Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Stabilisatoren für Aufzeichnungsmaterialien
für den Tintenstrahldruck, die poröse anorganische Oxide enthalten.
Stand der Technik
[0002] Es gibt im wesentlichen zwei unterschiedliche Verfahren beim Tintenstrahldruck, nämlich
den kontinuierlichen und den nichtkontinuierlichen Tintenstrahldruck.
[0003] Beim kontinuierlichen Tintenstrahldruck wird unter Druck aus einer Düse ein Tintenstrahl
ausgestossen, der in einem gewissen Abstand von der Düse in einzelne Tröpfchen zerfällt.
Die einzelnen Tröpfchen werden, je nachdem, ob eine Bildstelle bedruckt werden soll
oder nicht, in einen Auffangbehälter abgelenkt oder auf das Aufnahmematerial aufgebracht.
Dies geschieht z. B. dadurch, dass auf Grund vorgegebener digitaler Daten nicht benötigte
Tröpfchen elektrisch aufgeladen und anschliessend in einem statischen elektrischen
Feld in den Auffangbehälter abgelenkt werden. Auch das umgekehrte Verfahren ist möglich,
bei dem ungeladene Tröpfchen in den Auffangbehälter abgelenkt werden.
[0004] Beim nichtkontinuierlichen Verfahren, dem sogenannten "Drop on demand", werden die
Tintentropfen nur dann erzeugt, wenn auf Grund der digitalen Daten ein Bildpunkt dargestellt
werden muss.
[0005] Heutige Tintenstrahldrucker müssen aus wirtschaftlichen Gründen immer schneller drucken
können. Für solche Drucker geeignete Aufzeichnungsmaterialien müssen deshalb die Tinten
besonders rasch aufnehmen können. Für diesen Zweck besonders geeignet sind Aufzeichnungsmaterialien,
die poröse anorganische Oxide enthalten.
[0006] Solche heute erhältlichen Aufzeichnungsmaterialien erfüllen nicht alle an sie gestellten
Anforderungen. Insbesondere muss die Lagerbeständigkeit der auf diesen Materialien
hergestellten Bilder verbessert werden. Solche Bilder sind im Kontakt mit Aussenluft,
die normalerweise Schwefeldioxid und, insbesondere aber im Sommer, photochemisch entstandene
Verunreinigungen wie beispielsweise Ozon und Stickstoffoxide enthält, nicht besonders
stabil. Sie werden im Kontakt mit der Aussenluft nämlich innerhalb kurzer Zeitspannen
sehr stark verändert oder sogar zerstört. Diese Phänomene werden beispielsweise im
Hardcopy Supplies Journal,
6 (7), 35 (2000) beschrieben.
[0007] Zur Verbesserung der Stabilität von Aufzeichnungsmaterialien, die anorganische Oxide
enthalten, werden zum Beispiel im Patent GB 2'088'777 Derivate von Phenolen und Bisphenolen
vorgeschlagen.
[0008] In der Patentanmeldung EP 0'685'345 wird zur Verbesserung der Stabilität eines Aufzeichnungsmaterials,
das poröse anorganische Oxide enthält, der Zusatz von Dithiocarbamaten, Thiuramen,
Thiocyanaten oder sterisch gehinderten Aminen vorgeschlagen.
[0009] In der Patentanmeldung EP 0'373'573 werden Polyhydroxybenzolderivate als Stabilisatoren
für Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck vorgeschlagen.
[0010] Alle diese vorgeschlagenen Zusätze verbessern die Stabilität von Aufzeichnungsmaterialien
für den Tintenstrahldruck, die poröse anorganische Oxide enthalten, im Kontakt mit
verunreinigter Aussenluft kaum.
[0011] Stabilisierende Zusätze für solche Aufzeichnungsmaterialien, die poröse anorganische
Oxide enthalten, müssen genügend löslich und mit den anderen Komponenten der mehrheitlich
wässrigen Beschichtungsmassen gut verträglich sein. Sie müssen farblos sein oder dürfen
höchstens leicht gefärbt sein. Ebenso müssen die Zusätze über längere Zeit ihre Qualität
beibehalten und auch bei längerer Lagerung des Aufzeichnungsmaterials oder der darauf
hergestellten Bilder nicht vergilben. Weiter müssen sie ungiftig und unschädlich sein.
[0012] Es besteht daher die Notwendigkeit, in Aufzeichnungsmaterialien, die poröse anorganische
Oxide enthalten, neben dem Tintenaufnahmevermögen, der Tintenaufnahmegeschwindigkeit,
der Bildqualität, der Wasserfestigkeit, der Lichtbeständigkeit usw. vor allem die
Lagerbeständigkeit im Kontakt mit Aussenluft, die Verunreinigungen wie beispielsweise
Ozon, Stickstoffoxide oder Schwefeldioxid enthalten kann, zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
[0013] Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von Aufzeichnungsmaterialien mit verbesserter
Lagerbeständigkeit im Kontakt mit Aussenluft, die poröse anorganische Oxide enthalten,
bei denen das darauf aufgezeichnete Bild in Aufsicht oder Durchsicht betrachtet wird
und welche aus einem Träger und mindestens einer darauf aufliegenden Tintenaufnahmeschicht
bestehen.
[0014] Es wurde nun überraschend gefunden, dass die Lagerbeständigkeit im Kontakt mit Aussenluft
wesentlich verbessert werden kann, wenn dem erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterial
unsubstituiertes oder substituiertes 1,3-Cyclohexandion zugesetzt wird. Die auf solchen
erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien hergestellten Bilder zeigen im Kontakt
mit Aussenluft, die Verunreinigungen wie beispielsweise Ozon, Stickstoffoxide oder
Schwefeldioxid enthält, bedeutend weniger Farbänderungen und / oder Farbverluste als
die entsprechenden Bilder auf Aufzeichnungsmaterialien, die keine solchen Zusätze
enthalten.
[0015] Die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck enthalten
in den aufgetragenen Schichten neben dem porösen anorganischen Oxid und dem unsubstituierten
oder substituierten 1,3-Cyclohexandion eines oder mehrere Bindemittel. Das unsubstituierte
oder substituierte 1,3-Cyclohexandion kann in die Tintenaufnahmeschicht, die das poröse
anorganische Oxid enthält, eingebracht werden, oder in eine andere Schicht des Aufzeichnungsmaterials.
[0016] Bevorzugt als Zusatz sind 1,3-Cyclohexandion und 2-Methyl-1,3-cyclohexandion.
[0017] Weiterer Verbindungen wie Reduktionsmittel, organische Thioverbindungen und anorganische
Thiocyanate oder phenolische Verbindungen können zu den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien
hinzugefügt werden.
[0018] Zusätzlich kann zum unsubstituierten oder substituierten 1,3-Cyclohexandion, dem
Reduktionsmittel und den organischen Thioverbindungen oder anorganischen Thiocyanaten
noch ein Reduktionskatalysator zugesetzt werden.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
[0019] Die Erfindung beschreibt ein Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck, das
auf einem Träger eine oder mehrere Schichten aufweist, die, neben einem porösen anorganischen
Oxid und Bindemitteln in einer Tintenaufnahmeschicht, unsubstituiertes oder substituiertes
1,3-Cyclohexandion enthalten. Das poröse anorganische Oxid und das unsubstituierte
oder substituierte 1,3-Cyclohexandion können in der gleichen oder in verschiedenen
Schichten enthalten sein.
[0020] Solche 1,3-Cyclohexandione wurden schon als Zusatz zu Polyvinylchlorid zur Verhinderung
der Vergilbung oder als Hitzestabilisator im Patent US 4'252'698 und der Patentanmeldung
JP 51-111'852 vorgeschlagen.
[0021] Gegenstand vorliegender Erfindung ist der Zusatz von tautomeren Verbindungen der
Formeln la (Diketonform) und lb (Enolform) zu Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck,
die ein poröses anorganisches Oxid enthalten,

worin in der Formel lb (Enolatform)
- M
- für ein Wasserstoffkation, ein Metallkation wie Li, Na oder K, ein Triethanolaminkation
oder ein Ammoniumkation steht, das gegebenenfalls einen oder mehrere Alkylreste oder
substituierte Alkylreste mit jeweils 1 bis 18 C-Atomen aufweist;
- R1
- für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen oder einen substituierten Alkylrest
mit 2 bis 6 C Atomen steht, wobei die Substituenten aus der Gruppe bestehend aus CN,
COOH, OH und COOR4 ausgewählt werden, worin R4 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen steht;
und
- R2, R3
- unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen oder
einen substituierten Alkylrest mit 2 bis 6 C Atomen stehen, wobei die Substituenten
aus der Gruppe bestehend aus CN, COOH, OH und COOR5 ausgewählt werden, worin R5 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen steht.
[0022] Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln la und lb,
worin in der Formel lb (Enolatform)
- M
- für ein Wasserstoff-, ein Li-, Na-, K-, Ammonium- oder Triethanolamin-Kation steht;
- R1
- für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen oder für einen mit COOR4 substituierten Alkylrest mit 2 bis 4 C-Atomen steht, worin R4 für einen Alkylrest mit 1 oder 2 C-Atomen steht;
und
- R2, R3
- unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 2 C-Atomen oder
einen mit COOR5 substituierten Alkylrest mit 2 bis 4 C-Atomen stehen, worin R5 für einen Alkylrest mit 1 oder 2 C-Atomen steht.
[0023] Besonders bevorzugt als Zusatz sind 1,3-Cyclohexandion und 2-Methyl-1,3-cyclohexandion.
[0024] Ein solches Aufzeichnungsmaterial enthält eine oder mehrere der oben erwähnten Verbindungen.
Ihre Menge beträgt 1 mg bis 5'000 mg/m
2, vorzugsweise 50 mg bis 600 mg/m
2 dieser Verbindungen.
[0025] Zusammen mit den Verbindungen der Formeln la und lb können noch Reduktionsmittel
wie beispielsweise Ascorbinsäure oder Phenylphosphinsäure im Aufzeichnungsmaterial
eingesetzt werden.
[0026] Zusammen mit den Verbindungen der Formeln la und lb können noch organische Thioverbindungen,
wie beispielsweise Thioglykole oder Thiocarbonsäuren, insbesondere Thiodiethylenglykol
oder Thiodipropionsäure, oder anorganische Thiocyanate, wie Ammoniumthiocyanat, eingesetzt
werden.
[0027] Besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich zu den Reduktionsmitteln, den organischen
Thioverbindungen oder den anorganischen Thiocyanaten noch ein Reduktionskatalysator
wie beispielsweise Mandelsäure zugesetzt wird.
[0028] Bevorzugt werden die Verbindungen der Formeln la und lb zusammen mit phenolischen
Verbindungen wie beispielsweise 2,6-Dihydroxybenzoesäure eingesetzt.
[0029] Verbindungen der Formeln la und lb sind zum Teil bekannt und teilweise im Handel
erhältlich oder können nach bekannten Methoden (die beispielsweise in Houben-Weyl,
Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, Band 7/2b,
Seite 1617 ff (1976) beschrieben werden) hergestellt werden.
[0031] Die erfindungsgemässen Zusätze können entweder als wässrige, saure Lösungen oder
beispielsweise in Form ihrer Li-, Na- oder K- -Salze, ihres Salzes mit Triethanolamin
oder ihres Ammonium-Salzes in neutraler oder basischer Lösung in das Aufzeichnungsmaterial
eingebracht werden, wobei das Ammoniumsalz substituiert sein kann.
[0032] Falls die Verbindungen nicht genügend wasserlöslich sind, können sie durch andere,
bekannte Verfahren zu den Giesslösungen zugesetzt werden. So können die Verbindungen
beispielsweise in einem aus einer Mischung von Wasser und wasserlöslichen oder mit
Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise niedere Mono- oder
Bis-Alkohole, Ketone, Ester, Amide gelöst oder emulgiert werden.
[0033] Als poröses anorganisches Oxid können kolloidales Siliziumoxid, kolloidales Aluminiumoxid
oder kolloidales Aluminiumoxid/hydroxid verwendet werden. Bevorzugt sind kolloidales
Aluminiumoxid oder kolloidales Aluminiumoxid/hydroxid. Besonders bevorzugt als kolloidales
Aluminiumoxid ist γ-Al
2O
3 und als kolloidales AIOOH mit Salzen der seltenen Erden umgesetztes AIOOH, wie es
in der Patentanmeldung EP 0'875'394 beschrieben worden ist. Dieses poröse Aluminiumoxid/hydroxid
enthält ein oder mehrere Elemente der Ordnungszahl 57 bis 71 des Periodischen Systems
der Elemente, bevorzugt in einer Menge zwischen 0.4 und 2.5 Molprozent bezogen auf
Al
2O
3. Besonders bevorzugt als Aluminiumoxid/hydroxid ist Pseudo-Böhmit, ein Agglomerat
von Aluminiumoxid/hydroxid der Formel Al
2O
3 • n H
2O (n= 1 bis 1.5), oder mit Salzen der seltenen Erden umgesetzter Pseudo-Böhmit, wie
ebenfalls in der Patentanmeldung EP 0'875'394 beschrieben worden ist. Dieser poröse
Pseudo-Böhmit enthält ein oder mehrere Elemente der Ordnungszahl 57 bis 71 des Periodischen
Systems der Elemente, bevorzugt in einer Menge zwischen 0.4 und 2.5 Molprozent bezogen
auf Al
2O
3.
[0034] Die Bindemittel sind im allgemeinen wasserlösliche Polymere. Besonders bevorzugt
sind filmbildende Polymere.
[0035] Die wasserlöslichen Polymere umfassen z. B. natürliche oder daraus hergestellte modifizierte
Verbindungen wie Albumin, Gelatine, Kasein, Stärke, Gummi arabicum, Natrium- oder
Kaliumalginat, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, α-, β- oder γ-Cyclodextrin
usw. Wenn eines der wasserlöslichen Polymere Gelatine ist, so können alle bekannten
Gelatinetypen verwendet werden, wie saure Schweinehautgelatine oder alkalische Knochengelatine,
sauer oder basisch hydrolisierte Gelatinen, wie auch substituierte Gelatinen, z. B
phthalierte, acetylierte oder carbamoylierte Gelatine, oder mit Trimellithsäureanhydrid
umgesetzte Gelatine.
[0036] Ein bevorzugtes natürliches Bindemittel ist Gelatine.
[0037] Synthetische Bindemittel können ebenfalls verwendet werden und umfassen beispielsweise
Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, vollständig oder teilweise verseifte Verbindungen
von Copolymeren aus Vinylacetat und anderen Monomeren; Homopolymere oder Copolymere
von ungesättigten Carbonsäuren wie (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Crotonsäure usw.;
Homopolymere oder Copolymere aus sulfonierten Vinylmonomeren wie z. B. Vinylsulfonsäure,
Styrolsulfonsäure usw. Ebenfalls können Homopolymere oder Copolymere aus Vinylmonomeren
von (Meth)acrylamid; Homopolymere oder Copolymere anderer Monomerer mit Ethylenoxid;
Polyurethane; Polyacrylamide; wasserlösliche Nylonpolymere; Polyester; Polyvinyllactame;
Acrylamidpolymere; substituierter Polyvinylalkohol; Polyvinylacetale; Polymere aus
Alkyl- und Sulfoalkylacrylaten und -methacrylaten; hydrolisierte Polyvinylacetate;
Polyamide; Polyvinylpyridine; Polyacrylsäure; Copolymere mit Maleinsäureanhydrid;
Polyalkylenoxide; Copolymere mit Methacrylamid und Copolymere mit Maleinsäure eingesetzt
werden. Alle diese Polymere können auch als Mischungen verwendet werden.
[0038] Bevorzugte synthetische Bindemittel sind Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon
oder ihre Mischungen.
[0039] Diese Polymere können mit wasserunlöslichen natürlichen oder synthetischen hochmolekularen
Verbindungen gemischt werden, insbesondere mit Acryllatices oder Styrolacryllatices.
[0040] Obwohl wasserunlösliche Bindemittel nicht explizit beansprucht werden, so sollen
wasserunlösliche Polymere trotzdem als Systembestandteil angesehen werden.
[0041] Die oben erwähnten Polymere mit vernetzbaren Gruppen können mit Hilfe eines Vernetzers
oder Härters zu praktisch wasserunlöslichen Schichten umgesetzt werden. Solche Vernetzungen
können kovalent oder ionisch sein. Die Vernetzung oder Härtung der Schichten erlaubt
eine Veränderung der physikalischen Schichteigenschaften, wie beispielsweise der Flüssigkeitsaufnahme,
oder der Widerstandsfähigkeit gegen Schichtverletzungen.
[0042] Die Vernetzer und Härter werden auf Grund der zu vernetzenden wasserlöslichen Polymere
ausgesucht.
[0043] Organische Vernetzer und Härter umfassen z. B. Aldehyde (wie Formaldehyd, Glyoxal
oder Glutaraldehyd); N-Methylolverbindungen (wie Dimethylolharnstoff oder Methylol-Dimethylhydantoin);
Dioxane (wie 2,3-Dihydroxydioxan); reaktive Vinylverbindungen (wie 1,3,5-Trisacryloyl-Hexahydro-s-Triazin
oder Bis-(Vinylsulfonyl)methylether), reaktive Halogenverbindungen (wie 2,4-Dichloro-6-Hydroxy-s-Triazin);
Epoxide; Aziridine; Carbamoylpyridinverbindungen oder Mischungen zweier oder mehrere
dieser erwähnten Vernetzer.
[0044] Anorganische Vernetzer und Härter umfassen beispielsweise Chromalaun, Aluminiumalaun
oder Borsäure.
[0045] Die Schichten können auch reaktive Substanzen enthalten, die unter Einwirkung von
UV-Licht, Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen oder Wärme die Schichten vernetzen.
[0046] Die Schichten können weiter durch den Zusatz von Füllstoffen modifiziert werden.
Mögliche Füllstoffe sind z. B. Kaolin, Ca- oder Ba-Carbonate, Siliziumdioxid, Titandioxid,
Bentonite, Zeolite, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat oder kolloidales Siliziumdioxid.
Auch inerte organische Partikeln wie beispielsweise Kunststoffkügelchen können verwendet
werden. Diese Kügelchen können aus Polyacrylaten, Polyacrylamiden, Polystyrol oder
verschiedenen Copolymeren aus Acrylaten und
[0047] Styrol bestehen. Die Füllstoffe werden auf Grund des beabsichtigten Gebrauchs der
hergestellten Bilder ausgewählt. Einige dieser Füllstoffe können in transparenten
Materialien nicht verwendet werden. Sie können aber positive Wirkungen in Aufsichtsmaterialien
besitzen. Sehr oft erreicht man mit dem Einsatz solcher Füllstoffe eine gewünschte
matte Oberfläche.
[0048] Die Aufzeichnungsmaterialien können weiter lösliche Metallsalze enthalten, z. B.
Erdalkalisalze oder Salze der seltenen Erden.
[0049] In den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien ist mindestens eine Tintenaufnahmeschicht
nebst allfälligen Hilfsschichten auf einen Träger aufgebracht.
[0050] Eine grosse Vielfalt an Trägern ist bekannt und wird auch eingesetzt. So können alle
Träger, die bei der Herstellung von photographischen Materialien verwendet werden,
eingesetzt werden. Verwendet werden beispielsweise transparente Träger aus Celluloseestern
wie Cellulosetriacetat, Celluloseacetat, Cellulosepropionat, oder Celluloseacetat/butyrat,
Polyester wie Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat, Polyamide, Polycarbonate,
Polyimide, Polyolefine, Polyvinylacetale, Polyether, Polyvinylchlorid und Polyvinylsulfone.
Bevorzugt werden Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat
wegen ihrer ausgezeichneten Dimensionsstabilität. Bei den in der photographischen
Industrie eingesetzten opaken Trägern können beispielsweise Barytpapier, mit Polyolefinen
beschichtete Papiere, weissopake Polyester wie z. B. Melinex® der Firma DuPont eingesetzt
werden. Besonders bevorzugt sind polyolefinbeschichtete Papiere oder weissopaker Polyester.
[0051] Es ist vorteilhaft, diese Träger, insbesondere Polyester, vor dem Beguss mit einer
Substrierschicht zu versehen, um die Haftung der Tintenaufnahmeschichten auf dem Träger
zu verbessern. Solche Substrierschichten sind in der photographischen Industrie wohlbekannt
und enthalten z. B. Terpolymere aus Vinylidenchlorid, Acrylnitril und Acrylsäure oder
aus Vinylidenchlorid, Methylacrylat und Itaconsäure.
[0052] Ebenfalls als Träger können unbeschichtete Papiere verschiedener Typen verwendet
werden, die in ihrer Zusammensetzung und in ihren Eigenschaften grosse Unterschiede
aufweisen können. Pigmentierte Papiere und Hochglanzpapiere können ebenfalls verwendet
werden, wie auch Metallfolien z. B. aus Aluminium.
[0053] Die Schichten können ebenfalls auf textile Fasermaterialien aus beispielsweise Polyamiden,
Polyester, Baumwolle, Viskose und Wolle aufgebracht werden.
[0054] Der erfindungsgemässe Zusatz kann in jede Schicht des Aufzeichnungsmaterials eingebracht
werden.
[0055] Die erfindungsgemässen Tintenaufnahmeschichten werden im allgemeinen aus wässrigen
Lösungen oder Dispersionen, die alle nötigen Komponenten enthalten, gegossen. In vielen
Fällen werden Netzmittel als Begusshilfsmittel zugesetzt, um das Giessverhalten und
die Schichtgleichmässigkeit zu verbessern. Neben ihrer Wirkung während des Giessvorgangs
können diese Verbindungen auch einen Einfluss auf die Bildqualität haben und können
deshalb dementsprechend ausgewählt werden. Obwohl solche oberflächenaktiven Verbindungen
in der Erfindung nicht beansprucht werden, bilden sie trotzdem einen wesentlichen
Bestandteil der Erfindung.
[0056] Zusätzlich zu den schon erwähnten Bestandteilen können die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien
zusätzliche Verbindungen enthalten, um seine Eigenschaften weiter zu verbessern, so
beispielsweise optische Aufheller zur Verbesserung des Weissgrades, wie Stilbene,
Cumarine, Triazine, Oxazole oder weitere dem Fachmann bekannte Verbindungen.
[0057] Zur Verbesserung der Lichtechtheit können UV-Absorber, wie 2-Hydroxybenztriazole,
2-Hydroxy-benzophenone, Triazin-Derivate oder Zimtsäure-Derivate. Die Menge des UV-Absorbers
beträgt 200 - 2000 mg/m
2, vorzugsweise 400 - 1000 mg/m
2. Der UV-Absorber kann in jede Schicht des erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterials
eingebracht werden, besonders vorteilhaft ist aber, wenn er in die oberste Schicht
eingebracht wird.
[0058] Es ist weiter bekannt, dass die im Tintenstrahldruck hergestellten Bilder durch den
Zusatz von Radikalfängern, Stabilisatoren, Reduktionsmitteln und Antioxidantien geschützt
werden können. Beispiele solcher Verbindungen sind sterisch gehinderte Phenole, sterisch
gehinderte Amine, Chromanole, Ascorbinsäure, Phosphinsäuren und deren Derivate, schwefelhaltige
Verbindungen wie Sulfide, Mercaptane, Thiocyanate, Thioamide oder Thioharnstoffe.
[0059] Die erwähnten Verbindungen können als wässrige Lösungen zu den Giesslösungen zugesetzt
werden. Falls die Verbindungen nicht genügend wasserlöslich sind, können sie durch
andere, bekannte Verfahren in die Giesslösungen eingebracht werden. So können die
Verbindungen beispielsweise in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel
wie niedere Alkohole, Glykole, Ketone, Ester oder Amide gelöst werden. Es ist auch
möglich, die Verbindungen als feinkörnige Dispersionen, als Ölemulsionen, als Cyclodextran-Einchlussverbindungen
oder als Latex, der die Verbindung enthält, in die Giesslösung einzubringen.
[0060] Normalerweise hat das erfindungsgemässe Aufzeichnungsmaterial eine Trockenschichtdicke
von 0,5 bis 100 µm, insbesondere aber von 5 bis 50 µm.
[0061] Die Giesslösungen können auf verschiedene Arten auf den Träger aufgebracht werden.
Die Giessverfahren schliessen beispielsweise den Extrusionsguss, den Luftmesserguss,
den Schlitzguss, den Kaskadenguss und den Vorhangguss ein. Die Giesslösungen können
auch mit einem Sprühverfahren aufgebracht werden. Die Tintenaufnahmeschichten können
aus mehreren Einzelschichten bestehen, die einzeln nacheinander oder gemeinsam aufgebracht
werden können. Ein Träger kann auch beidseitig mit Tintenaufnahmeschichten begossen
werden. Es ist auch möglich, auf der Rückseite eine antistatische Schicht oder eine
Schicht zur Verbesserung der Planlage aufzubringen. Das gewählte Giessverfahren schränkt
die Erfindung aber in keiner Art und Weise ein.
[0062] Es ist auch möglich, das unsubstituierte oder substituierte 1,3-Cyclohexandion durch
Eintauchen eines Aufzeichnungsmaterials in eine Lösung des unsubstituierten oder substituierten
1,3-Cyclohexandions in das Aufzeichnungsmaterial einzubringen.
[0063] Tinten für den Tintenstrahldruck bestehen im wesentlichen aus einer flüssigen Trägersubstanz
und einem darin gelösten oder dispergierten Farbstoff oder Pigment. Die flüssige Trägersubstanz
für Tintenstrahldrucktinten ist im allgemeinen Wasser oder eine Mischung aus Wasser
und einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel wie Ethylenglykol, Glykole mit höherem
Molekulargewicht, Glycerin, Dipropylenglykol, Polyethylenglykol, Amide, Polyvinylpyrrolidon,
N-Methylyrrolidon, Cyclohexylpyrrolidon, Carbonsäuren und deren Ester, Ether, Alkohole,
organische Sulfoxide, Sulfolan, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Cellosolve, Polyurethane,
Acrylate usw.
[0064] Die nichtwässrigen Tintenbestandteile dienen allgemein als Feuchthalter, Hilfslösungsmittel,
Viskositätsregler, Eindringhilfsmittel oder Trocknungsbeschleuniger. Die organischen
Verbindungen besitzen meistens einen Siedepunkt, der über dem von Wasser liegt. Tinten
für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck können weiter anorganische oder organische
Salze zur Erhöhung der Leitfähigkeit enthalten. Beispiele solcher Salze sind Nitrate,
Chloride, Phosphate, und die wasserlöslichen Salze wasserlöslicher organischer Säuren
wie Acetate, Oxalate und Citrate. Die Farbstoffe oder Pigmente, die zur Herstellung
der zusammen mit den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien verwendbaren Tinten
eingesetzt werden können, enthalten praktisch alle bekannten Klassen dieser farbigen
Verbindungen. Typische Beispiele verwendeter Farbstoffe oder Pigment sind in der Patentanmeldung
EP 0'559'324 aufgeführt. Die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien können mit
fast allen dem Stand der Technik entsprechenden Tinten verwendet werden.
[0065] Zusätzlich können die Tinten weitere Zusätze enthalten wie oberflächenaktive Substanzen,
optische Aufheller, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, Konservierungsmittel, Fällmittel
wie mehrfach geladene Metallverbindungen und polymere Verbindungen.
[0066] Es ist sehr vorteilhaft, wenn unsubstituiertes oder substituiertes 1,3-Cyclohexandion
in die Tinten eingebracht wird.
[0067] Die Beschreibung der Tinten dient nur als Illustration und ist in bezug auf die Erfindung
in keiner Weise einschränkend.
[0068] Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher beschrieben, ohne
dass sie dadurch in irgendeiner Weise eingeschränkt würde.
Beispiele
Beispiel 1 (Vergleich)
Herstellung der Giesslösung
[0069] 19,0 g Disperal® (Aluminiumoxid/hydroxid, erhältlich bei CONDEA GmbH, Hamburg, Deutschland)
wurden bei einer Temperatur von 40° C in 51 g wässriger Milchsäurelösung (0.67 %)
dispergiert und danach wurden 17,1 g einer Lösung von Polyvinylalkohol (10 %, Hydrolysegrad
98 - 99 %, Molekulargewicht 85'000 bis 146'000, erhältlich bei ALDRICH Chemie, Buchs,
Schweiz) zugegeben. Das Endgewicht wurde mit deionisiertem Wasser auf 100 g eingestellt
und die Lösung 3 Minuten mit Ultraschall behandelt.
Guss
[0070] 100 g/m
2 dieser Giesslösung wurden bei 40° C auf einen polyethylenbeschichteten Papierträger
aufgebracht und anschliessend wurde der begossene Träger 60 Minuten bei 30° C getrocknet.
1 m
2 des begossenen Trägers enthält neben den anderen Giesszusätzen 22,2 g anorganisches
Oxid, berechnet als Al
2O
3, und 2,56 g Polyvinylalkohol.
Beispiele 2 - 12
Herstellung der Zusatzlösungen (Tabelle 1)
[0071] Je 100 g der Zusatzlösungen wurden hergestellt, indem die entsprechende Substanz
oder das entsprechende Substanzgemisch in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst
und die erhaltene Lösung anschliessend filtriert wurde. Bei Lösungsmittelgemischen
bezieht sich das Mengenverhältnis auf das Gewicht.
Tabelle 1
Beispiel |
Substanz |
Menge (g) |
Lösungsmittel |
2 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 3 : 1 |
3 |
2-Methyl-1,3-cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 1 : 2 |
4 |
1,3-Cyclohexandion |
2.5 |
Wasser / Methanol 1 : 2 |
2-Methyl-1,3-cyclohexandion |
2.5 |
5 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser/Methanol 3 : 1 |
Ascorbinsäure |
5.0 |
6 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 3 : 1 |
Ascorbinsäure |
5.0 |
Mandelsäure |
2.0 |
7 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 3 : 1 |
Thiodiethylenglykol |
5.0 |
8 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 3: 1 |
Thiodiethylenglykol |
5.0 |
Mandelsäure |
2.0 |
9 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 1 : 1 |
Thiodipropionsäure |
5.0 |
10 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 3 : 1 |
|
Phenylphosphinsäure |
5.0 |
11 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser / Methanol 3 : 1 |
Ammoniumthiocyanat |
1.0 |
12 |
1,3-Cyclohexandion |
5.0 |
Wasser/Methanol 3 : 1 |
Phenylphosphinsäure |
5.0 |
Mandelsäure |
2.0 |
[0072] 1,3-Cyclohexandion und 2-Methyl-1,3-cyclohexandion sind bei Acros Organics, Geel,
Belgien erhältlich. Ascorbinsäure, Mandelsäure, Thiodiethylenglykol, Thiodipropionsäure,
Phenylphosphinsäure, 2,6-Dihydroxybenzoesäure und Ammoniumthiocyanat sind bei Fluka
Chemie AG, Buchs, Schweiz erhältlich.
Herstellung der Giesslösungen
[0073] Je 19,0 g Disperal® wurden bei einer Temperatur von 40° C in 51 g wässriger Milchsäurelösung
(0.67 %) und 2,7 g der entsprechenden Zusatzlösung dispergiert und danach wurden 17,1
g einer Lösung von Polyvinylalkohol (10 %) zugegeben. Das Endgewicht wurde mit deionisiertem
Wasser auf 100 g eingestellt und die Lösung 3 Minuten mit Ultraschall behandelt.
Güsse
[0074] Je 100 g/m
2 dieser Giesslösungen wurden bei 40° C auf einen polyethylenbeschichteten Papierträger
aufgebracht und anschliessend wurde der begossene Träger 60 Minuten bei 30° C getrocknet.
1 m
2 des begossenen Trägers enthält neben den anderen Giesszusätzen 22,2 g anorganisches
Oxid, berechnet als Al
2O
3, und 2,56 g Polyvinylalkohol.
Beispiel 13 (Vergleich mit Substanz aus der Patentanmeldung EP 0'685'345)
Herstellung der Zusatzlösung
[0075] 100 g der Zusatzlösung von N,N-Dimethyldithiocarbamidsäure wurden hergestellt, indem
5,0 g des Natriumsalzes der N,N-Dimethyldithiocarbamidsäure (erhältlich bei Fluka
Chemie AG, Buchs, Schweiz) in 95g Wasser aufgelöst und die erhaltene Lösung anschliessend
filtriert wurde.
Herstellung der Giesslösung
[0076] 19,0 g Disperal® wurden bei einer Temperatur von 40° C in 51 g wässriger Milchsäurelösung
(0.67 %) und 2,7 g der Zusatzlösung von N,N-Dimethyldithiocarbamidsäure dispergiert
und danach wurden 17,1 g einer Lösung von Polyvinylalkohol (10 %) zugegeben. Das Endgewicht
wurde mit deionisiertem Wasser auf 100 g eingestellt und die Lösung 3 Minuten mit
Ultraschall behandelt.
Guss
[0077] 100 g/m
2 dieser Giesslösung wurden bei 40° C auf einen polyethylenbeschichteten Papierträger
aufgebracht und anschliessend wurde der begossene Träger 60 Minuten bei 30° C getrocknet.
1 m
2 des begossenen Trägers enthält neben anderen Giesszusätzen 22,2 g anorganisches Oxid,
berechnet als Al
2O
3, und 2,56 g Polyvinylalkohol.
[0078] Güsse mit den in den relevanten Dokumenten des Standes der Technik erwähnten Zusätzen
2,6-Di-tert.-butyl-4-methyl-phenol (Patent GB 2'088'777), Natriumthiocyanat (Patentanmeldung
EP 0'685'345) und 3,4-Dimethoxybenzoesäure (Patentanmeldung EP 0'373'573) konnten
nicht hergestellt werden, da in den mit diesen Zusätzen hergestellten Giesslösungen
Ausfällungen auftraten oder die Viskosität viel zu hoch war.
Beispiel 14 (Vergleich)
Herstellung einer wässrigen Dispersion von positiv geladenem SiO2
[0079] 25 g Aerosil 200 (erhältlich bei DEGUSSA AG, Frankfurt/Main, Deutschland) wurden
bei einer Temperatur von 25° C unter Rühren in 60 g wässriger Milchsäure (0.67 %)
unter Rühren mit Ultraschall dispergiert. Danach wurden 6,85 g einer wässrigen Aluminiumchlorhydratlösung
(47.7 %, aus Aluminiumchlorhydrat der Formel Al
2(OH)
5Cl · 2.5 H
2O hergestellt, das als Locron bei Clariant AG, Muttenz, Schweiz, erhältlich ist) zugegeben
und es wurde 3 Stunden gerührt. Anschliessend wurden 6,5 g Kaliumhydroxidlösung (10
%) zugesetzt und das Endgewicht auf 100 g eingestellt.
Herstellung der Giesslösung
[0080] 48 g dieser wässrigen Dispersion von positiv geladenem SiO
2 wurden bei einer Temperatur von 40° C unter Rühren mit 8 g Wasser verdünnt und mit
27,6 g einer Lösung von Polyvinylalkohol (10 %) gemischt. Die Lösung wurde nach Einstellung
des Endgewichts mit deionisiertem Wasser auf 100 g mit Ultraschall behandelt.
Guss
[0081] 100 g/m
2 dieser Giesslösung wurden bei 40° C auf einen polyethylenbeschichteten Papierträger
aufgebracht und anschliessend wurde der begossene Träger 60 Minuten bei 30° C getrocknet.
1 m
2 des begossenen Trägers enthält neben den anderen Giesszusätzen 12 g positiv geladenes
SiO
2 und 2,8 g Polyvinylalkohol.
Beispiele 15 - 17
Herstellung der Giesslösungen
[0082] Je 48 g der wässrigen Dispersion von positiv geladenem SiO
2 aus Beispiel 14 wurden bei einer Temperatur von 40° C unter Rühren mit 27,6 g einer
Lösung von Polyvinylalkohol (10 %) und 4 g der entsprechenden Zusatzlösung (Zusatzlösung
aus Beispiel 2 für Beispiel 15; Zusatzlösung aus Beispiel 3 für Beispiel 16 und Zusatzlösung
aus Beispiel 4 für Beispiel 17) gemischt. Die Lösungen wurden nach Einstellung des
Endgewichts mit deionisiertem Wasser auf 100 g mit Ultraschall behandelt.
Güsse
[0083] Je 100 g/m
2 dieser Giesslösungen wurden bei 40° C auf einen polyethylenbeschichteten Papierträger
aufgebracht und anschliessend wurde der begossene Träger 60 Minuten bei 30° C getrocknet.
1 m
2 des begossenen Trägers enthält neben den anderen Giesszusätzen 12 g positiv geladenes
SiO
2 und 2,8 g Polyvinylalkohol.
Beispiel 18 (Vergleich)
Herstellung einer wässrigen Dispersion von positiv geladenem SiO2
[0084] 40 Aerosil 200 wurden bei einer Temperatur von 20° C unter Rühren in 141.6 g wässriger
Milchsäure (1 %) unter Rühren mit Ultraschall dispergiert. Danach wurden 6,57 g Aluminiumchlorhydrat
der Formel Al
2(OH)
5Cl · 2.5 H
2O zugegeben und es wurde 3 Stunden bei einer Temperatur von 20° C gerührt. Anschliessend
wurden 8,8 g Kaliumhydroxidlösung (10 %) unter guter Rührung zugesetzt und 30 Minuten
später das Endgewicht auf 200 g eingestellt. Die Lösung enthält 20 Gewichtsprozent
an positiv geladenem SiO
2.
Herstellung von mit Lanthan dotiertem Aluminiumoxid/hydroxid (2.2 Molprozent bezogen
auf Al2O3)
[0085] 50 g des Aluminiumoxid/hydroxids Disperal® wurden unter guter mechanischer Rührung
bei 20° C in 948 g bidestilliertem Wasser während 15 Minuten dispergiert. Danach wurde
die Temperatur auf 90° C erhöht und anschliessend wurde 15 Minuten bei dieser Temperatur
weitergerührt. Dann wurden 2,04 g LaCl
3 (erhältlich bei Fluka Chemie AG, Buchs, Schweiz) als Festsubstanz zugegeben und es
wurde während 120 Minuten weitergerührt. Der Festkörper wurde abfiltriert, dreimal
mit bidestilliertem Wasser gewaschen und bei 110° C getrocknet.
Herstellung der Giesslösung für die untere Schicht
[0086] 19,76 g des wie oben beschrieben hergestellten getrockneten Festkörpers wurden unter
Rühren bei einer Temperatur von 40° C zu einem Gemisch aus 52,38 g deionisiertem Wasser
und 0,38 g wässriger Milchsäure (90 %) zugegeben. Anschliessend wurden 17,8 g einer
Lösung von Polyvinylalkohol (10 %) zugegeben, die Lösung mit Ultraschall behandelt
und das Gesamtgewicht mit deionisiertem Wasser auf 100 g eingestellt.
Herstellung der Giesslösung für die obere Schicht
[0087] Zu 40 g dieser wässrigen Dispersion von positiv geladenem SiO
2 wurden 18,4 g einer Lösung von Polyvinylalkohol (10 %) zugegeben. Die Lösung wurde
mit deionisiertem Wasser auf ein Endgewicht auf 100 g eingestellt.
Guss
[0088] 263,2 g/m
2 der Giesslösung für die untere Schicht wurden bei 40° C auf einen durchsichtigen
Polyesterträger aufgebracht und anschliessend wurde der begossene Träger 60 Minuten
bei 30° C getrocknet.
[0089] Auf diesen mit der unteren Schicht begossenen Polyesterträger wurden bei 40° C 24,0
g/m
2 der Giesslösung für die obere Schicht aufgebracht und anschliessend wurde der begossene
Träger 60 Minuten bei 30° C getrocknet.
[0090] 1 m
2 des begossenen Trägers enthält neben den anderen Giesszusätzen 50 g mit Lanthan dotiertes
Aluminiumoxid/hydroxid (2.2 Molprozent bezogen auf Al
2O
3), 1,92 g positiv geladenes SiO
2 und 5,13 g Polyvinylalkohol.
Beispiel 19
Herstellung der Giesslösung für die obere Schicht
[0091] Zu 40 g der wässrigen Dispersion von positiv geladenem SiO
2 aus Beispiel 18 wurden bei einer Temperatur von 40° C unter guter Rührung 1,15 g
1,3-Cyclohexandion zugegeben. Danach wurden 18,4 g einer Lösung von Polyvinylalkohol
(10 %) zugegeben. Die Lösung wurde mit deionisiertem Wasser auf ein Endgewicht auf
100 g eingestellt.
Giesslösung für die untere Schicht und Guss
[0092] Die Giesslösung für die untere Schicht und der Guss wurden wie in Beispiel 18 beschrieben
hergestellt.
[0093] Das folgende Verfahren wurde zur Bestimmung der Beständigkeit gegen Aussenluft der
hier beschriebenen Aufzeichnungsmaterialien verwendet:
[0094] Auf die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien, wie sie in den folgenden Beispielen
beschrieben werden, wurden mit einem Tintenstrahldrucker EPSON STYLUS™ COLOR 750 im
Transparent-Modus (720 dpi) mit Originaltinten Farbfelder mit dem Dreifarbenschwarz
gedruckt.
[0095] Die bedruckten Muster wurden bei durchschnittlichem Tageslicht von 1000 - 2000 Lux
offen auf einem Tisch mit moderater Zirkulation von Aussenluft während 2 Wochen liegen
gelassen.
[0096] Der Dichteverlust wurde mit einem X-Rite® - Densitometer gemessen. Er wird als prozentualer
Dichteverlust des Dreifarbenschwarz mit 50 % Dichte im Rotkanal ausgehend von der
ursprünglichen Dichte angegeben.
Ergebnisse
[0097] Die unter diesen Versuchsbedingungen erhaltenen Dichteverluste für erfindungsgemässe
Aufzeichnungsmaterialien, die das poröse anorganische Aluminiumoxid/hydroxid Disperal®
enthalten, sind in Tabelle 2 zusammengestellt:
Tabelle 2
Beispiel |
Vergilbung |
Farbdichteverlust in % |
1 |
nein |
36 |
2 |
nein |
6 |
3 |
nein |
22 |
4 |
nein |
12 |
5 |
nein |
8 |
6 |
nein |
9 |
7 |
nein |
5 |
8 |
nein |
6 |
9 |
schwach |
6 |
10 |
nein |
8 |
11 |
nein |
8 |
12 |
nein |
6 |
13 |
nein |
28 |
[0098] Den Ergebnissen aus Tabelle 2 kann sofort entnommen werden, dass Aufzeichnungsmaterialien
für den Tintenstrahldruck, die das poröse anorganische Aluminiumoxid/hydroxid Disperal®
und die erfindungsgemässen Zusätze enthalten (Beispiele 2 - 12), viel geringere Dichteverluste
im Rotkanal (starke Zerstörung des Cyanfarbstoffs verbunden mit einer Farbänderung
der schwarzen Farbfelder von schwarz nach braun-orange) zeigen als ein entsprechendes
Aufzeichnungsmaterial, das keinen solchen Zusatz (Beispiel 1) oder einen schon bekannten
Zusatz (Beispiel 13) enthält. Die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien zeigen
keine oder höchstens eine schwache Vergilbung.
[0099] Die unter diesen Versuchsbedingungen erhaltenen Dichteverluste für erfindungsgemässe
Aufzeichnungsmaterialien, die positiv geladenes SiO
2 enthalten, sind in Tabelle 3 zusammengestellt:
Tabelle 3
Beispiel |
Vergilbung |
Farbdichteverlust in % |
14 |
nein |
21 |
15 |
nein |
12 |
16 |
nein |
16 |
17 |
nein |
17 |
[0100] Den Ergebnissen aus Tabelle 3 kann sofort entnommen werden, dass Aufzeichnungsmaterialien
für den Tintenstrahldruck, die positiv geladenes SiO
2 und die erfindungsgemässen Zusätze enthalten (Beispiele 15 - 17), geringere Dichteverluste
im Rotkanal (starke Zerstörung des Cyanfarbstoffs verbunden mit einer Farbänderung
der schwarzen Farbfelder von schwarz nach braun-orange) zeigen als ein entsprechendes
Aufzeichnungsmaterial, das keinen solchen Zusatz (Beispiel 14) enthält. Die erfindungsgemässen
Aufzeichnungsmaterialien zeigen keine schwache Vergilbung.
[0101] Die unter diesen Versuchsbedingungen erhaltenen Dichteverluste für erfindungsgemässe
Aufzeichnungsmaterialien, die mit Lanthan dotiertes Aluminiumoxid/hydroxid sowie positiv
geladenes SiO
2 enthalten, sind in Tabelle 4 zusammengestellt:
Tabelle 4
Beispiel |
Vergilbung |
Farbdichteverlust in % |
18 |
nein |
48 |
19 |
nein |
11 |
[0102] Den Ergebnissen aus Tabelle 4 kann sofort entnommen werden, dass das Aufzeichnungsmaterial
für den Tintenstrahldruck, das mit Lanthan dotiertes Aluminiumoxid/hydroxid sowie
positiv geladenes SiO
2 und den erfindungsgemässen Zusatz von 1,3-Cyclohexandion enthält (Beispiel 19), viel
geringere Dichteverluste im Rotkanal zeigt als ein entsprechendes Aufzeichnungsmaterial,
das keinen solchen Zusatz (Beispiel 18) enthält. Das erfindungsgemässe Aufzeichnungsmaterial
zeigte keine Vergilbung.