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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aufzeichnungsblätter zum
Aufzeichnen von Informationen unter Verwendung von Tinte oder dgl.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Aufzeichnungsblättern zur
Verwendung mit Tintenstrahldruckern.
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2. Beschreibung verwandten
Stands der Technik
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Üblicherweise
verwendete Aufzeichnungsblätter
zum Tintenstrahldrucken haben eine dreilagige Struktur, wie in 3 gezeigt: ein Tintenstrahlaufzeichnungsblatt 110 beinhaltet
ein Harzfilm-Basisblatt 111, eine tintenaufnehmende Schicht 112,
die auf dem Basisblatt 111 ausgebildet ist, und eine auf
der tintenaufnehmenden Schicht 112 ausgebildete tintendurchlässige Schicht 113,
siehe beispielsweise US-A-4,642,247.
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Wie
in 3b gezeigt, wenn ein aus einer Düse eines
Tintenstrahldruckers (nicht gezeigt) eingespritzter Tintentropfen 114 auf
die Oberfläche
der tintendurchlässigen
Schicht 113 des Aufzeichnungsblatts 110 auftrifft,
dringt ein farbgebendes Mittel und/oder ein Lösungsmittel, das in der Tinte
vorhanden ist, durch die tintendurchlässige Schicht 113 ein,
und der Farbstoff wird innerhalb der tintenaufnehmenden Schicht 112 fixiert. Die
in der tintenaufnehmenden Schicht 112 fixierte Tinte wird
in 3b durch Bezugszeichen 117 bezeichnet.
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Im
allgemeinen wird für
Tintenstrahldrucker wässrige
Tinte verwendet. Das konventionelle Aufzeichnungsblatt 110 verwendet
daher ein hydrophobes Harz, wie etwa ein wasserunlösliches
Polyesterharz, das eine niedrige Affinität zu Wasser hat, in der wasserdurchlässigen Schicht 113,
um der wässrigen
Tinte zu gestatten, durch die Schicht durchzudringen.
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Jedoch
enthält
wässrige
Tinte typischerweise verschiedene organische Lösungsmittel für den Zweck des
Verhinderns des Austrocknens von Tinte, zusätzlich zu Wasser. Beispiele
solche organischer Lösungsmittel
beinhalten Polyole, wie etwa Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol,
Propylenglykol, Polyethylenglykol und Glycerin; Alkyletherderivate
von Polyolen, wie etwa Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether,
Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonobutylether,
Diethylenglykoldimethylether, Diethylenglykoldiethylether, Diethylenglykolmethylethylether,
Triethylenglykolmonomethylether; Esterderivate von Polyolen, wie
etwa Ethylenglykolmonomethyletheracetat, Diethylenglykolmonoethyletheracetat,
Glycerylmonoacetat und Glyceryldiacetat; wasserlösliche Amine, wie etwa Monoethanolamin,
Diethanolamin, Triethanolamin und Polyoxyethylenamin; und Stickstoff
enthaltende cyclische Verbindungen, wie etwa 2-Pyrrolidon und N-Methyl-2-pyrrolidon.
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Ein
Nachteil dieser organischen Lösungsmittel
ist, dass die hohe Affinität
der Lösungsmittel
für hydrophobe
Harze, wie etwa wasserunlösliches
Polyester, die Tinte dazu veranlassen können, sich lateral in der tintendurchlässigen Schicht
zu verbreiten, was zum Verschmieren in gedruckten Bildern führt. Was
daher benötigt
wird, ist ein Aufzeichnungsblatt, das Verschmieren in gedruckten
Bildern vermindert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Aufzeichnungsblatt mit einer tintenaufnehmenden
Schicht und einer tintendurchlässigen
Schicht bereit, wobei die tintendurchlässige Schicht auf der Oberfläche der
tintenaufnehmenden Schicht angeordnet ist und die tintendurchlässige Schicht
einen Füller
und ein Bindemittel beinhaltet, wobei das Bindemittel als primären Bestandteil
ein wasserunlösliches
Polyesterharz enthält,
das einen hohen Hydroxylwert im Bereich von 25 bis 65 aufweist.
In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Füller Siliziumoxid als primäre Komponente
enthalten.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Aufzeichnungsblatt ein an
der tintenaufnehmenden Schicht angebrachtes Basisblatt.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die tintenaufnehmende Schicht
zumindest ein Harz, das ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus natürlichen Harzen, einschließlich Albumin, Casein,
Stärke,
Gummi Arabikum und Natriumalginat, synthetischen Harzen einschließlich Carboxymethylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Polyamid, Polyethylenimin, Polyvinylpyrrolidon,
Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal, Melamin, Polyester, Polyacryl,
Polyurethan und Polyallylamin.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst der Füller zumindest eine Verbindung, die
ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus Talk, Kaolin, Ton, Zinkoxid,
Zinnoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat, Titanweiß, Bariumsulfat,
Titandioxid, Aluminiumsilicat, Magnesiumsilicat, Magnesiumoxid,
Smektit, Zeolith und Diatomit.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Hydroxylwert im Bereich zwischen
25 und 45.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Hydroxylwert im Bereich zwischen
45 und 60.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Basisblatt Polyethylenterephthalat.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Basisblatt zumindest eine
Verbindung, die ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyethylennaphthalat, Polyolefinen,
einschließlich Polyethylen
und Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polymethylmethacrylat,
Polycarbonat, Transparentpapier, Celluloseacetat, Polyacrylat und
Polyethersulfon.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ersichtlich werden, in denen:
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1a bis 1c Herstellungsschritte
eines Aufzeichnungsblatts gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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2 ein
zweischichtiges Aufzeichnungsblatt gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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3a und 3b einen
Druckvorgang unter Verwendung konventioneller Aufzeichnungsblätter für Tintenstrahldruck
zeigen.
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Detaillierte
Beschreibung
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Aufzeichnungsblätter der
vorliegenden Erfindung beinhalten eine tintendurchlässige Schicht,
der ein wasserunlösliches
Polyesterharz mit einem Hydroxylgrad von 25 bis 55 zugesetzt wird.
Nicht nur sind solche wasserunlöslichen
Harze weniger hydrophil, sondern sie sind auch aufgrund der großen Anzahl
von in der chemischen Struktur vorhandenen Hydroxylgruppen weniger
lipophil.
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Daher
zeigen die diese Polyesterharze enthaltenden tintendurchlässigen Schichten
eine hohe Tintenphobizität
von Tintenstrahldruckern, ohne Tenside, wie nichtionische Tenside,
Fluorin-enthaltende Tenside, kationische Tenside oder anionische
Tenside, zu verwenden. Diese tintendurchlässigen Schichten machen die gedruckten
Bilder weniger empfindlich für
Verschmierungen.
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Die
Aufzeichnungsblätter
der vorliegenden Erfindung, die Tenside überflüssig machen, können in
einer einfachen und weniger teuren Weise hergestellt werden, ohne
Notwendigkeit für
das Aufrechterhalten der Tenside und dem Schritt des Zugebens der
Tenside.
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Wie
hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Hydroxylwert" auf einen Wert, der die Menge von in einer
polymeren Verbindung, wie etwa einem Harz, vorhandenen Hydroxylgruppen
anzeigt. Der Ausdruck ist im Japanischen Industriestandard Dokument
JIS K 0070-1992 definiert. Der Hydroxylwert wird durch die Anzahl
der Milligramm von Kaliumhydroxid gegeben, die notwendig sind, um
eine Menge an Essigsäure
zu neutralisieren, die notwendig ist, um freie Hydroxylgruppen zu
acetylieren, die in einem Gramm (1 g) eines Harzes vorhanden sind.
Daher ist, je höher
der Hydroxylwert (mg KOH/g) für
eine Verbindung ist, um so größer die Anzahl
der Hydroxylgruppen in dieser Verbindung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Aufzeichnungsblattes gemäß der vorliegenden
Erfindung wie auch sein Herstellverfahren werden nun unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Zuerst
werden 100 Gew.-Teile eines in Wasser löslichen Urethanharzes (vertrieben
unter dem Namen "NS310X", erhältlich von
TAKAMATSU-YUSHI Co., Ltd.; 14 Gew.-% Feststoffkomponente), welches
ein tintenabsorbierendes Harz ist, mit 2,8 Gew.Teile Aluminiumhydroxd
als einem Füller
(vertrieben unter dem Namen "HIGILITE
H42", von der SHOWA-DENKO
Co., Ltd. erhältlich)
gemischt, um eine Mischung zu bilden. Die Mischung wurde dann für 6 h in
einer Topfmühle
gerührt,
um ein Beschichtungsfluid für
eine tintenaufnehmende Schicht herzustellen.
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Bezugszeichen 11 in 1a bezeichnet
ein aus Polyethylenterephthalat hergestelltes flexibles transparentes
Basisblatt. Ein von TOYOBO Co., Ltd. erhältlicher, unter dem Namen COSMOSHINE
A4100 verkaufter Polyethylenterephthalatfilm (Filmdicke: 100 μm, adhäsionsermöglichende
Behandlung auf einer Oberfläche angewendet)
wurde als das Basisblatt 11 verwendet.
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Das
Beschichtungsfluid für
eine im obigen Prozess hergestellte tintenaufnehmende Schicht wurde
auf einer Oberfläche
des Basisblatts 11 unter Verwendung eines Aufzugsrakels
aufgebracht. Das beschichtete Basisblatt wurde dann bei 120°C in einem
Umluftofen für
3 min getrocknet, um eine tintenaufnehmende Schicht 12 auszubilden
(1b). Die tintenaufnehmende Schicht 12 hatte
nach dem Trocknen eine Dicke von 15 μm.
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Als
Nächstes
wurden 56 Gew.Teile Methylethylketon als organisches Lösungsmittel
und 14 Gew.Teile Cyclohexanon als anderes organisches Lösungsmittel
zu 15 Gew.Teilen eines Bindemittels hinzugegeben, das aus einem
wasserunlöslichen
Harz mit einem hohen Hydroxylwert von 25 oder mehr zusammengesetzt
war. Die sich ergebende Mischung wurde für 3 h in einer Topfmühle gerührt, bis
das Bindemittel vollständig
aufgelöst
war, um eine Bindemittellösung
herzustellen.
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Zu
85 Gew.Teilen dieser Bindemittellösung wurden 15 Gew.Teile Siliziumdioxid,
das von Mizusawa Industrial Chemicals Ltd. erhältlich, unter dem Namen "MIZUKASIL" P527 (durchschnittliche
Partikelgröße 1,6 μm) verkauft
wird, hinzugefügt.
Die sich ergebende Mischung wurde dann in einer Topfmühle für 1 h gerührt, um
ein Beschichtungsfluid für
eine tintendurchlässige
Schicht herzustellen.
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Als
Nächstes
wurde unter Verwendung eines Mayer-Rakels das Beschichtungsfluid
für die
im obigen Prozess hergestellte tintendurchlässige Schicht auf eine Oberfläche der
tintenaufnehmenden Schicht 12, die in 1b gezeigt
ist, aufgebracht. Das Beschichtungsfluid wurde so aufgebracht, dass
die sich ergebende Schicht eine Dicke von 12 μm nach Trocknen haben würde.
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Nach
Trocknen bei 120°C
in einem Heißumluftofen
für 3 min
wurde eine tintendurchlässige
Schicht 13 ausgebildet. Die tintendurchlässige Schicht 13 wurde
ohne jegliche Tenside ausgebildet. Ein Aufzeichnungsblatt mit der
darauf ausgebildeten tintendurchlässigen Schicht 13 ist
in 1c gezeigt und mit Bezugszeichen 10 bezeichnet.
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Beispiele
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Drei
Arten von Aufzeichnungsblättern 10 wurden
unter Verwendung derselben Mengenverhältnisse und derselben Verfahren
wie das oben beschriebene Aufzeichnungsblatt und unter Verwendung
eines von drei Polyestermaterialien mit einem hohen Hydroxylwert
hergestellt. Die drei Polyester sind die folgenden: verkauft unter
dem Namen "VYLON
220", erhältlich von
TOYOBO Co., Ltd., verkauft unter dem Namen "UE3320" von UNITIKA Ltd., und verkauft unter
dem Namen "UE3360" von UNITIKA Ltd.
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Unter
Verwendung der wie oben erwähnt
hergestellten Aufzeichnungsblätter
wurden gedruckte Bilder wie folgt evaluiert.
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Evaluierungstest gedruckter
Bilder
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Ein
Tintenstrahldrucker-Modell FJ-40, hergestellt von der ROLAND Co.,
Ltd., wurde verwendet, um wässrige
Tinte auf eine Oberfläche
der tintendurchlässigen
Schicht 13 jedes Aufzeichnungsblatts 10 zu spritzen,
um ein Bild zu drucken.
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Das
Bild wurde so ausgebildet, dass 6 Punkt Konturbuchstaben des Gothic-Schriftschnitts
in einem festen Hintergrund angeordnet wurden.
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Diese
Bilder wurden auf der folgenden Skala evaluiert: "gut" zeigt an, dass die
Konturbuchstaben auf dem Blatt lesbar waren und "schlecht" zeigt an, dass die Konturbuchstaben
auf dem Blatt verschmiert waren und damit unlesbar waren. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
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Tabelle
1: Evaluierung der gedruckten Bilder in Beispielen der vorliegenden
Erfindung
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Tabelle
2 zeigt Hydroxylwerte, Glassübergangstemperaturen
und Molekulargewichte für
jede der drei Arten von Polyestern mit hohem Hydroxylwert, die in
den obigen Beispielen verwendet worden sind.
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Tabelle
2: Die Hydroxylwerte, Glasübergangstemperaturen
und Molekulargewichte der in den Beispielen verwendeten Polyester
mit hohem Hydroxylwert
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Wie
aus der Tabelle 1 ersehen werden kann, waren die auf den gedruckten
Bildern ausgebildeten Konturbuchstaben für alle Aufzeichnungsblätter 10 in
den obigen Beispielen der vorliegenden Erfindung lesbar. Dementsprechend
hat die tintendurchlässige
Schicht 13 der Aufzeichnungsblätter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
bewiesen, dass sie eine praktisch hinreichende Tintenphobizität aufweisen.
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Vergleichsbeispiele
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Drei
verschiedene Arten von Aufzeichnungsblättern wurden unter Verwendung
derselben Mischungsverhältnisse
und derselben Verfahren wie in den oben beschriebenen Beispielen
und, anstelle von Polyestern mit hohem Hydroxylwert in den Beispielen,
unter Verwendung eines wasserunlöslichen
Polyestern mit einem Hydroxylwert von weniger als 25 und eines wasserunlöslichen
Polyvinylacetals mit einem Hydroxylwert von größer als 65 als ein Bindemittel
hergestellt.
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Das
wasserunlösliche
Polyester mit dem Hydroxylwert von weniger als 25 war in diesem
Fall "VYLON 200", das von der TOYOBO
Co., Ltd. erhältlich
ist (Molekulargewicht: 17000, Glasübergangstemperatur: 67°C) oder "UE3210" von UNITIKA Co.
Ltd. (Molekulargewicht: 20000, Glasübergangstemperatur: 45°C). Das wasserunlösliche Polyvinylacetal
mit einem Hydroxylwert von größer als
65 war "KS-10", erhältlich von
SEKISUI KAGAKU Co., Ltd. (Glasübergangstemperatur:
106°C).
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Unter
Verwendung dieser so hergestellten Aufzeichnungsblätter wurden
gedruckte Bilder unter denselben Bedingungen wie in den oben beschriebenen
Beispielen evaluiert. Die Evaluierungen dieser Bilder, gemeinsam
mit den Hydroxylwerten der als Bindemittel verwendeten Harze, sind
in Tabelle 5 unten gezeigt.
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Tabelle
5: Evaluierungen der gedruckten Bilder der Vergleichsbeispiele
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Wie
aus der Tabelle 5 oben gesehen werden kann, waren die Konturbuchstaben
unleserlich, wenn das Bindemittel ein Harz mit einem Hydroxylwert
war, der außerhalb
des Bereichs 25 bis 65 lag.
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Man
kann annehmen, dass ein Hydroxylwert von weniger als 25 die Affinität der tintendurchlässigen Schicht
für Tinte
so niedrig macht, dass die Tinte nicht in die tintendurchlässige Schicht
eindringt und an der Oberfläche
abperlt, was zu einer verminderten Druckdichte führt.
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Im
Gegensatz dazu erscheint es so, dass, wenn der Hydroxylwert größer ist
als 65, die Affinität
der tintendurchlässigen
Schicht für
Tinte so hoch ist, dass sich die Tinte innerhalb der tintendurchlässigen Schicht verteilt.
In jedem Fall sind die Konturbuchstaben unleserlich geworden, weil
ein Verschmieren über
entweder die Oberfläche
der tintendurchlässigen
Schicht oder innerhalb der tintendurchlässigen Schicht aufgetreten
ist.
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Während Polyethylenterephthalat
als Material für
das Basisblatt 11 in den oben beschriebenen Beispielen
verwendet wird, liegt die Verwendung anderer Materialien als ein
Basisblatt spezifisch innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden
Erfindung.
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Materialien,
die als Basisblatt 11 verwendet werden können, beinhalten
Polyester, wie etwa Polyethylennaphthalat, Polyolefine, wie etwa
Polyethylen und Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polymethylmethacrylat,
Polycarbonat, Transparentpapier, Celluloseacetat, Polyacrylat und
Polyethersulfon.
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Vorzugsweise
kann das Material für
die Basisschicht 11 Polyethylenterephthalat, gehärtetes Polyvinylchlorid,
Polypropylen und Triacetat für
Aufzeichnungsblätter
zur Verwendung mit Tageslichtprojektoren sein. Die Oberfläche des
Basisblatts kann behandelt sein (d. h. adhäsionsermöglichende Behandlung), bevor
sie die tintenaufnehmende Schicht 12 bildet. Ein Basisblatt
mit einer Basisschicht auf der Oberfläche des Basisblatts auf der
Seite, an der die tintenaufnehmende Schicht ausgebildet wird, kann
als Aufzeichnungsblatt der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Während eine
Ausführungsform
beschrieben worden ist, in welcher die tintenaufnehmende Schicht 12 auf
der Oberfläche
des Basisblatts 11 ausgebildet wird, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf solch eine Ausführungsform beschränkt.
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Unter
der Voraussetzung, dass die tintenaufnehmende Schicht 12 eine
hinreichende Stärke
hat, wird kein Basisblatt 11 benötigt, um die tintenaufnehmende
Schicht zu stützen,
auf sie verzichtet werden.
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Eine
andere Ausführungsform
des Aufzeichnungsblattes gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in 2 durch Bezugszeichen 50 bezeichnet.
Das Aufzeichnungsblatt 50 beinhaltet eine tintenaufnehmende Schicht 52 und
eine auf der Oberfläche
der tintenaufnehmenden Schicht 52 ausgebildete tintendurchlässige Schicht 53,
ohne ein Basisblatt.
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Während andere
Materialien verwendet werden können,
können
die in der tintenaufnehmenden Schicht 12 verwendeten tintenabsorbierenden
Harze vorzugsweise wasserlösliche
Harze sein, welche die Fähigkeit
zum Anschwellen aufweisen, oder hydrophile Polymere für den Zweck
des Absorbierens und Fixierens von flüssiger Tinte. Beispiele geeigneter
tintenabsorbierender Harze beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf,
natürliche
Harze, wie etwa Albumin, Casein, Stärke, Gummi Arabikum und Natriumalginat,
synthetische Harze, wie Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose,
Polyamid, Polyethylenimin, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol,
Polyvinylacetal, Melamin, Polyester, Polyacryl, Polyurethan und
Polyallylamin.
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Während Siliziumdioxid
vorzugsweise als ein Füller
in der tintendurchlässigen
Schicht 13 verwendet kann, können in der tintendurchlässigen Schicht 13 ebenfalls
verschiedene inorganische Füller
verwendet werden, einschließlich
Talk, Kaolin, Ton, Zinkoxid, Zinnoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid,
Calciumcarbonat, Titanweiß,
Bariumsulfat, Titandioxid, Aluminiumsilikat, Magnesiumsilikat, Magnesiumoxid,
Smektit, Zeolith und Diatomit.
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Vorzugsweise
weist der in der tintendurchlässigen
Schicht 13 verwendete Füller
eine durchschnittliche Partikelgröße von mehr als 1 μm bis 10 μm auf.
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Falls
der Füller
eine Durchschittsgröße von 1 μm oder weniger
aufweist, hat die poröse
Struktur Schwierigkeiten mit ihrem Ausbilden in der tintendurchlässigen Schicht.
Dies führt
zu einer verminderten Tintendurchlässigkeit der tintendurchlässigen Schicht
und führt
damit zu einer verminderten Druckdichte in den gedruckten Bildern.
Füller
mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von größer als 10 μm vermindert die Festigkeit
der tintendurchlässigen
Schicht und macht die tintendurchlässige Schicht anfällig für ein Abschälen. Als Ergebnis
kann das Handhaben des Aufzeichnungsblattes zu einer Abnutzung führen.
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Während vorzugsweise
Mayer-Rakel und Aufziehrakel verwendet werden können, um die Beschichtungsfluide
der tintendurchlässigen
Schicht und der tintenaufnehmenden Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung
aufzubringen, kann auch verschiedene andere Beschichtungsausrüstung verwendet
werden, inklusive Klingenbeschichtern und Streicheinrichtungen.
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Während die
tintenaufnehmende Schicht 12 und die tintendurchlässige Schicht 13 verschiedene
Dicke haben können,
haben sie vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 μm bis 50 μm.
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Wie
oben beschrieben worden ist, stellt die vorliegende Erfindung Aufzeichnungsblätter bereit,
die weniger anfällig
für ein
Verschmieren der gedruckten Bilder sind und verbesserte Farbdichten
bereitstellen.