DE3330420C2

DE3330420C2 -

Info

Publication number: DE3330420C2
Application number: DE3330420A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Toganoh; Ryuichi Tokio/Tokyo Jp Arai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1987-09-24
Also published as: GB2129333B; HK72591A; GB2165771A; HK72491A; GB2166063B; GB8322093D0; GB8520225D0; FR2532074A1; US4542059A; GB2166063A; US4642654A; GB2129333A; FR2532074B1; HK71691A; GB8520224D0; GB2165771B; DE3330420A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsmedium, beispielsweise Aufzeichnungspapier oder dergleichen, zur Verwendung beim Tintenstrahlschreiben oder beim thermischen Aufzeichnen mit Tintenübertragung, insbesondere auf ein für diese Zwecke vorgesehenes Aufzeichnungspapier, dessen Tintenabsorptionsvermögen und Bildfärbung ausgezeichnet ist.

Aufzeichnungsmethoden unter Verwendung von Aufzeichnungsflüssigkeiten umfassen beispielsweise das altvertraute Schreiben mit einer Füllfeder oder dergleichen ebenso wie eine neuerdings entwickelte Methode, die sogenannte Tintenstrahl-Schreibmethode. Die Tintenstrahl-Schreibmethode ist ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem Tröpfchen einer Aufzeichnungsflüssigkeit auf irgendeinem Wege gesteuert erzeugt und auf eine Flugbahn gebracht werden, um schließlich auf einem Aufzeichnungsmedium, z. B. Papier oder dergleichen, aufzutreffen und so Bilder zu erzeugen. Tintenstrahlschreiben zeichnet sich dadurch aus, daß es mit weniger Geräusch verbunden ist und Hochgeschwindigkeitsdrucken ebenso wie Vielfarbendrucken erlaubt. Wässerige Aufzeichnungsflüssigkeiten werden für Tintenstrahlschreiben aus Sicherheitsgründen und wegen leichten Druckens überwiegend benutzt.

Für Tintenstrahlschreiben wurde bisher im allgemeinen übliches Papier als Aufzeichnungsmedium benutzt. Jedoch sind mit den zunehmend verbesserten Tintenstrahlschreibern, beispielsweise mit der Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahlschreibern und Mehrfarben-Tintenstrahlschreibern, die Anforderungen an das Aufzeichnungsmedium entsprechend größer geworden. Das heißt, zum Sicherstellen eines hohen Auflösungsgrades und einer hohen Qualität der Bilder, werden an ein Tintenstrahlaufzeichnungsmedium folgende Anforderungen gestellt:

1. Es sollte Tinte so schnell wie möglich absorbieren,
2. wenn sich Tintentüpfel auf dem Medium einander überlappen, dann sollte die später aufgebrachte Tinte nicht über das früher aufgebrachte Tintentüpfel laufen,
3. der Tintentüpfel-Durchmesser auf dem Medium sollte sich nicht mehr als notwendig vergrößern,
4. die Tintentüpfel auf dem Medium sollten annähernd Kreisform mit glattem Umriß haben,
5. die Tintentüpfel auf dem Medium sollten hohe optische Dichte haben und ihr Umriß sollte nicht zerflossen sein.

Von einem Aufzeichnungsmedium für Mehrfarben-Tintenstrahlschreiben wird weiterhin nachfolgendes verlangt, um eine mit Farbfotografien vergleichbare Qualität zu erreichen:

6. Es sollte eine hohe Pigmentdichte haben.
7. Verschiedenfarbige Tintentüpfel sollten auf dem Medium je eine gute Färbung zeigen.
8. Das Tintenabsorptionsvermögen des Mediums sollte besonders gut sein, da Tintentüpfel unterschiedlicher Farbe häufig einander überlappen.

Thermisches Aufzeichnen mit Tintenübertragung ist erst in jüngster Zeit entwickelt worden. Hierbei werden wachshaltige Färbungsmittel (feste Tinten) verwendet. Von dem für dieses Aufzeichnungsverfahren benutzten Aufzeichnungsmedium werden ebenfalls die vorstehenden Anforderungen verlangt. Im einzelnen ist es erforderlich, daß bei einander überlappenden Tintentüpfel die früher aufgebrachte Tinte zum zu Diffusionseffekten führenden Aufschmelzen gebracht wird, und zwar durch die Wärme, die zum Aufbringen der späteren Tintentüpfel zugeführt wird oder in diesen enthalten ist.

Derzeit existiert aber kein Aufzeichnungsmedium, das die obigen Anforderungen sämtlich zu erfüllen vermag. Beispielsweise ist in JP-A-74 304/1977 ein Tintenstrahlschreibpapier beschrieben, das zwar rasch Tinte absorbiert, jedoch den Nachteil hat, daß Tintentüpfel auf dem Papier dazu neigen, sich im Durchmesser zu vergrößern, wodurch die Umrisse verschwommen werden, und daß die Dimensionsstabilität des Papiers nach dem Aufzeichnen schlecht ist.

Aus der DE-OS 31 51 471 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials bekannt, bei welchem ein Pigment, wie Siliciumdioxid, Diatomeenerde und dergl., und wäßrige polymere Binder, wie Polyvinylalkohol, Stärke, Latices und dergl., auf ein Substrat aufgebracht werden. Dabei wird jedoch wie bei anderen üblichen Verfahren darauf geachtet, eine möglichst glatte Beschichtungsoberfläche zu erhalten. Dies ergibt sich allein schon daraus, daß das Aufbringen der Überzugsschicht in einem zwei- oder mehrstufigen Verfahren erfolgt, was den Zweck hat, eine möglichst glatte Beschaffenheit der Beschichtung zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vollfarben-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das die oben angeführten Anforderungen sämtlich erfüllt, insbesondere hohes Absorptionsvermögen für Tinte besitzt und gute Farbbilder liefert.

Gegenstand der Erfindung ist ein Aufzeichnungsmedium mit einem beschichteten Substrat, wobei die Beschichtung sowohl ein Füllmittel als auch ein Bindemittel enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß irreguläre Formen der Füllmittel-Partikel an der Oberfläche der Beschichtung vorhanden sind und

- die BEKK-Glätte der Beschichtungsoberfläche zwischen 20 und 120 Sekunden beträgt oder
- die Oberflächenrauhigkeit der Beschichtung, ausgedrückt in der maximalen Höhe für eine Referenzlänge von 2,5 mm und gemessen entsprechend JIS B-0601, von 10 bis 35 µm reicht oder
- sein Tintenabsorptionsvermögen wenigstens 7,0 × 10^-3 µl/mm² ist.

Bevorzugt wird als Füllmittel ein poröses anorganisches Pigment benutzt, das an der Oberfläche der Beschichtung erscheint.

Nachstehend ist die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen im einzelnen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 bis 4 abtastelektronenmikroskopische Aufnahmen einer Vergrößerung von etwa 1500 zur Darstellung von Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäßen beschichteten Aufzeichnungsmedien und

Fig. 5 eine abtastelektronenmikroskopische Aufnahme in derselben Vergrößerung zur Darstellung der Oberfläche eines handelsüblichen Kunstpapiers.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium zeichnet sich durch einen charakteristischen Oberflächenzustand seiner Beschichtung aus, die als Tintenakzeptor wirkt. Das heißt, die Bekk-Glätte der Beschichtung sollte zwischen 20 und 120 Sekunden betragen; der Mittelwert von maximalen Höhen an 10 willkürlich auf der Oberfläche der Beschichtung gewählte Stellen sollte zwischen 10 und 35 µm für eine Referenzlänge von 2,5 mm betragen, und zwar gemessen entsprechend dem Oberflächenrauhigkeitsmeßverfahren nach JIS B-0601.

Die Beschichtung hat eine Oberflächenstruktur derart, daß die Füllmittelpartikel, die unregelmäßige Gestalt haben, relativ groß sind und die die Hauptkomponente der Beschichtung bilden, an der Oberfläche der Beschichtung in zufälliger Verteilung vorliegen. Zwischen den Füllmittelpartikeln existieren zahlreiche große Zwischenräume, die als tintenabsorbierende Poren wirken. Typische Oberflächenzustände der Beschichtung sind in Fig. 1 bis 4 dargestellt. Die Füllmittelpartikel sind selbstverständlich durch ein Bindemittel in der Beschichtung fixiert und können sich daher nicht leicht hiervon separieren. Der Zustand der Oberfläche ähnelt zerstreuten Ziegel- oder Fliesenbruchteilen unterschiedlicher Größe, wie sich dieses aus Fig. 1 bis 4 ergibt. Die Fig. 1 bis 4 zeigen abtastelektronenmikroskopische Aufnahmen von Beschichtungsoberflächen der vorliegenden Aufzeichnungsmedien in einer Vergrößerung von etwa 1500.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Aufnahme einer Beschichtungsoberfläche eines üblichen Aufzeichnungsmediums. Diese Beschichtung hat eine im wesentlichen ebene Oberflächenstruktur, wobei zahlreiche feine Poren, die als Absorptionsstellen für die Aufzeichnungsflüssigkeit dienen, in der Schicht vorhanden sind. Diese Oberflächenstruktur ist von der des vorliegenden Aufzeichnungsmediums völlig verschieden.

Wie angegeben, hat das vorliegende Aufzeichnungsmedium zahlreiche große Zwischenräume, die als Tintenabsorptionsstellen dienen, zwischen den Füllmittelpartikeln. Auf die Oberfläche gegebene Tinte wird daher in diesen Zwischenräumen rasch absorbiert. Das Tintenabsorptionsvermögen des Aufzeichnungsmediums ist groß.

Wenn die Bekk-Glätte der Beschichtung weniger als 20 Sekunden beträgt, wird das Tintenabsorptionsvermögen unzureichend. Wenn andererseits der Wert 120 Sekunden überschreitet, dann wird der Auflösungsgrad des gedruckten Bildes kleiner, obgleich das Tintenabsorptionsvermögen befriedigend ist.

Wenn die maximale Höhe, die die Oberflächenrauhigkeit repräsentiert, kleiner als 10 µm wird, dann ist das Tintenabsorptionsvermögen unzureichend. Wenn andererseits die maximale Höhe 35 µm überschreitet, dann nimmt der Auflösungsgrad des gedruckten Bildes ab, obgleich das Tintenabsorptionsvermögen befriedigend ist.

Das Tintenabsorptionsvermögen wird vorliegend wie folgt bestimmt. Tintentröpfchen eines Durchmessers von etwa 65 µm werden aufeinanderfolgend von einem Tintenstrahlschreibkopf durch 10 oder mehr Düsen eines Durchmessers von 50 µm, wobei diese Düsen in regelmäßigen Intervallen von 8/1 mm im Kopf angeordnet sind, ausgetragen und auf ein Aufzeichnungsmedium aufgesprüht. Das Aufzeichnungsmedium wird relativ zum Aufzeichnungskopf bewegt, wobei die pro Flächeneinheit des Aufzeichnungsmediums haftende Tintenmenge durch Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit geändert wird.

Das Aufzeichnungsmedium läuft eine Sekunde nach dem Aufbringen der Tintentüpfel zwischen einem Gummiwalzenpaar unter einem Liniendruck von 196 N/m hindurch, wobei die auf der Seite der Beschichtung des Aufzeichnungsmediums gelegene Walze mit einem 5-A-Filterpapier entsprechend Japanese Industrial Standard JIS- P-3801 beschichtet ist. Durch dieses Verfahren bestimmt sich das Tintenabsorptionsvermögen durch die maximale Tintenmenge, die nicht auf das Filterpapier übertragen wird.

Jegliches existierende handelsübliche beschichtete Papier, beispielsweise Kunstpapier, hat ein Tintenabsorptionsvermögen von nicht mehr als 5,0 × 10^-3 µl/mm², gemessen nach der vorstehenden Methode. Wenn ein solches Papier für mehrfarbiges Tintenstrahlschreiben benutzt wird, kann die haftende Tinte auf der Papieroberfläche diffus zerlaufen oder die auf dem Papier verbleibende Tinte kann das Aufzeichnungsgerät oder ein aufgelegtes Papier beschmutzen. Im Gegenteil kleckst die Tinte auf normalem, unbeschichtetem Papier sehr, obgleich das Tintenabsorptionsvermögen einiger solcher Papiersorten bis zu 5,0 × 10^-2 µl/mm² beträgt. Demgemäß ist die Tintentüpfel-Form schlecht, und die Klarheit der resultierenden Bilder ist bei Mehrfarbendruck schlecht.

Es wurde gefunden, daß solche Nachteile der existierenden Aufzeichnungsmedien mit einem Aufzeichnungsmedium überwunden werden können, das mit einer tintenabsorbierenden Beschichtung versehen ist und ein Tintenabsorptionsvermögen von wenigstens 7,0 × 10^-3, vorzugsweise 1,0 × 10^-2, µl/mm² hat. Weiterhin ist es wünschenswert, daß die Beschichtung selbst mindestens dieses Tintenabsorptionsvermögen hat. Das Tintenabsorptionsvermögen der Beschichtung selber kann näherungsweise bestimmt werden durch Ausbilden derselben Beschichtung auf einem Substrat, z. B. einer Glasplatte oder einem Kunststoff-Film, das kein Tintenabsorptionsvermögen hat, und Bestimmen des Tintenabsorptionsvermögens in der oben angegebenen Weise.

Zwar wird Papier üblicherweise das geeignetste Substrat des vorliegenden Aufzeichnungsmediums sein, aber andere Substrate können gleichfalls verwendet werden, beispielsweise poröse Materialien wie Stoffe, synthetisches Papier, poröse Harze, Holz und dergleichen, und nicht-poröse Materialien, wie nicht-poröse Harze, Metalle, Glas und dergleichen. Die Wahl des Substrates aus diesen Materialien hängt vom schließlichen Verwendungszweck der Aufzeichnung ab.

Die tintenabsorbierende Schicht des vorliegenden Aufzeichnungsmediums kann aus einem porösen Harz und aus einer Mischung von Füllmittel und Bindemittel gemacht sein. Wenn die tintenabsorbierende Schicht des vorliegenden Aufzeichnungsmediums aus einem porösen Harz hergestellt wird, dann können entweder wasserlösliche Harze oder in organischen Flüssigkeiten lösliche Harze, die sich in Filmform bringen lassen, als Ausgangsharzmaterial verwendet werden. Als Beispiele wasserlöslicher Harze seien Polyvinylalkohol, Stärke, Casein, Gummi arabicum, Gelatine, Polyacrylamid, Carboxymethylcellulose, Natriumpolyacrylat und Natriumalginat genannt. Beispiele für in organischen Lösungsmitteln lösliche Harze sind Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylformal, Melaminharz, Polyamidharze, phenolische Harze, Polyurethan-Harze und Alkyd- Harze.

Da die Verwendung eines wasserlöslichen Harzes manchmal dahingehend nachteilig ist, daß eine größere Deformation des Mediums als Folge einer Feuchtigkeitsabsorption oder eines Tintendurchgangs durch das Medium auftreten kann, wird, falls erforderlich, die poröse Harzschicht einer wasserdichten Behandlung unterworfen.

Die poröse Harzschicht kann aus den oben angegebenen Harzen nach folgender Methode hergestellt werden:

1. Ein Material, das unter Wärme- oder Lichteinwirkung aufschäumen wird, wird mit dem Harz vermischt und geknetet. Die Mischung wird dann zu einer Schicht geformt, die dann erwärmt oder Licht ausgesetzt wird, um durch Blasen im Harz feine Poren zu bilden.
2. Eine Dispersion feiner Partikel eines anorganischen, wasserlöslichen Salzes (beispielsweise Natriumchlorid) im Harz wird als Schicht geformt. Sodann wird das anorganische Salz beispielsweise durch Wässern der Schicht herausgelöst, um feine Poren in der Hartmatrix zu bilden.
3. Eine Dispersion feiner Partikel aus Zeolith, Siliciumdioxid, Diatomeen-Erde oder dergleichen im Harz wird in Schichtform gebracht. Sodann werden die feinen Partikel durch Tränken der Schicht mit einer wäßrigen Säurelösung oder dergleichen herausgelöst, um feine Poren in der Hartmatrix zu bilden.

Wenn nach den vorstehenden Methoden 2 oder 3 gearbeitet wird, dann kann jedes Harz, das wenigstens in Wasser oder in der wäßrigen Säurelösung unlöslich ist, verwendet werden. Beispiele geeigneter Harze hierfür sind: Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyacrylnitril, Polyvinylacetat, Celluloseacetat, Polyvinylbutyral, Acryl-Harze, Polyamid-Harze, Styrolbutadien-Latex, Alkyd-Harze, Polyvinylalkohol, Polyester-Harze und Copolymere von Monomeren dieser Harze. Für diese Harze geeignete Weichmacher können zugesetzt werden. Solche Weichmacher sind beispielsweise: Dibutylphthalat, Dioctyladipat, Polyethylenglykol und chloriertes Paraffin.

Bei der solcher Art hergestellten porösen Harzschicht sind zahlreiche Poren in zufälliger dreidimensionaler dichter Verteilung vorhanden. Die meisten dieser Poren stehen in diesem Fall mit anderen Poren in Verbindung und bilden offene Zellen. Die Größe dieser Poren (Porendurchmesser) soll so bemessen sein, daß Kapillarkräfte wirksam auftreten, das heißt, die Porendurchmesser sollen zwischen einigen 10 nm und einigen 100 µm liegen. Die Form dieser Poren ist unkritisch. Größe und Geometrie dieser Poren können beliebig innerhalb des obigen Bereichs durch Steuern der Herstellungsbedingungen und Verfahrensbedingungen variiert werden.

Die Beschichtung des vorliegenden Aufzeichnungsmediums umfaßt grundsätzlich ein Füllmittel und ein Bindemittel. Geeignete Füllmittelmaterialien sind weiße, anorganische Pigmente, beispielsweise Siliciumdioxid, Ton, Talkum, Ditaomeen-Erde, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titanoxid, Zinkoxid, Satinweiß, Aluminiumsilikat, Lithopon, Aluminiumoxid und Zeolith. Als Beispiele organischer, pulvriger Materialien seien genannt: Ionenaustauschharzpulver und Kunststoffpigmente. Mischungen solcher Füllmittel können ebenfalls benutzt werden. Von den Füllmitteln sind poröse anorganische Pigmente besonders bevorzugt.

Zur Ausbildung der Beschichtungsoberfläche, bei der unregelmäßig geformte Füllmittelpartikel in willkürlicher Verteilung wie zerstreute "Ziegel"-Fragmente vorhanden sind, ist eine Füllmittel- Partikelgröße von etwa 1 bis 30 µm, vorzugsweise von 3 bis 20 µm erwünscht. Zu große Partikelgrößen des Füllmittels sind unerwünscht, da dann die Kreisform der Tintentüpfel und der Bildauflösungsgrad auf dem resultierenden Aufzeichnungsmedium schlechter werden. Füllmittelpartikel eines höheren Absorptionsvermögens für Färbungsstoffe und jene, die eine poröse Struktur haben, sind bevorzugt. Dieses deswegen, weil die Färbung am besten ist, wenn die Farbsubstanz in der auf das Aufzeichnungsmedium aufgebrachten Tinte an den äußersten Zonen der Beschichtung des Aufzeichnungsmediums gehalten wird.

Zu den Bindemitteln, die in der Beschichtung verwendet werden, gehören wasserlösliche makromoleculare Verbindungen, beispielsweise: Stärke, Gelatine, Casein, Gummi arabicum, Natriumalginat, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Natriumpolyacrylat und Polyacrylamid; synthetische Kautschuk- Latices sowie in organischen Lösungsmitteln lösliche Harze, beispielsweise: Polyvinylbutyral, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylformal, Melamin-Harz, Polyamid-Harze, Phenol-Harze, Polyurethan-Harze und Alkyd-Harze.

Falls notwendig, können diese Polymere in Kombination benutzt werden. Gegebenenfalls können Additive wie Dispergiermittel, optische Aufheller, pH-Regulatoren, Verformungsmittel, Schmiermittel, Konservierungsmittel, oberflächenaktive Mittel usw. der Beschichtung zugesetzt werden.

Das vorliegende Aufzeichnungsmedium kann durch Beschichten eines Substrats mit einer Dispersion der vorstehend erwähnten Beschichtungskomponenten in Wasser durch Auftragen mit einer Rolle, einer Rakel, durch Aufsprühen, mit Hilfe eines sogenannten Luftmessers oder dergleichen und schnellstmöglichem Trocknen der Beschichtung hergestellt werden. Geeignete Mischverhältnisse von Bindemittel und Füllmittel reichen von 10 : 100 bis 100 : 100 Gewichtsteile. Hat das Füllmittel eine relativ große mittlere Partikelgröße, dann werden bessere Resultate erhalten, wenn die Bindemittelmenge minimiert wird. Geeignete Beschichtungsmengen auf dem Substrat liegen üblicherweise zwischen etwa 1 und etwa 50 g/m², vorzugsweise zwischen etwa 2 und etwa 30 g/m², Trockengewicht.

Das vorliegende Aufzeichnungsmedium, das eine Beschichtung mit einer neuartigen Oberflächenstruktur auf einem Substrat hat, hat sehr hohes Tintenabsorptionsvermögen. Selbst wenn Tintentüpfel unterschiedlicher Farbe in kurzer Zeit einander überlappen, tritt ein Herauslösen oder Verlaufen der aufgebrachten Tintentüpfel auf dem Aufzeichnungsmedium nicht auf, so daß ausgezeichnete Bilder mit hohem Auflösungsgrad erhalten werden. Zusätzlich sind die Bilder auf dem Aufzeichnungsmedium in der Färbung ausgezeichnet. Das vorliegende Aufzeichnungsmedium eignet sich daher sehr gut für Vollfarben-Tintenstrahlschreiben.

Nachstehend ist die Erfindung anhand verschiedener Beispiele im einzelnen beschrieben. In den Beispielen bedeuten Teile sämtlich Gewichtsteile.

Beispiel 1

Eine Beschichtungszusammensetzung wurde entsprechend folgender Formulierung präpariert:

Siliciumdioxid einer mittleren Korngröße von 5 µm
als Füllmittel100 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel 25 Teile SBR-Latex als Bindemittel 5 Teile Wasser500 Teile

Übliches holzfreies Papier (Grundgewicht 65 g/m²) eines Größengrades von 35 Sekunden, gemessen entsprechend JIS P-8122, wurde mit der vorstehenden Zusammensetzung unter Verwendung eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Beschichtungsgewicht von 15 g/m² nach dem Trocknen zu erhalten. Das Papier wurde auf übliche Weise getrocknet und so das Aufzeichnungsmedium erhalten. Fig. 1 zeigt eine abtastelektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche dieser Beschichtung des Aufzeichnungsmediums in 1500facher Vergrößerung.

Farbtintenstrahl-Schreibversuche wurden auf dem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung der folgenden vier verschiedenfarbigen Tinten zur Bestimmung der Aufzeichnungseigenschaften ausgeführt:

Gelbe Tintenzusammensetzung
C.I. Säuregelb 23 2 Teile Diethylenglykol30 Teile Wasser70 Teile Magentarote Tintenzusammensetzung
C.I. Säurerot 92 2 Teile Diethylenglykol30 Teile Wasser70 Teile Cyangrüne Tintenzusammensetzung
C.I. Direktblau 86 2 Teile Diethylenglykol30 Teile Wasser70 Teile Schwarze Tintenzusammensetzung
C.I. Direktschwarz 19 2 Teile Diethylenglykol30 Teile Wasser70 Teile

Die Resultate sind in Tabelle 1 wiedergegeben, wobei die Eigenschaften und Abschätzungskriterien die folgenden sind:

1. Die optische Dichte eines Tintentüpfels wurde mit Hilfe eines Mikro-Densitometers PDM-5 (der Konishiroku Photographic Ind. Co., Ltd.) gemessen.
2. Die Form eines Tintentüpfels wurde mit einem Stereomikroskop beobachtet. Eine nahezu ideale Kreisform wurde mit 2 bewertet, eine leicht deformierte Kreisform mit 3 und eine unregelmäßige Form mit 4.
3. Der Klecksgrad (Zerfließ- oder Verlaufsgrad) eines Tintentüpfels wurde durch das Verhältnis des unter dem Stereomikroskop gemessenen Durchmessers eines Tintentüpfels zu dem des ursprünglichen Tintentröpfchens dargestellt.
4. Die Farbsättigung wurde durch visuelle Beobachtung des durch Tintenstrahlschreiben erzeugten Bildes abgeschätzt. Es wurde mit 1, 2, 3 oder 4 in der Reihenfolge von gut nach schlecht bewertet.
5. Das Tintenabsorptionsvermögen wurde durch Aufbringen von vier Tintentröpfchen unterschiedlicher Farbe, und zwar einander überlappend, und Beobachten des Zustandes der Tintentüpfel ermittelt. Wenn ein diffuses Verlaufen oder "Ausbluten" nicht beobachtet wurde und das Bild definiert war, wurde die Probe mit 2 bewertet. In anderen Fällen wurde die Probe mit 4 bewertet.

Bei den nachstehenden Beispielen erfolgte die Ermittlung der Tintenstrahlschreibeigenschaften der Proben in derselben Weise.

Beispiel 2

Eine Beschichtungszusammensetzung wurde entsprechend der folgenden Formulierung präpariert:

Calciumcarbonat einer mittleren Korngröße
von 3 µm als Füllmittel100 Teile Stärke als Bindemittel 30 Teile SBR-Latex als Bindemittel 10 Teile Wasser300 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit dieser Beschichtung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 20 g/m² zu erhalten. Das Papier wurde zum Erhalt des Aufzeichnungsmediums wie üblich getrocknet.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums sind in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben.

Beispiel 3

Es wurde eine Beschichtungszusammensetzung entsprechend folgender Formulierung hergestellt:
Talkum einer mittleren Korngröße von 7 µm
als Füllmittel100 Teile Casein als Bindemittel 20 Teile Wasser500 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 20 g/m² zu erhalten. Danach wurde wie üblich getrocknet, um das Aufzeichnungsmedium zu erhalten.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Ein handelsübliches Kunstpapier wurde in seinen Eigenschaften als Aufzeichnungsmedium für Tintenstrahlschreiber untersucht. Die Eigenschaften sind der Tabelle 1 zu entnehmen.

In Fig. 5 ist eine abtastelektronenmikroskopische Aufnahme der Beschichtungsoberfläche dieses Papiers in 1500facher Vergrößerung dargestellt.

Tabelle 1

Beispiel 4

Es wurde ein Aufzeichnungsmedium wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß ein anderer Siliciumdioxid-Typ einer mittleren Korngröße von 10 µm als Füllmittel verwendet wurde. In Fig. 2 ist die zugehörige abtastelektronenmikroskopische Aufnahme der Beschichtungsoberfläche dieses Aufzeichnungsmediums in 1500facher Vergrößerung dargestellt. Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 2 angegeben.

Beispiel 5

Es wurde eine Beschichtungszusammensetzung entsprechend folgender Formulierung hergestellt:

Diatomeen-Erde einer mittleren Korngröße von 8 µm
als poröses anorganisches Pigment100 Teile Stärke als Bindemittel 30 Teile SBR-Latex als Bindemittel 10 Teile Wasser800 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 10 g/m² zu erhalten. Es wurde dann wie üblich getrocknet, um das Aufzeichnungsmedium zu erhalten. Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Beispiel 6

Zeolith einer mittleren Korngröße von 10 µm
als poröses anorganisches Pigment100 Teile Stärke als Bindemittel 20 Teile Wasser300 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 benutzt und mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 20 g/m² zu erhalten. Es wurde dann wie üblich zum Erhalt des Aufzeichnungsmediums getrocknet. Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Beispiel 7

Es wurde eine Beschichtungszusammensetzung entsprechend der folgenden Formulierung hergestellt:

Siliciumdioxid einer durchschnittlichen Korngröße von 10 µm
als Füllmittel100 Teile Calciumcarbonat einer durchschnittlichen
Korngröße von 2 µm als Füllmittel 15 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel 30 Teile SBR-Latex als Bindemittel 3 Teile Wasser500 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der obigen Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 10 g/m² zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet. Fig. 3 zeigt eine abtastelektronenmikroskopische Aufnahme der Beschichtungsoberfläche dieses Aufzeichnungsmediums in 1500facher Vergrößerung.

Die Eigenschaften und die Bekk-Glätte dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Die Bekk-Glätte wurde mit Hilfe eines Ohken′schen Luftdurchlaß-Glättetestgerätes (der Asahi Seiko Co., Ltd.) gemessen.

Beispiel 8

Es wurde ein Aufzeichnungsmedium wie nach Beispiel 5 hergestellt und wie nach Beispiel 7 durchgeprüft. Die Resultate sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

Beispiel 9

Eine Beschichtungszusammensetzung wurde entsprechend folgender Formulierung hergestellt:

Zeolith einer mittleren Korngröße von 10 µm
als Füllmittel100 Teile Talkum einer mittleren Korngröße von 7 µm
als Füllmittel 10 Teile Casein als Bindemittel 20 Teile Wasser500 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Stabbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 15 g/m² zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums wurden wie nach Beispiel 7 ermittelt und sind in Tabelle 3 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Dasselbe handelsübliche Kunstpapier wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde als Aufzeichnungsmedium wie in Beispiel 7 durchgeprüft. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben.

Vergleichsbeispiel 3

Unter Verwendung von Calciumcarbonat einer durchschnittlichen Korngröße von 50 µm als Füllmittel und Polyvinylalkohol als Bindemittel wurde eine Beschichtungszusammensetzung entsprechend der folgenden Formulierung hergestellt:

Calciumcarbonat einer mittleren Korngröße von 50 µm
als Füllmaterial100 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel 5 Teile Wasser 50 Teile

Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Stabbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 15 g/m² zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet. Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums wurden wie nach Beispiel 7 ermittelt und sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

Tabelle 3

Beispiel 10

Eine Beschichtungszusammensetzung wurde entsprechend der folgenden Formulierung hergestellt:

Siliciumdioxid einer mittleren Korngröße von 10 µm
als Füllmittel100 Teile Aluminiumhydroxid einer durchschnittlichen Korngröße von 2 µm
als Füllmittel 10 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel 25 Teile SBR-Latex als Bindemittel 5 Teile Wasser400 Teile

Sodann wurde das gleiche übliche holzfreie Papier wie im Beispiel 1 mit der vorstehenden Beschichtung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 10 g/m² zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet. Fig. 4 zeigt eine abtastelektronenmikroskopische Aufnahme der Beschichtungsoberfläche dieses Aufzeichnungsmediums in etwa 1500facher Vergrößerung.

Die gemessenen Eigenschaften und die Oberflächenrauhigkeit dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 4 angegeben. Die Oberflächenrauhigkeit wurde unter Verwendung eines Talysurf 4 (der Taylor-Hobson Co.) als Prüfgerät entsprechend der Oberflächenrauhigkeitsmeßmethode nach JIS B0601 gemessen. Das heißt, es wurden die maximalen Höhen für eine Referenzlänge von 2,5 mm an zehn beliebig gewählten Stellen auf der Oberfläche der tintenabsorbierenden Schicht gemessen, und der Mittelwert der erhaltenen maximalen Höhen wurde als die Oberflächenrauhigkeit definiert.

Beispiel 11

Diatomeenerde einer mittleren Korngröße von 8 µm
als Füllmaterial100 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel 20 Teile SBR-Latex als Bindemittel 10 Teile Wasser300 Teile

Sodann wurde das gleiche übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Stabbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 15 g/m² zu erhalten. Das resultierende Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums wurden wie nach Beispiel 10 bestimmt und sind in Tabelle 4 angegeben.

Beispiel 12

Ton einer mittleren Korngröße von 1 µm
als Füllmittel 80 Teile Calciumcarbonat einer mittleren Korngröße von 20 µm als Füllmittel 20 Teile Stärke als Bindemittel 15 Teile Ethylenvinylacetat-Copolymer- Emulsion als Bindemittel 5 Teile Wasser200 Teile

Sodann wurde das gleiche übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trocknungsbeschichtungsgewicht von 20 g/m² zu erhalten. Das resultierende Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet. Seine Eigenschaften wurden wie nach Beispiel 10 bestimmt und sind in der Tabelle 4 angegeben.

Vergleichsbeispiel 4

Dasselbe handelsübliche Kunstpapier wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde wie nach Beispiel 10 nach seinen Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften durchgeprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 5

Calciumcarbonat einer durchschnittlichen Korngröße
von 50 µm als Füllmittel100 Teile Kunststoffpigment einer durchschnittlichen Korngröße
von 0,5 µm als Füllmittel 10 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel 2 Teile Wasser 50 Teile

Das gleiche übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 wurde mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Stabbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 25 g/m² zu erhalten. Das resultierende Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums wurden wie in Beispiel 10 bestimmt und sind in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4

Beispiel 13

Es wurde dieselbe Beschichtungszusammensetzung wie nach Beispiel 7 hergestellt. Sodann wurde dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 mit dieser Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 20 g/m² zu erhalten. Das resultierende Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet.

Die Beschichtungsoberfläche dieses Aufzeichnungsmediums war mit der nach Fig. 3 vergleichbar.

Die Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften und das Tintenabsorptionsvermögen dieses Aufzeichnungsmediums sind in Tabelle 5 wiedergegeben. Das Tintenabsorptionsvermögen wurde entsprechend der vorstehenden Methode unter Verwendung eines auf Anforderung arbeitenden Tintenstrahlschreibkopfs bestimmt. Dieser Schreibkopf stieß Tintentröpfchen durch zehn oder mehr Düsen eines Durchmessers von 50 µm aus. Die Düsen waren in regelmäßigen Abständen von 24/3 mm angeordnet. Das Ausstoßen der Tinte erfolgte mit Hilfe von Piezo-Schwingern (Treibspannung 60 V, Frequenz 1 kHz).

Beispiel 14

Diatomeenerde einer mittleren Korngröße von 5,5 µm
als Füllmittel100 Teile Stärke als Bindemittel 30 Teile SBR-Latex als Bindemittel 10 Teile Wasser800 Teile

Dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 wurde mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 15 g/m² zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums wurden wie in Beispiel 13 bestimmt und sind in Tabelle 5 angegeben.

Beispiel 15

Ton einer durchschnittlichen Korngröße von 1,1 µm
als Füllmittel 80 Teile Bariumsulfat einer durchschnittlichen Korngröße
von 0,3 µm als Füllmaterial 20 Teile Casein als Bindemittel 20 Teile Wasser250 Teile

Dasselbe übliche holzfreie Papier wie in Beispiel 1 wurde mit der vorstehenden Zusammensetzung mit Hilfe eines Messerbeschichters beschichtet, um ein Trockenbeschichtungsgewicht von 20 g/m² zu erhalten. Das erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde wie üblich getrocknet.

Die Eigenschaften dieses Aufzeichnungsmediums wurden wie nach Beispiel 13 bestimmt und sind in Tabelle 5 angegeben.

Beispiel 16

Eine Mischung von 100 Teilen einer 10%igen wäßrigen Polyvinylalkohol- Lösung und 30 Teilen eines Zeolith-Pulvers wurden in einer Sandmühle gemahlen. Ein 100 µm dicker Polyethylenterephthalat-Film wurde mit der resultierenden Mischung mit Hilfe eines Stabbeschichters 40 µm dick beschichtet und getrocknet. Dieser beschichtete Film wurde 2 Minuten lang in wäßrige Zitronensäure-Lösung, deren pH-Wert auf 3 eingestellt war, eingetaucht, danach mit Wasser gespült und getrocknet. Man erhielt ein Aufzeichnungsmedium mit poröser Beschichtung.

Vergleichsbeispiel 6

Ein handelsübliches Druckpapier wurde in seinen Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften wie nach Beispiel 13 durchgeprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 7

Dasselbe handelsübliche Kunstpapier wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde hinsichtlich seiner Tintenstrahlaufzeichnungseigenschaften wie nach Beispiel 13 durchgeprüft. Die Werte sind in Tabelle 5 angegeben.

Tabelle 5

Claims

1. Aufzeichnungsmedium mit einem beschichteten Substrat, wobei die Beschichtung sowohl ein Füllmittel als auch ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß irreguläre Formen der Füllmittel-Partikel an der Oberfläche der Beschichtung vorhanden sind und

2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel ein poröses, anorganisches Pigment ist.

3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße des Füllmittels zwischen 1 und 30 µm, vorzugsweise zwischen 3 und 20 µm, liegt.