DE60221953T2

DE60221953T2 - Tintenstrahlaufzeichnungselement und Druckverfahren

Info

Publication number: DE60221953T2
Application number: DE2002621953
Authority: DE
Inventors: David M. Rochester Teegarden; Sridhar Rochester Sadasivan
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-11-23
Also published as: EP1319516B1; EP1319516A2; EP1319516A3; DE60221953D1; JP2003191634A; CN1424203A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungselement und ein Druckverfahren zur Verwendung des Elements. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Tintenstrahlaufzeichnungselement, das behandelte anorganische Partikeln enthält.
In einem typischen Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Tintenstrahldrucksystem werden Tintentröpfchen aus einer Düse mit hoher Geschwindigkeit auf ein Aufzeichnungselement oder Aufzeichnungsmedium ausgestoßen, um ein Bild auf dem Medium zu erzeugen. Die Tintentröpfchen oder die Aufzeichnungsflüssigkeit umfassen im Allgemeinen ein Aufzeichnungsmittel, wie einen Farbstoff oder ein Pigment, und eine große Menge an Lösungsmittel. Das Lösungsmittel oder die Trägerflüssigkeit besteht typischerweise aus Wasser, einem organischen Material, wie einem einwertigen Alkohol, einem mehrwertigen Alkohol oder Mischungen daraus.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungselement umfasst typischerweise einen Träger, auf dessen mindestens einer Oberfläche eine Tintenempfangsschicht oder Bilderzeugungsschicht angeordnet ist, und es umfasst Schichten, die zur Aufsichtbetrachtung vorgesehen sind und einen lichtundurchlässigen Träger aufweisen, sowie Schichten, die zur Durchsichtbetrachtung vorgesehen sind und einen durchsichtigen Träger aufweisen.
Es ist bekannt, dass zur Erzeugung und Beibehaltung von Bildern in fotografischer Qualität auf einem derartigen Bildaufzeichnungselement ein Tintenstrahlaufzeichnungselement folgende Eigenschaften aufweisen muss:

• Es muss sich problemlos benetzen lassen, damit kein Puddeln auftritt, d. h. damit es zu keinem Zusammenwachsen benachbarter Tintentröpfchen kommt, was zu einer ungleichmäßigen Dichte führt.
• Kein Auslaufen des Bildes.
• Fähigkeit zur Absorption hoher Konzentrationen von Tinte und schnelles Trocknen, um zu verhindern, dass Elemente zusammenkleben, wenn sie zu mehreren Ausdrucken oder mit anderen Oberflächen gestapelt werden.
• Keine Diskontinuitäten oder Defekte aufgrund von Interaktionen zwischen dem Träger und/oder der oder den Schichten, wie Reißen, Abstoßspuren, Kammlinien usw.
• Kein Zusammenballen nicht absorbierter Farbstoffe an der freien Oberfläche, was eine Kristallisation der Farbstoffe bewirkt, so dass die bebilderten Flächen ausblühen oder brünieren.
• Optimierte Bildfestigkeit zur Vermeidung von Ausbleichen bei Kontakt mit Wasser oder Einwirkung von Tageslicht, Kunstlicht oder Fluoreszenzlicht.

Ein Tintenstrahlaufzeichnungselement, das gleichzeitig eine nahezu sofortige Trocknung und gute Bildqualität bietet, ist wünschenswert. Angesichts der Vielzahl von Tintenzusammensetzungen und Tintenvolumina, die ein Aufzeichnungselement aufnehmen muss, sind diese Anforderungen an Tintenstrahlaufzeichnungsmedien jedoch nur schwer zu erfüllen.
Es sind Tintenstrahlaufzeichnungselemente bekannt, die poröse oder nicht poröse, einschichtige oder mehrschichtige Beschichtungen verwenden, die als geeignete Bildempfangsschichten auf einer oder auf beiden Seiten eines porösen oder nicht porösen Trägers dienen. Aufzeichnungselemente, die nicht poröse Beschichtungen verwenden, haben typischerweise eine gute Bildqualität, weisen jedoch eine schlechte Tintentrocknungszeit auf. Aufzeichnungselemente, die poröse Beschichtungen verwenden, enthalten typischerweise kolloidale Partikeln und haben eine schlechtere Bildqualität, weisen jedoch bessere Trocknungszeiten auf.
Zwar sind bislang zahlreiche unterschiedliche Arten von porösen Bildaufzeichnungselementen zur Verwendung mit Tintenstrahlvorrichtungen bekannt, aber nach dem Stand der Technik bestehen viele ungelöste Probleme und zahlreiche Nachteile bei den bekannten Produkten, die deren kommerzielle Eignung einschränken. Eine gravierende Herausforderung bei der Konstruktion einer porösen Bildaufzeichnungsschicht ist die Erzielung einer hochwertigen, rissfreien Beschichtung mit so wenig partikellosen Mitteln wie möglich. Wenn zu viel partikellose Mittel vorhanden sind, ist die Bildaufzeichnungsschicht nicht porös und weist eine schlechte Tintentrocknungszeit auf.
US-A-5,989,687 beschreibt ein Druckmedium, das mindestens eine Oberfläche und eine Beschichtung aufweist, die das Polymerisationsprodukt des Hydrolysats eines Aluminiumalkoholats und eines Organoalkoxysilans umfassen. Bei diesem Element tritt jedoch das Problem auf, dass zuerst der zusätzliche Schritt der Hydrolysierung eines Aluminiumalkoholats durchgeführt werden muss, um ein Aluminiumoxidsol herzustellen, bevor die Reaktion mit dem Organoalkoxysilan stattfinden kann.
US-A-5,965,252 beschreibt ein Druckmedium mit einer Tintenempfangsschicht, die eine mit einem Kupplungsmittel behandelte Aluminiumoxidhydrat-Oberfläche umfasst. Bei diesem Element tritt jedoch das Problem auf, dass die Kupplungsmittel verwendet werden, um eine hydrophobe Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats zu erzeugen. Ein solches Element würde eine schlechte Bildqualität aufweisen, da Tintenstrahltinten die Oberfläche des Elements nicht einheitlich benetzen würden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein poröses Tintenstrahlaufzeichnungselement bereitzustellen, das eine kurze Trocknungszeit beim Einsatz im Tintenstrahldruck aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein poröses Aufzeichnungselement bereitzustellen, das eine gute Beschichtungsqualität und insbesondere eine geringere Rissneigung aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Tintenstrahlaufzeichnungselement bereitzustellen, das eine gute Bildqualität nach dem Drucken aufweist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Druckverfahren unter Verwendung des zuvor beschriebenen Elements bereitzustellen.
Diese und weitere Aufgaben werden mit der vorliegenden Erfindung gelöst, die ein Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einem Träger umfasst, auf dem eine Bildempfangsschicht angeordnet ist, die ein Polymerbindemittel in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% und nicht siliciumhaltige anorganische Oxidpartikeln in einer Menge von 70 bis 95 Gew.-% umfasst, wobei die Oberflächen der Partikeln mit einem Silankupplungsmittel in einer Menge von 0,01 bis 0,5 mMol/g behandelt werden, das einen hydrophilen, organischen Anteil aufweist und aus der Gruppe, die aus N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid; N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-tributylammoniumchlorid und N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol besteht, ausgewählt wird.
Durch die Anwendung der Erfindung wird ein Tintenstrahlaufzeichnungselement hergestellt, das eine gute Beschichtungsqualität und eine gute Bildqualität nach dem Drucken aufweist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Tintenstrahldruckverfahren mit folgenden Schritten:

A) Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers, der auf digitale Datensignale anspricht;
B) Beladen des Druckers mit dem zuvor beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungselement;
C) Beladen des Druckers mit einer Tintenstrahltintenzusammensetzung; und
D) Bedrucken der Bildempfangsschicht mit der Tintenstrahltintenzusammensetzung in Abhängigkeit von den digitalen Datensignalen.

Alle beliebigen nicht siliciumhaltigen anorganischen Oxidpartikeln können behandelt und in der erfindungsgemäßen Bildempfangsschicht verwendet werden. In einem bevorzugten Aufzeichnungselement sind die anorganischen Oxidpartikeln Metalloxide, wie Pseudo-Boehmit, als 14N4-80^® (SASOL Corp.) kommerziell erhältlich, Aluminiumoxid, als Cabosperse PG-003^® (Cabot Co.) kommerziell erhältlich, Zirconiumdioxid, als Zr 50/20^® (NYACOL Nano Technologies Inc.) kommerziell erhältlich, Titandioxid, Yttriumoxid, Cerdioxid usw. In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Partikelgröße der anorganischen Partikeln zwischen 5 nm und 1000 nm.
Die in der Erfindung verwendeten behandelten Partikeln sind durch Reaktion eines der Silane mit einer anorganischen Oxidpartikel zur Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit der Partikel herstellbar. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine solche Oberflächenbehandlung durchgeführt, indem eines der Alkoxyorganosilane mit einer wässrigen Dis persion der anorganischen Oxidpartikel bei einem pH-Wert gemischt wird, der die Hydrolyse des Silans und die nachfolgende Reaktion mit der Partikel ermöglicht.
Silankupplungsmittel für die Behandlung der anorganischen Oxidpartikeln, wie zuvor beschrieben, sind N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid, N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-tributylammoniumchlorid und N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol.
Das Verhältnis von Kupplungsmittel zur anorganischen Oxidpartikel beträgt 0,01 bis 0,5 mMol Silankupplungsmittel pro Gramm Partikel, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 mMol/g.

Im Folgenden sind Beispiele anorganischer Oxidpartikeln, die mit für die Erfindung geeigneten organofunktionalen Silankupplungsreagenzien behandelt wurden, aufgeführt: Tabelle 1

Behandelte Partikeln	Anorganische Oxidpartikeln	Silankupplungsmittel	mMol/g
1	14N4-80^®	N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-tributylammoniumchlorid	0,05
2	14N4-80^®	N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid	0,15
3	14N4-80^®	N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol	0,15
4	Cabosperse^®P G-003	N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-tributylammoniumchlorid	0,05
5	Cabosperse^®P G-003	N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid	0,15
6	Cabosperse^®P G-003	N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol	0,15

In der Erfindung kann die Menge der behandelten anorganischen Oxidpartikeln in der Bildempfangsschicht zwischen 70 und 95 Gew.-% variieren.
Die in der Erfindung verwendete Bildempfangsschicht enthält zudem ein polymeres Bindemittel in einer Menge, die nicht ausreicht, um deren Porosität zu verändern. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das polymere Bindemittel ein hydrophiles Polymer, wie Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrrolidon), Gelatine, Celluloseether, Polyoxazoline, Polyvinylacetamide, teilweise hydrolysierter Poly(vinylacetat-co-vinylalkohol), Poly(acrylsäure), Polyacrylamid, Poly(alkylenoxid), sulfonierte oder phosphatierte Polyester und Polystyrole, Casein, Zein, Albumin, Chitin, Chitosan, Dextran, Pectin, Collagenderivate, Collodian, Agar-Agar, Pfeilwurz, Guar, Carrageenan, Tragantgummi, Xanthan, Rhamsan usw.; oder ein Latex mit niedriger Glasübergangstemperatur, wie Poly(styrol-co-butadien), ein Polyurethanlatex, ein Polyesterlatex, Poly(n-butylacrylat), Poly(n-butylmethacrylat), Poly(2-ethylhexylacrylat), ein Copolymer von n-Butylacrylat und Ethylacrylat, ein Copolymer von Vinylacetat und n-Butylacrylat usw. Das polymere Bindemittel sollte so gewählt werden, dass es mit den zuvor genannten Partikeln kompatibel ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Dicke der Bildempfangsschicht zwischen 1 und 60 μm, vorzugsweise zwischen 5 und 40 μm, variieren.
Die Menge der verwendeten Bindemittel sollte ausreichen, um dem Tintenstrahlaufzeichnungselement eine Kohäsionsfestigkeit zu verleihen, aber so klein wie möglich sein, damit die durch die Aggregate verbundene Porenstruktur nicht mit Bindemittel gefüllt wird. In der Erfindung ist das polymere Bindemittel in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% vorhanden.
Neben der Bildempfangsschicht kann das Aufzeichnungselement zudem eine bei dem Träger angeordnete Grundschicht für die Absorption des Lösungsmittels aus der Tinte umfassen. Für diese Schicht geeignete Materialien umfassen anorganische Partikeln und polymere Bindemittel. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die anorganischen Partikeln in der Grundschicht Calciumcarbonat, gebrannter Ton, Aluminiumsilicate, Zeolithe oder Bariumsulfat. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das polymere Bindemittel in der Grundschicht ein Styrolacryllatex, ein Styrolbutadienlatex oder Poly(vinylalkohol).
Neben der Bildempfangsschicht kann das Aufzeichnungselement zudem eine über der Bildempfangsschicht angeordnete Schicht umfassen, deren Funktion darin besteht, Glanz zu verleihen. Für diese Schicht geeignete Materialien umfassen anorganische, submikroskopische Partikeln und/oder polymere Bindemittel.
Der Träger für das in der Erfindung verwendete Tintenstrahlaufzeichnungselement kann ein beliebiger Träger sein, so wie er üblicherweise für Tintenstrahlempfangselemente Verwendung findet, wie beispielsweise harzbeschichtetes Papier, Papier, Polyester oder mikroporöse Materialien, wie polyethylenpolymerhaltiges Material, das von PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA, unter dem Markennamen Teslin^® vertrieben wird, oder Tyvek^® Synthetikpapier (DuPont Corp.), imprägniertes Papier, wie Duraform^®, und OPPalyte^® Folien (Mobil Chemical Co.) sowie andere, in US-A-5,244,861 aufgeführte Folien. Lichtundurchlässige Träger sind u. a. Normalpapier, beschichtetes Papier, Synthetikpapier, Fotopapierträger, schmelzextrusionsbeschichtetes Papier und laminiertes Papier, wie biaxial orientierte Trägerlaminate. Biaxial orientierte Trägerlaminate werden in US-A-5,853,965 ; 5,866,282 ; 5,874,205 ; 5,888,643 ; 5,888,681 ; 5,888,683 und 5,888,714 beschrieben. Diese biaxial orientierten Träger beinhalten einen Papiergrundträger und einen biaxial orientierten Polyolefinbogen, typischerweise aus Polypropylen, der auf eine oder beide Seiten des Papiergrundträgers auflaminiert ist. Transparente Träger sind u. a. Glas, Cellulosederivate, z. B. ein Celluloseester, Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat; Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat), Poly(1,4-cyclohexandimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymere davon; Polyimide; Polyamide; Polycarbonate; Polystyrol; Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen; Polysulfone; Polyacrylate; Polyetherimide und Mischungen daraus. Die zuvor aufgeführten Papiere umfassen einen breiten Bereich an Papieren, von hochwertigen Papieren, wie Fotopapieren, bis zu einfachen Papieren, wie Zeitungspapier. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Papier der Marke Ektacolor von Eastman Kodak Co. verwendet.
Der in der Erfindung verwendete Träger kann eine Dicke von 50 bis 500 μm, vorzugsweise von 75 bis 300 μm aufweisen. Antioxidantien, Antistatikmittel, Weichmacher und weitere bekannte Additive können bei Bedarf in den Träger aufgenommen werden.
Um die Haftung der Bildempfangsschicht auf dem Träger zu verbessern, kann die Oberfläche des Trägers vor Aufbringen der Bildempfangsschicht einer Corona-Entladung unterzogen werden. Die Haftung der Bildempfangsschicht auf dem Träger kann zudem durch Auftragen einer Substratschicht auf dem Träger verbessert werden. Beispiele für Materialien, die in einer Substratschicht verwendbar sind, umfassen halogenierte Phenole und teilhydrolysiertes Vinylchlorid-co-vinylacetat-Polymer.
Die Beschichtungsmasse kann entweder in Wasser oder organischen Lösungsmitteln aufgetragen werden, wobei Wasser bevorzugt wird. Der Gesamtgehalt an Feststoffen sollte so gewählt werden, dass er eine geeignete Beschichtungsdicke auf möglichst wirtschaftliche Weise ermöglicht, wobei für partikelhaltige Beschichtungsformulierungen Feststoffanteile von 10–40 Gew.-% typisch sind.
In der Erfindung verwendete Beschichtungszusammensetzungen können durch eine Vielzahl bekannter Techniken aufgebracht werden, wie Tauchbeschichten, Drahtumspannbeschichten, Schaberlamellenbeschichten, Gravurstreichverfahren und Umkehrwalzenbeschichten, Gleitbeschichten, Perlbeschichten, Extrusionsbeschichten, Vorhangbeschichten usw. Bekannte Beschichtungs- und Trocknungsverfahren werden detaillierter in der Forschungsveröffentlichung „Research Disclosure", Nr. 308119, Dezember 1989, Seite 1007 bis 1008, beschrieben. Gleitbeschichten wird bevorzugt, wobei die Grundschichten und die Schutzschicht gleichzeitig aufgebracht werden können. Nach dem Beschichten werden die Schichten im Allgemeinen durch einfaches Verdampfen getrocknet, das durch bekannte Techniken, beispielsweise Konvektionserwärmung, beschleunigt werden kann.
Die Beschichtungsmasse kann auf eine oder beide Oberflächen des Substrats durch konventionelle Beschichtungsverfahren mit Vor- oder Nachbemessung aufgetragen werden, wie Rakel-, Luftrakel-, Stangen- oder Walzenbeschichtung usw. Die Wahl des Beschichtungsprozesses ergibt sich aus wirtschaftlichen Überlegungen und bestimmt die Formulierung, wie Beschichtungsstoffe, Beschichtungsviskosität und Beschichtungsgeschwindigkeit.
Die Dicke der Bildempfangsschicht kann zwischen 1 und 60 μm betragen, vorzugsweise zwischen 5 und 40 μm.
Nach dem Beschichten kann das Tintenstrahlaufzeichnungselement zur Verbesserung der Oberflächenglätte einer Kalandrierung oder Superkalandrierung unterzogen werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Tintenstrahlaufzeichnungselement einer warmen Weichspalt-Kalandrierung bei einer Temperatur von 65°C und einem Druck von 14.000 kg/m bei einer Geschwindigkeit von 0,15 m/s bis 0,3 m/s unterzogen.
Um dem Tintenstrahlaufzeichnungselement eine mechanische Festigkeit zu verleihen, können Vernetzungsmittel in kleinen Mengen zugesetzt werden, die auf das oben besprochene Bindemittel wirken. Ein derartiges Additiv verbessert die Kohäsionsfestigkeit der Schicht. Vernetzungsmittel, wie Carbodiimide, polyfunktionale Aziridine, Aldehyde, Isocyanate, Epoxide, polyvalente Metallkationen usw. sind verwendbar.
Um das Ausbleichen der Farbmittel zu reduzieren, können der Bildempfangsschicht auch UV-Absorptionsmittel, Radikalenlöscher oder Antioxidationsmittel zugesetzt werden, wie in der Technik bekannt ist. Weitere Additive sind u. a. pH-Modifikatoren, Haftvermittler, Rheologiemodifikatoren, Tenside, Biozide, Schmiermittel, Farbstoffe, optische Aufheller, Mattiermittel, Antistatikmittel usw. Um eine adäquate Beschichtbarkeit zu erzielen, sind in der Technik bekannte Additive verwendbar, wie Tenside, Schaumhemmer, Alkohol usw. Ein gängiges Maß an Beschichtungshilfen beträgt 0,01 bis 0,30 Gew.-% aktiver Beschichtungshilfen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Diese Beschichtungshilfen können nichtionisch, anionisch, kationisch oder amphoter sein. Konkrete Beispiele werden in McCutcheon's Band 1: Emulsifiers and Detergents (Emulgatoren und Detergenzien), 1995, Ausgabe Nordamerika, beschrieben.
Die zur Bebilderung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente verwendeten Tintenstrahltinten sind in der Technik bekannt. Die im Tintenstrahldrucken verwendeten Tintenzusammensetzungen sind typischerweise flüssige Zusammensetzungen aus einem Lösungsmittel oder einer Trägerflüssigkeit, Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchthaltemitteln, organischen Lösungsmitteln, Detergenzien, Verdickern, Konservierungsstoffen usw. Das Lösungsmittel oder die Trägerflüssigkeit kann reines Wasser sein oder Wasser, das mit anderen wassermischbaren Lösungsmitteln, wie mehrwertigen Alkoholen, gemischt ist. Tinten, in denen organische Materialien, wie mehrwertige Alkohole, die vorherrschende Träger- oder Lösungsmittelflüssigkeit sind, sind ebenfalls verwendbar. Insbesondere sind gemischte Lösungsmittel aus Wasser und mehrwertigen Alkoholen geeignet. Die in diesen Zusammensetzungen verwendeten Farbstoffe sind typischerweise wasserlösliche Direktfarbstoffe oder saure Farbstoffe. Derartige flüssige Zusammensetzungen sind in der Technik bereits ausführlich beschrieben worden, beispielsweise in US-A-4,381,946 ; 4,239,543 und 4,781,758 .
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.
Beispiel 1
Synthese der Behandelten Partikeln 1 (Erfindung).
Eine Silankupplungslösung wurde durch Verdünnen von 3,84 g einer 50 %igen Lösung von N-(trimethoxysilyl)propyl-N,N,N-tri-n-butylammoniumchlorid (0,0050 Mol) in 162,8 g deionisiertem Wasser hergestellt. Diese Lösung wurde 333,3 g einer schnell gerührten 30 %igen Dispersion von Pseudo-Boehmit-Aluminiumoxid Sasol 14N4-80^® tropfenweise zugesetzt. Anschließend wurde ausreichend 1 M HCl zugesetzt, um den pH-Wert auf 3,0 einzustellen. Die Dispersion wurde bei Raumtemperatur 24 Stunden lang gerührt.
Synthese der Behandelten Partikeln 2 (Erfindung).
Diese Partikeln wurden wie die Behandelten Partikeln 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 8,35 g einer 60 %igen Lösung von N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid (0,0050 Mol) anstelle von N-(trimethoxysilyl)propyl-N,N,N-tri-n-butylammoniumchlorid verwendet wurden und die verwendete Wassermenge 158,3 g betrug.
Synthese der Behandelten Partikeln 3 (Erfindung).
Diese Partikeln wurden wie die Behandelten Partikeln 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 4,12 g N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol (0,015 Mol) anstelle von N-(trimethoxysilyl)propyl-N,N,N-tri-n-butylammoniumchlorid verwendet wurden.
Synthese der Behandelten Partikeln 4 (Erfindung).
Diese Partikeln wurden wie die Behandelten Partikeln 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 250,0 g einer 40 %igen Dispersion von Aluminiumoxid Cabosperse PG-003 anstelle von Pseudo-Boehmit-Aluminiumoxid verwendet wurden und die verwendete Wassermenge 246,2 g betrug.
Synthese der Behandelten Partikeln 5 (Erfindung).
Diese Partikeln wurden wie die Behandelten Partikeln 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 8,35 g einer 60 %igen Lösung von N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid (0,0050 Mol) anstelle von N-(trimethoxysilyl)propyl-N,N,N-tri-n-butylammoniumchlorid verwendet wurden und die verwendete Wassermenge 241,7 g betrug.
Synthese der Behandelten Partikeln 6 (Erfindung).
Diese Partikeln wurden wie die Behandelten Partikeln 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 4,12 g N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol (0,015 Mol) anstelle von N-(trimethoxysilyl)propyl-N,N,N-tri-n-butylammoniumchlorid verwendet wurden und die verwendete Wassermenge 245,9 g betrug.
Erfindungsgemäßes Element 1
Eine Beschichtungslösung für eine Grundschicht wurde hergestellt durch Mischen von 254 g ausgefälltem Calciumcarbonat Albagloss-s^® (Specialty Minerals Inc.) als 70 gew.-%iger Lösung, 22 g Kieselgel Gasil^® 23F (Crosfield Ltd.), 2,6 g Poly(vinylalkohol) Airvol^® 125 (Air Products) als 10 gew.-%iger Lösung, 21 g Styrolbutadienlatex CP692NA^® (Dow Chemical Co.) als 50 gew.-%iger Lösung und 0,8 g Alcogum^® L-229 (Alco Chemical Co.). Die Feststoffe der Beschichtungslösung wurden durch Zugabe von Wasser auf 35 Gew.-% eingestellt. Die Grundschichtlösung wurde im Perlbeschichtungsverfahren bei 25°C auf Ektacolor-Edge-Papier (Eastman Kodak Co.) aufgetragen und unter Zwangsluft bei 60°C getrocknet. Die Dicke der Grundschicht betrug 25 μm oder 27 g/m².
Eine Beschichtungslösung für die Bildempfangsschicht wurde hergestellt durch Mischen von 148 g Behandelten Partikeln 1 (19,7 Gew.-% Feststoffe) mit 44 g Behandelten Partikeln 4 (19,2 Gew.-% Feststoffe), 6 g Poly(vinylalkohol) Gohsenol^® GH-17 (Nippon Gohsei Co. Ltd.) (10 gew.-%ige Lösung), 1,5 g Silwet L-7602^® (Witco Co.), 1,5 g Zonyl FS-30^® (DuPont Co.) und 0,2 g 1,4-Dioxan-2,3-diol (Aldrich Chemical Co.). Die Beschichtungslösung wurde anschließend auf 15 Gew.-% Feststoffe verdünnt.
Die Beschichtungslösung für die Bildempfangsschicht wurde im Perlbeschichtungsverfahren bei 25°C auf der vorstehend beschriebenen Grundschicht aufgetragen. Das Aufzeichnungselement wurde dann 5 Minuten lang unter Zwangsluft bei 104°C getrocknet. Die Dicke der Bildempfangsschicht betrug 8 μm oder 8,6 g/m².
Erfindungsgemäßes Element 2
Dieses Element wurde wie Element 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 148 g Behandelte Partikeln 2 (20,0 Gew.-% Feststoffe) anstelle der Behandelten Partikeln 1 und 44 g Behandelte Partikeln 5 (20,2 Gew.-% Feststoffe) anstelle der Behandelten Partikeln 4 in der Bildempfangsschicht verwendet wurden.
Erfindungsgemäßes Element 3
Dieses Element wurde wie Element 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 148 g Behandelte Partikeln 3 (18,7 Gew.-% Feststoffe) anstelle der Behandelten Partikeln 1 und 44 g Behandelte Partikeln 6 (20,8 Gew.-% Feststoffe) anstelle der Behandelten Partikeln 4 in der Bildempfangsschicht verwendet wurden.
Vergleichselement V-1 (enthält keine behandelten Partikeln)
Eine Beschichtungslösung für die Bildempfangsschicht dieses Elements wurde durch Mischen von 148 g Aluminiumoxid Dispal^® 14N4-80 (Condea Vista) als 20 gew.-%iger Lösung, 44 g hochdispersem Aluminiumoxid Cab-O-Sperse^® PG003 (Cabot Corp.) als 40 gew.-%iger Lösung, 6 g Poly(vinylalkohol) Gohsenol^® GH-17 (Nippon Gohsei Co. Ltd.) als 10 gew.-%iger Lösung, 1,5 g Silwet^® L-7602 (Witco. Corp.), 1,5 g Zonyl^®FS-30 (Dupont Co.) und 0,2 g Dihydroxydioxan (Aldrich Co.) hergestellt. Die Beschichtungslösung wurde anschließend auf 15 % Feststoffe verdünnt.
Die Beschichtungslösung für die Bildempfangsschicht wurde im Perlbeschichtungsverfahren bei 25°C auf der vorstehend beschriebenen Grundschicht aufgetragen. Das Aufzeichnungselement wurde dann unter Zwangsluft 80 Sekunden lang bei 60°C und anschließend 8 Minuten lang bei 38°C getrocknet. Die Dicke der Bildempfangsschicht betrug 8 μm oder 8,6 g/m².
Beschichtungsqualität
Die vorstehend genannten getrockneten Beschichtungen wurden in einer Sichtprüfung auf Risse geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Bildqualität und Trocknungszeit

Ein Drucker des Typs Epson Stylus Color 740 für farbstoffbasierende Tinten unter Verwendung einer Farbtintenpatrone des Typs S020191/IC3CL01 wurde benutzt, um die zuvor beschriebenen Aufzeichnungselemente zu bedrucken. Das Bild bestand aus benachbarten cyanfarbenen, magentafarbenen, gelben, schwarzen, grünen, roten und blauen Feldern, wobei jedes Feld die Form eines Rechtecks mit 0,4 cm Breite und 1,0 cm Länge aufwies. Das Verlaufen/Auslaufen zwischen benachbarten Farbfeldern wurde qualitativ bewertet. Ein zweites Bild wurde gedruckt, und unmittelbar nach dem Auswerfen aus dem Drucker wurde das Bild mit einem weichen Tuch abgewischt. Die Trocknungszeit wurde mit 1 bewertet, wenn es auf dem Bild zu keinem Verschmieren der Tinte kam. Die Trocknungszeit wurde bei geringem Verschmieren mit 2 und bei relativ starkem Verschmieren mit 3 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2

Element	Beschichtungsqualität	Bildqualität	Trocknungszeit
1	keine Rissbildung	geringes oder kein Auslaufen	1
2	keine Rissbildung	geringes oder kein Auslaufen	1
3	keine Rissbildung	geringes oder kein Auslaufen	1
V-1	Rissbildung	Auslaufen	1

Die Tabelle zeigt, dass die erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente gegenüber dem Vergleichsaufzeichnungselement eine gute Beschichtungsqualität und eine gute Bildqualität bei gleichzeitig guter Trocknungszeit aufweisen.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einem Träger, auf dem eine Bildempfangsschicht angeordnet ist, die ein Polymerbindemittel in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% und nicht siliciumhaltige anorganische Oxidpartikeln in einer Menge von 70 bis 95 Gew.-% umfasst, wobei die Oberflächen der Partikeln mit einem Silankupplungsmittel in einer Menge von 0,01 bis 0,5 mMol/g behandelt werden, das einen hydrophilen, organischen Anteil aufweist und aus der Gruppe, die aus N-(trimethoxysilylethyl)benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid; N-trimethoxysilylpropyl-N,N,N-tributylammoniumchlorid und N-(3-triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol besteht, ausgewählt wird.
Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die nicht siliciumhaltigen anorganischen Oxidpartikeln aus der Gruppe, die aus Pseudo-Boehmit, Aluminiumoxid, Zirconiumdioxid, Titandioxid, Yttriumoxid und Cerdioxid besteht, ausgewählt werden.
Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin das Polymerbindemittel Poly(vinylalkohol) ist.
Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die Bildempfangsschicht in einer Dicke von 1 bis 60 μm vorhanden ist.
Tintenstrahldruckverfahren, das folgende Schritte umfasst: A) Bereitstellen eines Tintenstrahldruckers, der auf digitale Datensignale anspricht; B) Beladen des Druckers mit dem Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1; C) Beladen des Druckers mit einer Tintenstrahltintenzusammensetzung; und D) Bedrucken der Bildempfangsschicht mit der Tintenstrahltintenzusammensetzung in Abhängigkeit von den digitalen Datensignalen.