeit wurde unter Verwendung einer Balkenstreichvorrichtung auf eine Oberfläche desselben Trägerpapierblattes wie in Beispiel 2 beschichtet und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht mit einer Trockenfeststoffmenge von 10 g/m² auszubilden.
Es wurde eine Beschichtungsflüssigkeit für eine Glanzschicht mit einem Feststoffgehalt von 25 Gew.-% hergestellt aus 100 Gewichtsteilen eines Copolymers eines Styrolacrylharzes mit kolloidalem Siliciumdioxid und mit einer Glasübergangstemperatur von 75ºC, 20 Gewichtsteilen an feinen Calciumcarbonatteilchen mit einer primären Teilchengröße von 0,02 um, einer sekundären Teilchengröße von 0,2 um und einer spezifischen BET-Oberfläche von 100 m²/g (Handelsmarke: CPL410-6), 5 Gewichtsteilen eines Verdickungs- und Dispersionsmittels, bestehend aus einem Alkylvinylether-Maleinsäurederivat-Copolymer und 3 Gewichtsteilen eines Trennmittels.
Die Beschichtungsflüssigkeit für die Glanzschicht wurde unter Verwendung einer Walzenstreichvorrichtung auf die oben erwähnte Tintenaufnahmeschicht beschichtet, und die beschichtete Flüssigkeitsschicht wurde sofort unter Druck in Kontakt mit einer Umfangsoberfläche der Hochglanzgießtrommel mit einer Oberflächentemperatur von 85ºC gebracht und zur Ausbildung einer Glanzschicht getrocknet. Es wurde ein Aufzeichnungsblatt vom Glanzgießstreich-Typ erhalten. Die Glanzschicht besaß eine Feststoffmenge von 8 g/m².
Es wurde ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck erhalten.

Beispiel 4

Es wurde dasselbe Trägerpapierblatt wie in Beispiel 2 als ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck verwendet.

Vergleichsbeispiel 1

Ein handelsübliches Druckpapierblatt (Handelsmarke: OK SUPER ART M, hergestellt von OJI PAPER CO., LTD) mit einer Beschichtungsschicht, die als eine Hauptkomponente Calciumcarbonat umfaßt, wurde als ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck verwendet.

Vergleichsbeispiel 2

Ein handelsübliches Druckpapierblatt (Handelsmarke: SA KINFUJI, hergestellt von OJI PAPER CO., LTD) mit einer Beschichtungsschicht, die als eine Hauptkomponente Kaolin umfaßt, wurde als ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck verwendet.

Beispiel 5

Mittels einer Siebpapierherstellungsmaschine wurde ein Trägerpapierblatt mit einem Flächengewicht von 100 g/m² hergestellt aus einer wäßrigen Zellstoffaufschlämmung, umfassend eine Faserstoffmischung aus 55 Gewichtsteilen eines gebleichten Weichholz-Kraftzellstoffs (NBKP) mit 45 Gewichtsteilen eines gebleichten Hartholz- Kraftzellstoffs (LBKP), welcher auf eine C.S.F. von 400 ml geklopft wurde, und es wurde ein Additiv, bestehend aus 10 Gewichtsteilen eines Calciumcarbonatpigments, 0,3 Gewichtsteilen eines Mittels zur Erhöhung der Papierfestigkeit (Handelsmarke: POLYSTRON 191, hergestellt von ARAKAWA KAGAKUKOGYO K. K.), 0,3 Gewichtsteilen eines Leims (Handelsmarke: SIZEPINE S-300, hergestellt von ARAKAWA KAGAKU K. K.) und 2,0 Gew.-% an Aluminiumsulfat, in die Zellstoffmischung gemischt.
Es wurde eine wäßrige Beschichtungsflüssigkeit hergestellt durch Dispergieren oder Auflösen von 100 Gewichtsteilen eines Siliciumdioxidpigments (Handelsmarke: Finsil X-37, hergestellt von K. K. TOKUYAMA) mit einer mittleren Teilchengröße von 3,7 um und einer spezifischen Oberfläche von 260 m²/g und 60 Gewichtsteilen an Polyvinylalkohol (Handelsmarke: KURARAY POVAL PVA-110, hergestellt von KURARAY K. K.) in 500 Gewichtsteilen an Wasser. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf eine Oberfläche des Trägerpapierblattes unter Verwendung einer Balkenstreichvorrichtung beschichtet und getrocknet, um eine Tintenaufnahmeschicht in einer Trockenfeststoffmenge von 2,5 g/m² auszubilden. Das resultierende beschichtete Papierblatt wurde einer Kalanderbehandlung unter einem linearen Druck von 20 kg/cm unterzogen.
Es wurde ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck erhalten.

Beispiel 6

Mittels einer Siebpapierformungsmaschine wurde ein Papierblatt mit einem Flächengewicht von 100 g/m² hergestellt aus einer wäßrigen Zellstoffaufschlämmung, umfassend eine Zellstoffmischung aus 20 Gewichtsteilen eines gebleichten Weichholz-Kraftzellstoffs (NBKP) mit 80 Gewichtsteilen eines gebleichten Hartholz-Kraftzellstoffs (LBKP), welcher auf eine C.S.F. von 450 ml geklopft wurde, und es wurde ein Additiv, bestehend aus 10 Gewichtsteilen eines Calciumcarbonatpigments, 0,3 Gewichtsteilen eines Mittels zur Erhöhung der Papierfestigkeit (Handelsmarke: POLYSTRON 191, hergestellt von ARAKAWA KAGAKUKOGYO K. K.), 0,3 Gewichtsteilen eines Leims (Handelsmarke: SIZEPINE S-300, hergestellt von ARAKAWA KAGAKU K. K.) und 2,0 Gewichtsteilen an Aluminiumsulfat in die Zellstoffmischung gemischt.
Das resultierende Papierblatt wurde als ein Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck verwendet.

Tests

Die in den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellten Aufzeichnungsmaterialien wurden den folgenden Tests unterzogen.

(1) Definition des Kompressions-Elastizitätsmoduls und der maximalen Verformung

Wenn ein Ende eines Aufzeichnungsmaterials mit einer Dicke L&sub0; in um fixiert wird und der gegenüberliegende Endabschnitt des Aufzeichnungsmaterials in der Richtung der Dicke (Z) des Aufzeichnungsmaterials unter einer Kompressionskraft F bis zu einem Ausmaß komprimiert wird, so daß die Dicke des komprimierten Abschnitts einen Wert L erreicht, wird die Verformung γ des Aufzeichnungsmaterials in der Z-Richtung gemäß der Gleichung (1) bestimmt:
γ = (L&sub0; - L)/L&sub0; (1)
Wenn der komprimierte Abschnitt des Aufzeichnungsmaterials mit einer Dicke L in einer Fläche A ist, wird der auf den komprimierten Abschnitt mit der Fläche A ausgeübte Druck σ pro Einheitsfläche (cm²) gemäß der Gleichung (2) bestimmt:
σ = F/A (2)
Gemäß dem Hook'schen Gesetz ist der 'Druck σ proportional zur Verformung γ. Wenn daher das Aufzeichnungsmaterial ein Kompressions-Elastizitätsmodul E in der Z-Richtung des Aufzeichnungsmaterials besitzt, werden die Verformung γ und das Kompressions-Elastizitätsmodul E in der Z-Richtung gemäß den Gleichungen (3) bzw. (4) bestimmt:
γ = σ/E (3)
E = σ/γ (4)

(2) Messung des Kompressions-Elastizitätsmoduls

Aus einem Aufzeichnungsmaterial wurde eine Probe mit einer Länge von 6 cm und einer Breite von 6 cm hergestellt und in der Z-Richtung davon unter Verwendung einer Zugfestigkeitstestvorrichtung (Handelsmarke: STROGRAPH M-2, hergestellt von TOYO SEIKI K. K.) in einer Kompressionsfläche von 2,55 cm² unter einem Druck von 1000 N (102 kgf) bei einer Kompressionsrate von 0,1 mm/min komprimiert. Das Kompressions-Elastizitätsmodul der Probe wurde gemäß den Gleichungen (1), (2) und (4) bestimmt.

(3) Messung der maximalen Verformung

Es wurde derselbe Kompressionstest wie bei der Messung des Kompressions-Elastizitätsmoduls durchgeführt, und es wurde die maximale Verformung der Probe in der Z-Richtung unter einem Druck σ von 3,923·10&sup8; Pa (40 kgf/cm²) gemäß der Gleichung (1) oder (3) bestimmt.

(4) Messung der maximalen Rauhtiefe (Ry) der Oberflächenrauhigkeit der Aufzeichnungsoberfläche

Die Ry wurde gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601 an zehn zufälligen Punkten auf der Aufzeichnungsoberfläche eines Aufzeichnungsmaterials bei einer Standardbezugslänge von 2,5 mm gemessen, wobei eine Universal-Oberflächenzustands-Testvorrichtung (Modell: SE-3C, hergestellt von K. K. KOSAKA KENKYUSHO) verwendet wurde.

Bestimmung von Ry

Ry soll derart sein, daß lediglich die Standardbezugslänge der Rauhigkeitskurve in der Richtung der Mittellinie geprüft wird, wobei der Abstand zwischen der Spitze der Profilpeaklinie und dem Boden der Profiltallinie dieses geprüften Abschnittes in der Längsvergrößerungsrichtung der Rauhigkeitskurve gemessen wird und der erhaltene Wert in Mikrometer (um) ausgedrückt wird.

(5) Messung einer arithmetischen mittleren Rauheit (Ra)

Die Messung von Ra wurde gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601 durchgeführt.

Bestimmung von Ra

Ra bedeutet den Wert, der mittels der folgenden Formel erhalten wird und ausgedrückt wird in Mikrometer (um), wenn lediglich die Standardbezugslänge der Rauhigkeitskurve in der Richtung der Mittellinie geprüft wird, wobei die X-Achse in der Richtung der Mittellinie und die Y-Achse in der Richtung der Längsvergrößerung dieses geprüften Abschnitts verläuft und die Rauhigkeitskurve ausgedrückt wird durch y = f(x):
wobei l: Referenzlänge

(6) Bewertung der Druckeigenschaft

(a) Farbdichte der Tintenabbildungen

Es wurde ein Aufzeichnungsmaterial in einer einzelnen Farbe unter Verwendung eines Elektrokoagulationsdruckers (hergestellt von ELCORSY CO.) bedruckt.
Die Farbdichten der bedruckten Abbildungen in einem Druckbereich von geringer Farbdichte und in einem Druckbereich von hoher Farbdichte wurden unter Verwendung einer Macbeth-Farbdichtentestvorrichtung (Modell: RD914) bestimmt.
Die bei dem Elektrokoagulationsdruck verwendete Tinte umfaßte ein aus Wasser, einem polymeren Material und einem Färbepigment bestehendes Medium.

(b) Verhinderung von Farblücken

Bei den gedruckten farbigen Abbildungen wurde in dem Druckbereich von mittlerer Farbdichte die Menge an Farblücken durch Beobachtung mit dem bloßen Auge bestimmt und in die folgenden Klassen eingeteilt.

Klasse Farblücken

4 Es wurden keine Farblücken gefunden.
3 Es wurden kleine Farblücken gefunden.
2 Es wurden deutliche Farblücken gefunden.
1 Es wurden große Farblücken in einer großen Anzahl gefunden.

(c) Tintenübertragungsvermögen

Die auf das Aufzeichnungsmaterial gedruckten einfarbigen Tintenabbildungen wurden mit dem bloßen Auge begutachtet und die folgenden Klassen eingeteilt.

Klasse Tintenübertragung

4 In allen den Druckbereichen mit geringer bis hoher Farbdichte wurden die Tintenabbildungen perfekt übertragen
3 In den Druckbereich von geringer bis mittlerer Farbdichte wurden die Tintenabbildungen zufriedenstellend übertragen. Jedoch wurden im Druckbereich mit hoher Farbdichte die Tintenabbildungen nicht vollständig übertragen.
2 Im Druckbereich mit geringer Farbdichte wurden die Tintenabbildungen zufriedenstellend übertragen, jedoch war in den Druckbereichen von mittlerer bis hoher Farbdichte die Übertragung der Tintenabbildungen nicht zufriedenstellend.
1 Die Übertragung der Tintenabbildungen ist unbefriedigend, sogar im Druckbereich mit geringer Farbdichte.
Die Testergebnisse der Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 1 aufgezeigt. Tabelle 1
Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung ist geeignet für den Elektrokoagulationsdruck, bei welchem eine Tinte, die in der Lage ist, zu gelieren, wenn sie mit Elektrizität geladen wird, zwischen einem Abschnitt einer zylindrischen positiven Rotationsmetallelektrode und einer Vielzahl an negativen nadelförmigen Elektroden zur Ausbildung einer Tintenschicht auf dem Abschnitt der positiven zylindrischen Elektroden angewendet wird, ein elektrisches Differentialpotential entsprechend der Abbildung zwischen der positiven und negativen Elektrode angewendet wird, um die Tintenschicht entsprechend der Abbildung zu koagulieren, und die koagulierten Tintenabbildungen von der positiven Elektrode auf eine Aufzeichnungsoberfläche eines Aufzeichnungsmaterials übertragen werden. Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann darauf koagulierte Tintenabbildungen mit einer hohen Qualität mit einer hohen Reproduzierbarkeit aufzeichnen. Da das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung ein hohes Dämpfungsvermögen besitzt, kann die koagulierte kolloidale Tinte in dem Aufzeichnungsmaterial schnell absorbiert werden. Wenn darüber hinaus die Rauhigkeit der Aufzeichnungsoberfläche auf eine maximale Rauhtiefe (Ry) von 35 um oder weniger oder auf eine arithmetische mittlere Rauheit (Ra) von 4 um oder weniger gesteuert wird, kann die resultierende Aufzeichnungsoberfläche die Tintenabbildungen mit einer hohen Druckqualität aufzeichnen. Das Aufzeichnungsmaterial der vorliegenden Erfindung ist für das Hochgeschwindigkeitsdrucken, zum Beispiel zum Druck von Zeitungen und Magazinen, oder zum Drucken von geringen Auflagen zum Beispiel von direkt verschickten Katalogen und Anzeigen auf Bestellung geeignet.

Claims

1. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck, welches ein Kompressions-Elastizitätsmodul von 6,374·10&sup7; Pa (650 kgf/cm²) oder weniger in der Richtung der Dicke des Aufzeichnungsmaterials besitzt und eine maximale Verformung von 0,08 oder mehr aufweist, die unter einem Druck von 3,923·10&sup6; Pa (40 kgf/cm²) in der Dickerichtung des Aufzeichnungsmaterials erzeugt wird.

2. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck nach Anspruch 1 mit einer Aufzeichnungsoberfläche, die eine gemäß dem Japanischen-Industrie-Standard B 0601 bestimmte maximale Rauhtiefe (Ry) von 35 um oder weniger bei einer Standardbezugslänge von 2,5 mm aufweist.

3. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck nach Anspruch 1, welches mindestens einen Bestandteil umfaßt, der aus der aus Papierblättern, synthetischen Papierblättern, Vliesstoffen und Folienblättern bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck nach Anspruch 1, umfassend einen Träger und eine Tintenaufnahmeschicht, die auf einer Oberfläche des Trägers ausgebildet ist und ein Pigment und ein Bindemittel umfaßt.

5. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck nach Anspruch 4, bei dem die Tintenaufnahmeschicht in einer Menge von 3 bis 30 g/m² oder weniger vorhanden ist.

6. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck nach Anspruch 1, welches eine Aufzeichnungsoberfläche mit einer gemäß dem Japanischen-Industrie- Standard B 0601 bestimmten arithmetischen mittleren Rauheit (Ra) von 4 um oder weniger aufweist.

7. Aufzeichnungsmaterial für den Elektrokoagulationsdruck nach Anspruch 1, welches hergestellt wird, indem eine einen mechanischen Faserstoff enthaltende Faserstoffaufschlämmung einem Papierbildungsvorgang unterzogen wird, bei dem in die Faserstoffaufschlämmung ein Leim für eine Stoffleimung zugegeben wird oder mindestens ein aus Harzen und Oberflächenleimen ausgewählter Bestandteil auf das resultierende Papierblatt beschichtet oder in dieses imprägniert wird.

8. Elektrokoagulationsdruckverfahren, welches das Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1 verwendet, wobei

eine Tinte, die ein Polymerharz, ein Färbungsmaterial und ein Medium umfaßt, zwischen eine Vielzahl von nadelförmigen Elektroden und einem den nadelförmigen Elektroden gegenüberliegenden Abschnitt einer zylindrischen Metallrotationselektrode zugeführt wird, um eine Tintenschicht auf der zylindrischen Metallrotationselektrode auszubilden;

elektrische Differentialpotentiale der Abbildung entsprechend zwischen den nadelförmigen Elektroden und der zylindrischen Metallrotationselektrode angelegt werden, um Metallionen zu bilden und mittels der Metallionen die Tintenschicht der Abbildung entsprechend zu koagulieren;

nicht-koagulierte Anteile der Tintenschicht von der zylindrischen Metallrotationselektrode entfernt werden; und

die koagulierten, der Abbildung entsprechenden Tintenanteile auf der zylindrischen Metallrotationselektrode auf eine Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmaterials übertragen werden.