DE60303848T2

DE60303848T2 - Reaktionslösung für Tintenstrahldruckaufzeichnung, und Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren die diese Lösung benutzen

Info

Publication number: DE60303848T2
Application number: DE2003603848
Authority: DE
Inventors: Ohta-Ku Takada. Yoichi; Shinya Ohta-ku Mishina; Shinichi Ohta-ku Hakamada; Noriyasu Ohta-ku Asaki; Yasuhiro Ohta-ku Nito; Masashi Ohta-ku Tsujimura; Takashi Ohta-ku Imai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: ATE319576T1; CN1495042A; US6935732B2; EP1400365B1; EP1400365A1; US20040119800A1; JP4343632B2; CN1256241C; DE60303848D1; JP2004130792A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reaktionslösung, auf einen Satz aus dieser Reaktionslösung und einer Tinte, auf eine Verwendung dieser Reaktionslösung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und auf ein Bildaufzeichnungsverfahren, und bezieht sich insbesondere auf eine Reaktionslösung, die mit einer Tinte verwendet werden soll, wenn auf ein Aufzeichnungsmaterial ausgedruckt wird, auf einen Satz aus einer Reaktionslösung und einer Tinte und auf ein Bildaufzeichnungsverfahren, das diesen verwendet.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren stellt ein Druckverfahren dar, das Ausdrucke mit hoher Auflösung und Bilder mit hoher Qualität in hoher Geschwindigkeit unter Verwendung eines kostengünstigen Gerätes erzielen kann, bei dem Tintentröpfchen ausgestoßen und auf ein Aufzeichnungsmaterial, wie zum Beispiel Papier, fest haftend aufgebracht werden.
Die offen gelegte, japanische Patentanmeldung Nr. H06-106735A offenbart eine technische Einrichtung, die dazu dient, Farbbilder hoher Qualität, hoher Bilddichte und ohne Farbausblutungen zu erhalten, indem eine schwarze Tinte, die bei Reaktion mit einem Salz eindickt oder koaguliert, und eine Farbtinte, die das Salz enthält, verwendet wird. Das heißt, es kann ein gutes Bild erhalten werden, indem zwei Flüssigkeiten beim Drucken verwendet werden: eine Lösung, die ein Salz enthält, und eine Tintenzusammensetzung, die mit dieser Lösung reagiert.
Verschiedene Vorschläge zur Verwendung von zwei Flüssigkeiten wurden bereits vorgestellt, zum Beispiel in den offen gelegten, japanischen Patentanmeldungen Nrr. H09-207424A, 2000-37942A und dergleichen.
Darüber hinaus offenbart die offen gelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 2000-94825A die Verwendung eines Salzes eines polyvalenten Metalls und eines nicht ionischen Harzes, um die Reaktionslösung, die das polyvalente Metallsalz enthält, einzudicken, um ein färbendes Material auf die Oberfläche des Papiers zu fixieren.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden Tintensätze untersucht, die polyvalente Metallionen enthalten, um hochqualitative Farbbilder hoher Bilddichte und ohne Farbausblutungen zu erhalten, und vervollständigten das Aufzeichnungsverfahren, wie es in der offen gelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. H06-106735A und dergleichen offenbart ist. Es wurden dabei aber neue Probleme auf Grund der hohen Reaktivität erkannt.
Genau gesagt ist die Reaktion wegen der hohen Reaktivität schon fast abgeschlossen zu der Zeit, wenn eine Flüssigkeitszusammensetzung und eine Tintenzusammensetzung in Kontakt miteinander kommen (innerhalb eines geschätzten Zeitraums von mehreren hundert Millisekunden). Infolgedessen verbleiben Komponenten des färbenden Materials, die mit der Flüssigkeitszusammensetzung reagiert haben, auf dem Aufzeichnungsmaterial zurück, was dazu führen kann, dass sie sich beim Reiben vom Aufzeichnungsbereich lösen (Abrieb), was beim doppelseitigen Ausdrucken nicht wünschenswert ist. Um dieses Problem zu lösen, wurde in der offen gelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-94825A ein nicht ionisches Harz zu einer Lösung gegeben, die ein polyvalentes Metall enthielt, um färbende Materialien auf die Oberfläche aus Papier zu fixieren, um das Abriebproblem des aufgezeichneten Bereiches wirksam zu verhindern.
Allerdings ist, wenn normales Papier mit einer Lösung, die ein polyvalentes Metall und ein nicht ionisches Harz enthält, durch Walzenbeschichtung beschichtet wird, eine einheitliche Beschichtung wegen der geringen Eindringfähigkeit der Lösung in das Papier schwierig, was eine Ungleichmäßigkeit der Bilddichte des aufgezeichneten Bildes verursachen kann. Leicht einsetzbare Mittel zur Lösung dieses Problems der uneinheitlichen Bilddichte könnten darin bestehen, die Aufbringmenge der Flüssigkeitszusammensetzung zu vergrößern oder den Beschichtungsdruck Einstellen des Druckes der Beschichtungswalze zu erhöhen.
Wenn allerdings eine große Menge einer Lösung aufgebracht wird, wird die Zeitdauer zum Trocknen des bedruckten Materials lang und die verzögerte Fixierung verursacht leicht Verschmierungen, wenn der aufgezeichnete Bereich gerieben wird. Zusätzlich neigt die Oberfläche des Papiers dazu, Falten zu bekom men, weil eine große Menge Lösung auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wurde. Deshalb ist dieses Verfahren nicht bevorzugt. Wenn auf der anderen Seite der Druck der Walze so eingestellt wird, dass der Beschichtungsdruck erhöht wird, tritt ein Problem auf, das darin besteht, dass das Gerät kompliziert wird, wenn es in der Lage sein soll, mit Normalpapier verschiedener Dicken umzugehen, und deshalb ist dieses Verfahren genauso wenig bevorzugt, wie das vorstehend beschriebene Verfahren.
So besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Reaktionslösung, einen Satz aus dieser Reaktionslösung und einer Tinte, eine Verwendung dieser Reaktionslösung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und ein Bildaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, mit dem, wenn eine Flüssigkeitszusammensetzung durch Walzenbeschichtung auf Normalpapier aufgebracht wird, ein hochqualitatives Farbbild mit hoher Bilddichte und ohne Unregelmäßigkeiten der Bilddichte, Farbausblutungen und Abrieb erhalten werden kann, und bei dem das Aufzeichnungsgerät nicht kompliziert ist.
Auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Feststellungen wurden im Rahmen der Erfindung intensive Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, das heißt, eine bestimmte Menge einer Reaktionslösung einheitlich auf ein Aufzeichnungsmaterial mittels Walzenbeschichtung aufzubringen. Als Ergebnis wurde die vorliegende Erfindung fertig gestellt, wie sie im Folgenden beschrieben ist.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung besteht in einer Reaktionslösung zur Verwendung in der Bildaufzeichnung in Verbindung mit einer Tinte, die ein färbendes Material in einem gelösten oder dispergierten Zustand enthält, wobei die Reaktionslösung den gelösten oder dispergierten Zustand des färbenden Materials in der Tinte destabilisiert, wenn sie in Kontakt mit der Tinte kommt, wobei die Reaktionslösung wenigstens ein polyvalentes Metallion und ein nicht ionisches Polymer enthält, der Ka-Wert der Reaktionslösung gemäß dem Bristow-Verfahren im Bereich von 1,3 ml·m^–2·ms^–1/2 bis einschließlich 3,0 ml·m^–2·ms^–1/2 liegt und die Viskosität der Reaktionslösung im Bereich von 20 mPa·s bis einschließlich 150 mPa·s liegt.
Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in einem Satz aus einer Tinte und einer Reaktionslösung, wie sie vorstehend beschrieben wurden.
Noch ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Verwendung der Reaktionslösung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, in einem Tintenaufzeichnungsgerät, das einen Aufzeichnungskopf zum Abgeben einer Tinte, eine Tintenpatrone mit einer Tintenspeichereinheit, welche die Tinte enthält, eine Tintenzufuhreinrichtung, um die Tinte von der Tintenpatrone zum Aufzeichnungskopf zuzuführen, und eine Einrichtung zum Zuführen einer Reaktionslösung umfasst, wobei die Tinte und die Reaktionslösung von der Art sind, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
Noch ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in einem Bildaufzeichnungsverfahren, das folgende Schritte umfasst:

• Beschichten eines Aufzeichnungsmaterials mit einer Reaktionslösung und
• Aufbringen einer Tinte auf das Aufzeichnungsmaterial durch ein Tintenstrahlverfahren,

1 ist eine schematische Seitenschnittansicht, die ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes darstellt.
2 ist eine Vorderschnittansicht einer Anzeigeeinrichtung für den Füllstand der Reaktionslösung, die in dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät installiert ist,
3 ist eine schematische Seitenschnittansicht, die den Zustand der Zugabe von Reaktionslösung im erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät darstellt.
4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes darstellt.
5 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beispiel einer Tintenpatrone darstellt. Und
6 ist eine schematische Draufsicht, die einen Zustand darstellt, bei dem eine Tintenpatrone gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einen Aufzeichnungskopf installiert ist.
Die erfindungsgemäße Reaktionslösung enthält wenigstens ein polyvalentes Metall und ein nicht ionisches Polymer, wobei der Ka-Wert der Reaktionslösung gemäß dem Bristow-Verfahren im Bereich von 1,3 ml·m^–2·ms^–1/2 bis einschließlich 3,0 ml·m^–2·ms^–1/2 liegt und die Viskosität der Reaktionslösung im Bereich von 20 mPa·s bis einschließlich 150 mPa·s liegt.
Die Erfindung wird im Folgenden mit ihren bevorzugten Ausführungsformen genauer beschrieben.
Reaktionslösung
Die erfindungsgemäße Reaktionslösung wird in der Bildaufzeichnung mit einer Tinte verwendet, die ein färbendes Material in einem gelösten oder dispergierten Zustand enthält, und dient dazu, den gelösten oder dispergierten Zustand des färbenden Materials in der Tinte zu destabilisieren. Die Destabilisierung des gelösten oder dispergierten Zustandes des färbenden Materials in der Tinte in der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass, wenn die Tinte und die Reaktionslösung miteinander gemischt werden, eine Agglomerierung oder Gelierung des färbenden Materials in der Mischung eingeleitet wird (kann im Folgenden als „Destabilisierung der Tinte" oder „Tintendestabilisierung" bezeichnet werden). In der Erfindung sind polyvalente Metallionen in die Reaktionslösung eingebracht, um die Tinte zu destabilisieren.
Zusätzlich wird in der Erfindung ein nicht ionisches Polymer als Bindeharz verwendet, um die Bindung zwischen den Agglomeraten des färbenden Materials und der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials, wie zum Beispiel Papier, und die Bindung zwischen den Agglomeraten des färbenden Materials selbst zu verbessern, um die Abriebbeständigkeit zu verbessern.
Weiter kann in der Erfindung durch Einstellen des Ka-Wertes und der Viskosität der Reaktionslösung innerhalb eines bestimmten Bereiches, wie er vorstehend beschrieben wurde, nicht nur ein hochqualitatives Farbbild mit hoher Bilddichte und ohne Bilddichteunregelmäßigkeiten und Farbausblutung erhalten werden, sondern auch ein aufgezeichnetes Bild mit Abriebbeständigkeit.
Wenn der Ka-Wert kleiner als 1,3 ml·m^–2·ms^–1/2 ist, kann die Reaktionslösung nicht einheitlich auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden, was zu einer unregelmäßigen Bilddichte führt, und wenn der Ka-Wert größer als 3,0 ml·m^–2·ms^–1/2 ist, dringen in der Reaktionslösung enthaltene, polyvalente Metallionen übermäßig in das Papier ein, und deshalb kann kein Bild hoher Dichte und hoher Qualität erhalten werden, und so wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht gezeigt. Der Ka-Wert liegt weiter bevorzugt im Bereich von 2,0 ml·m^–2·ms^–1/2 bis 3,0 ml·m^–2·ms^–1/2.
Wenn die Viskosität kleiner als 20 mPa·s ist, kann keine ausreichende Menge der Reaktionslösung auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden, was zu einer unregelmäßigen Bilddichte führt. Wenn die Viskosität größer als 150 mPa·s ist, wird leicht eine überschüssige Menge an Reaktionslösung auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht, und selbst, wenn die Beschichtungsbedingungen so eingestellt sind, dass sie die Beschichtungsmenge verringern, ist es immer noch schwierig, das Aufzeichnungsmaterial mit der Reaktionslösung einheitlich zu beschichten, und das Bild leidet an Abrieb, insbesondere wenn eine große Menge der Lösung aufgebracht worden ist. Die Viskosität liegt bevorzugt in einem Bereich von 30 mPa·s bis 100 mPa·s.
Der Ka-Wert wird in der Erfindung durch das Bristow-Verfahren bestimmt als ein Maß, das die Eindringfähigkeit einer Lösung in ein Aufzeichnungsmaterial beschreibt. Wenn die Eindringfähigkeit einer Lösung durch die Menge V je m² eines Aufzeichnungsmaterial bezeichnet wird, wird die Eindringmenge V (ml/m² = μm) der Lösung in das Aufzeichnungsmaterial nach einer festgelegten Zeit t, gemessen ab dem Aufbringen der Lösung, durch die Bristow-Gleichung ausgedrückt: V = Vr + Ka·(t – tw)1/2 worin tw eine Kontaktzeit und Vr eine Menge der Lösung, die im rauen Bereich des Aufzeichnungsmaterials absorbiert ist, darstellt (t > tw).
Sofort nach dem Aufbringen der Lösung auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials ist fast die gesamte Lösung im rauen Bereich des Aufzeichnungsmaterials (ungleichmäßiger Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmaterials) absorbiert und fast keine Lösung ist ins Innere des Aufzeichnungsmaterials eingedrungen. Dieser Zeitraum ist als Kontaktzeit (tw) definiert, und die Menge der Lösung, die im rauen Bereich während der Kontaktzeit absorbiert wurde, ist als Vr definiert. Nach der Kontaktzeit vergrößert sich die Menge der Lösung (V), die in das Aufzeichnungsmaterial eindringt, proportional zur Wurzel der verstrichenen Zeit, welche die Kontaktzeit übersteigt, das heißt (t – tw). Ka ist ein Proportionalitätskoeffizient dieses Inkrements und entspricht der Eindringgeschwindigkeit.
Der Ka-Wert kann bestimmt werden, indem eine Prüfvorrichtung für die dynamische Eindringfähigkeit einer Flüssigkeit mittels Bristow-Verfahren (zum Beispiel „Dynamic Penetrability Testing Device S" [Prüfvorrichtung für dynamische Eindringfähigkeit), Handelsname, Produkt der Toyo Seiki Mfg., Ltd.) eingesetzt wird.
In der Erfindung wird der Ka-Wert durch das Bristow-Verfahren unter Verwendung von Normalpapier (zum Beispiel PB-Papier, das für Kopierer, die ein elektrofotographisches System einsetzen, Seitendrucker (Laserstrahldrucker) und Drucker, die Tintenstrahlaufzeichnungssysteme einsetzen, verwendet wird, hergestellt von Canon Inc., PPC-Papier für Kopierer, die das elektrofotographische System einsetzen, und dergleichen) als Aufzeichnungsmaterial bestimmt. Die Messumgebung ist eine normale Büroumgebung mit einer Temperatur von 20 bis 25°C und einer Feuchtigkeit von 40 bis 60%.
Die Viskosität in der vorliegenden Erfindung kann durch ein konventionelles Verfahren bei 25°C gemessen werden.
Polyvalente Metallionen
Bevorzugte polyvalente Metallionen, die in der erfindungsgemäßen Reaktionslösung verwendet werden können, schließen ein, aber sind nicht begrenzt auf: zum Beispiel bivalente Metallionen, wie zum Beispiel Ca²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Sr²⁺ und Ba²⁺, und trivalente Metallionen, wie zum Beispiel Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺ und Y³⁺. Das polyvalente Metallion wird in die Reaktionslösung als Salz eines po lyvalenten Metalls gegeben. Ein solches Salz ist ein wasserlösliches Salz, das ein polyvalentes Metallion, wie es vorstehend beschrieben wurde, und ein Gegenion des polyvalenten Metallions umfasst. Bevorzugte Anionen zur Bildung von Salzen schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf zum Beispiel Cl-, NO₃-, I-, Br-, ClO_3–, SO₄ ^2–, CO₃ ^2–, CH₃COO^– und HCOO^-.
In der Erfindung sind Ca²⁺, Mg²⁺, Sr²⁺, Al³⁺ und Y³⁺ besonders bevorzugt, und Ca²⁺ ist noch weiter bevorzugt als polyvalente Metallion im Hinblick auf Reaktivität, Färbeeigenschaften, Leichtigkeit der Handhabung und dergleichen. Zusätzlich ist als Anion NO₃ ^– besonders bevorzugt im Hinblick auf Löslichkeit und dergleichen.
Der Gehalt an polyvalentem Metallsalz ist in der Erfindung bevorzugt nicht geringer als 0,01 Gew.-% und nicht höher als 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Reaktionslösung im Hinblick auf die Wirkung der Erfindung. Für eine volle Ausprägung der tintendestabilisierenden Wirkung ist es bevorzugt, dass die Reaktionslösung 0,01% oder mehr des polyvalenten Metallsalzes enthält. Auf der anderen Seite kann der Gehalt des polyvalenten Metallsalzes in der Reaktionslösung größer als 20% sein. Dies ist aber nicht so bevorzugt, weil die Menge an Material mit Pufferwirkung erhöht werden sollte, und eine starke Verbesserung der tintendestabilisierenden Wirkung nicht erwartet wird, wenn der Gehalt des polyvalenten Metallsalzes 20% übersteigt. Der Gehalt an polyvalenten Metallionen liegt bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Reaktionslösung.
Bindeharz
Das Bindeharz, das zur Reaktionslösung gegeben werden soll, ist ein nicht ionisches Polymer, das nicht in die Reaktion zwischen Tinte und Reaktionslösung einbezogen ist. Ein nicht ionisches, wasserlösliches Polymer ist bevorzugt. Bevorzugte Beispiele von Bindeharzen schließen Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, wasserlösliche Cellulosen, wie zum Beispiel Carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose und Hydroxypropylcellulose, Polyvinylmethylether, Polyvinylacetal und Polyvinylalkohol ein, aber die Bindeharze sind natürlich nicht auf diese Beispiele beschränkt. Unter ihnen sind das Polyvinylacetal und der Polyvinylalkohol besonders bevorzugt.
Es ist möglich, ein Polymer zu verwenden, das eine anionische oder kationische Einheit aufweist, die zu einem solchen nicht ionischen Polymer zugefügt wurde, solange die Tinte und die Reaktionslösung ihre jeweiligen unverzichtbaren Leistungen bei der Bildgebung behalten können. Darüber hinaus ist die vorstehend beschriebene Polymerverbindung idealer Weise ein wasserlösliches Polymer, kann aber auch eine Dispersion, wie zum Beispiel einen Latex oder eine Emulsion, darstellen.
Die Menge, in der das vorstehend beschriebene, nicht ionische Polymer zugegeben wird, liegt bevorzugt zwischen 0,01 und 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Reaktionslösung.
Wässriges Medium
Die erfindungsgemäße Reaktionslösung wird durch Auflösen oder Dispergieren der vorstehend beschriebenen Komponenten in einem wässrigen Medium hergestellt, aber es wird üblicherweise eine Lösungsmittelmischung aus Wasser und einem wasserlöslichen, organischen Lösungsmittel verwendet. Was das wasserlösliche, organische Lösungsmittel betrifft, sind solche besonders bevorzugt, welche die Wirkung aufweisen, die Reaktionslösung vom Trocknen abzuhalten. Spezifische Beispiele schließen Folgendes ein: Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, s-Butylalkohol und t-Butylalkohol; Amide, wie zum Beispiel Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone oder Ketoalkohole, wie zum Beispiel Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie zum Beispiel Tetrahydrofuran und Dioxan; Alkylendiole, wie zum Beispiel 1,2-Hexandiol; Polyalkylenglycole, wie zum Beispiel Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Alkylenglycole, deren Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie zum Beispiel Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol; niedrige Alkyletheracetate, wie zum Beispiel Polyethylenglycolmonomethyletheracetat; Glycerin; niedrige Alkylether mehrwertiger Alkohole, wie zum Beispiel Ethylenglycolmonomethylether (oder der entsprechende Ethylether), Diethylenglycolmethylether (oder der entsprechende Ethylether) und Triethylenglycolmonomethylether (oder der entsprechende Ethylether); mehrwertige Alkohole, wie zum Beispiel Trimethylolpropan und Trimethylolethan; N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon. Ein wasserlösliches, organisches Lösungsmittel, wie es vorste hend aufgeführt ist, kann alleine oder als Mischung verwendet werden. Als Wasser wird bevorzugt entionisiertes Wasser verwendet.
Der Gehalt des wasserlöslichen, organischen Lösungsmittels, das in der Reaktionslösung gemäß dieser Ausführungsform enthalten ist, ist nicht besonders begrenzt, liegt aber bevorzugt im Bereich von 3 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Reaktionslösung. Zusätzlich liegt der Gehalt an Wasser, das in der Flüssigkeitszusammensetzung enthalten ist, bevorzugt im Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Flüssigkeitszusammensetzung.
Weiter kann zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten nach Bedarf ein oberflächenaktives Mittel, ein Entschäumungsmittel, ein Konservierungsmittel und ein Gelierschutzmittel zugegeben werden, um der Flüssigkeitszusammensetzung zu ermöglichen, die gewünschten Eigenschaften aufzuweisen. Zum Beispiel wird durch Zugabe eines Aduktes aus Acetylenglycol und Ethylenoxid als oberflächenaktives Mittel die Eindringfähigkeit vergrößert, und so kann das nicht ionische, oberflächenaktive Mittel geeignet verwendet werden, um den Ka-Wert einzustellen.
Zusätzlich wird in der Erfindung der pH-Wert der Reaktionslösung auf bevorzugt 2 bis 7 und weiter bevorzugt 3 bis 6 gehalten. Solange der pH-Wert in diesem Bereich liegt, können die polyvalenten Metallionen in der Reaktionslösung stabil vorhanden sein, was es möglich macht, ein ausreichendes Reaktivitätsniveau der Reaktionslösung beizubehalten.
Darüber hinaus gilt für die Erfindung, dass, wenn der pH-Wert der Reaktionslösung geringer ist als der pH-Wert der Tinte, die Reaktion zwischen Tinte und Reaktionslösung wirksamer abläuft und weiter bevorzugte Ergebnisse hinsichtlich der Einheitlichkeit der gefüllt gedruckten Bereiche und der Durchblutungseigenschaft der bedruckten Materialien und dergleichen erhalten werden können.
Die pH-Werte der Reaktionslösung und der Tinte in der vorliegenden Erfindung können durch ein übliches Verfahren bei 25°C gemessen werden.
Da die erfindungsgemäße Reaktionslösung mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung mit einer Tinte für die Bildgebung verwendet wird, ist es bevorzugt, dass die Reaktionslösung kein färbendes Material enthält und eine farblose Lösung ohne Absorption im sichtbaren Bereich darstellt, wenn man die Einflüsse auf das Bild bedenkt. Allerdings erfüllt die Reaktionslösung nicht notwendigerweise diese Forderung, und eine geringfügig gefärbte Lösung mit einer Absorption im sichtbaren Bereich kann verwendet werden, solange das tatsächliche Bild nicht beeinflusst wird.
Tinte
Die erfindungsgemäße Reaktionslösung mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung wird mit wenigstens einer Tinte für die Bildgebung verwendet. Insbesondere wird die Reaktionslösung zur Aufzeichnung in Kombination mit einer Tinte, die ein färbendes Material enthält, das in einem wässrigen Medium durch die Wirkung von ionischen Gruppen dispergiert oder gelöst ist, wodurch die vorstehend beschriebenen, bevorzugten Wirkungen bei der Tintenstrahlaufzeichnung erhalten werden. Tinten, die geeignet in der Erfindung verwendet werden, schließen Pigmenttinten unter Verwendung von Pigmenten als färbenden Materialien ein (mikroverkapselte Pigmente, gefärbte Harze und dergleichen werden in dieser Anwendung auch zu den Pigmenten gezählt). Komponenten, wie zum Beispiel Pigmente und wässrige Medien, die Tinten ausmachen, werden im Folgenden im Detail beschrieben.
Pigmente
Pigmente, die in der Lage sind, in der Erfindung verwendet zu werden, schließen zum Beispiel Rußschwarz und organische Pigmente ein.
Rußschwarz
Als Rußschwarz kann ein Rußschwarzpigment, wie zum Beispiel Ofenschwarz, Lampenschwarz, Acetylenschwarz oder Kanalschwarz verwendet werden, wobei Beispiele dafür einschließen: Raven 7000, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 2000, Raven 1500, Raven 1250, Raven 1200, Raven 1190 ULTRA-II, Raven 1170, Raven 1255 (hergestellt von Columbian Chemicals Company); BlackPearles L, Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400 und Valcan XC-72R (hergestellt von Cabot Corporation); Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A und Special Black 4 (hergestellt von Degussa AG); und Nr. 25, Nr. 33, Nr. 40, Nr. 47, Nr. 52, Nr. 900, Nr. 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8 und MA100 (hergestellt von Mitsubishi Chemicals Corporation). Allerdings ist Rußschwarz nicht darauf begrenzt, sondern es kann auch bekanntes Rußschwarz verwendet werden. Weiter können magnetische Mikroteilchen, wie zum Beispiel Magnetit und Ferrit wie auch Titanschwarz oder dergleichen, als schwarzes Pigment verwendet werden.
Organisches Pigment
Organische Pigmente schließen zum Beispiel Folgendes ein: unlösliche Azopigmente, wie zum Beispiel Toluidinrot, Toluidinkastanienbraun, Hansagelb, Benzidingelb und Pyrazolonrot; lösliche Azopigmente wie zum Beispiel Litholrot, Sonnenbordeauxrot, Pigmentscharlachrot und Permanentrot 2B; Derivate von Küpenfarbstoffen, wie zum Beispiel Allizarin, Indanthron und Thioindigokastanienbraun; Phthalocyaninpigmente, wie zum Beispiel Phthalocyaninblau und Phthalocyaningrün; Chinacridonpigmente, wie zum Beispiel Chinacridonrot und Chinacridonmagentarot; Perylenpigmente, wie zum Beispiel Perylenrot und Perylenscharlachrot; Isoindolinonpigmente, wie zum Beispiel Isoindolinongelb und Isoindolinonorange; Imidazolonpigmente, wie zum Beispiel Benzimidazolongelb, Benzimidazolonorange und Benzimidazolonrot; Pyranthronpigmente, wie zum Beispiel Pyranthronrot und Pyranthronorange; Indigopigmente; kondensierte Azopigmente; Thioindigopigmente; und andere Pigmente, wie zum Beispiel Flavanthrongelb, Acylamidgelb, Chinophtharongelb, Nickelazogelb, Kupferazomethingelb, Perynonorange, Anthronorange, Dianthrachinonylrot und Dioxadinviolett. Beispiele von organischen Pigmenten, die durch Farbindexzahlen (C.I.) dargestellt sind, schließen ein: C.I. Pigmentgelb 12, 13, 14, 17, 20, 24, 74, 83, 86, 93, 109, 110, 117, 120, 125, 137, 138, 147, 148, 151, 153, 154, 166 und 168; C.I. Pigmentorange 16, 36, 43, 51, 55, 59 und 61; C.I. Pigmentrot 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122, 123, 149, 168, 175, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 238 und 240; C.I. Pigmentviolett 19, 23, 29, 30, 37, 40 und 50; C.I. Pigmentblau 15, 15:3, 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60 und 64; C.I. Pigmentgrün 7 und 36; und C.I. Pigmentbraun 23, 25 und 26. Natürlich können bekannte organische Pigmente, die sich von den vorstehend aufgeführten unterscheiden, auch verwendet werden.
Dispergiermittel
Wenn Rußschwarz oder ein organisches Pigment, wie es vorstehend beschrieben wurde, verwendet wird, wird bevorzugt ein Dispergiermittel verwendet. Was das Dispergiermittel betrifft, ist ein Dispergiermittel geeignet, das in der Lage ist, das vorstehend genannte Pigment in einem wässrigen Medium durch die Wirkung einer anionischen Gruppe zu dispergieren. Spezifische Beispiele für Dispergiermittel schließen zum Beispiel ein: Copolymere aus Styrol und Acrylsäure, Copolymere aus Styrol, Acrylsäure und Alkylacrylat, Copolymere aus Styrol und Maleinsäure, Copolymere aus Styrol, Maleinsäure und Alkylacrylat, Copolymere aus Styrol und Methacrylsäure, Copolymere aus Styrol, Methacrylsäure und Alkylacrylat, Copolymere aus Styrol und Maleinsäurehalbester, Copolymere aus Vinylnaphthalin und Acrylsäure, Copolymere aus Vinylnaphthalin und Maleinsäure, Copolymere aus Styrol, Maleinsäureanhydrid und Maleinsäurehalbester und Salze dieser Copolymere.
Zusätzlich liegt das gewichtsmittlere Molekulargewicht dieser Dispergiermittel bevorzugt im Bereich von 1000 bis 30000 und besonders bevorzugt von 3000 bis 15000.
Zusätzlich beträgt der Säurewert des Dispergiermittels bevorzugt 300 mg KOH/g oder weniger im Hinblick auf die Verträglichkeit zwischen der Zuverlässigkeit als Tinte, wie zum Beispiel der Abgabezuverlässigkeit und der Lagerstabilität, und der Reaktivität mit der Reaktionslösung. Der Säurewert des Dispergiermittels liegt weiter bevorzugt zwischen 100 mg KOH/g und 300 mg KOH/g. Zusätzlich beträgt aus dem gleichen Grund, der beim Säurewert erwähnt wurde, die Menge des zugegebenen Dispergiermittels bevorzugt das 0,1- bis 3-Fache, bezogen auf den Gehalt (in Gew.-%) des färbenden Materials in der Tinte, und weiter bevorzugt das 0,2- bis 2-Fache. Wenn der Säurewert des Dispergiermittels oder die Zugabemenge des Dispergiermittels vergrößert wird im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Tinte, neigt die Tinte dazu, gegenüber der Reaktionslösung stabiler zu werden. In diesem Fall kann ein ausreichendes Niveau der Abbildungsleistung erhalten werden, indem die Menge des polyvalenten Metallions in der Reaktionslösung erhöht wird, was allerdings dazu führen kann, dass der pH- Wert in der Reaktionslösung sinkt. Deshalb ist es bevorzugt, dass die Menge einer Substanz, die Pufferwirkung aufweist, ebenfalls nach Bedarf erhöht wird.
Selbstdispergierendes Pigment
In der Erfindung kann das Pigment ein selbstdispergierendes Pigment sein, ein Pigment, das sich in einem wässrigen Medium ohne Verwendung eines Dispergiermittels dispergiert, was erreicht wird, indem eine ionische Gruppe (anionische Gruppe) an die Oberfläche des Pigmentes gebunden wird. Ein Beispiel solcher Pigmente ist selbstdispergierendes Rußschwarz. Selbstdispergierendes Rußschwarz ist zum Beispiel ein Rußschwarz, das eine anionische Gruppe an seine Oberfläche gebunden enthält (anionisches Rußschwarz). Das selbstdispergierende Pigment wird im Folgenden unter Verwendung von Rußschwarz als Beispiel beschrieben.
Anionisches Rußschwarz
Anionisches Rußschwarz ist ein Rußschwarz, das an seine Oberfläche wenigstens eine anionische Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -COO(M2), -SO₃(M2), -PO₃H(M2) und -PO₂(M2)₂ gebunden enthält. In der vorstehend genannten Formel stellt M2 ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, ein Ammonium oder ein organisches Ammonium dar.
Unter diesen ist besonders anionisch aufgeladenes Rußschwarz mit -COO(M2) oder -SO₃(M2) auf seiner Oberfläche hervorragend, was seine Dispergierbarkeit in der Tinte betrifft, und kann deshalb besonders geeignet in der Erfindung verwendet werden. Spezifische Beispiele der Alkalimetalle, die in den vorstehend beschriebenen hydrophilen Gruppen durch „M2" ausgedrückt sind, schließen zum Beispiel ein: Li, Na, K, Rb und Cs. Zusätzlich schließen spezifische Beispiele organischer Ammoniumverbindungen zum Beispiel ein: Methylammonium, Dimethylammonium, Trimethylammonium, Ethylammonium, Diethylammonium, Triethylammonium, Methanolammonium, Dimethanolammonium und Trimethanolammonium.
Wenn eine Tinte verwendet wird, die ein selbstdispergierendes Rußschwarz mit Ammonium oder organischem Ammonium als M2 enthält, kann die Wasser beständigkeit der aufgezeichneten Bilder weiter verbessert werden, und die Tinte ist in dieser Hinsicht besonders geeignet. Es wird angenommen, dass dies der Zersetzung des Ammoniums und der Verdampfung des Ammoniaks zuzuschreiben ist, die stattfinden, wenn die Tinte auf ein Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wird. Hierbei wird das selbstdispergierende Rußschwarz mit Ammonium als „M2" erhalten, indem zum Beispiel das Alkalimetall M2 eines selbstdispergierenden Rußschwarzes mittels Ionenaustauschverfahren durch Ammonium ersetzt wird, oder, indem ein Verfahren eingesetzt wird, bei dem eine Säure zugegeben wird, um „M2" in den H-Typ umzuwandeln, und dann Ammoniumhydroxid zugegeben wird, um „M2" in Ammonium umzuwandeln.
Andere Verfahren zur Herstellung von anionisch aufgeladenem, selbstdispergierendem Rußschwarz schließen zum Beispiel ein Verfahren ein, bei dem Rußschwarz mit Natriumhypochlorid oxidativ behandelt wird. Zum Beispiel kann durch dieses Verfahren eine -COONa-Gruppe chemisch an die Oberfläche von Rußschwarz gebunden werden.
Eine große Auswahl von hydrophilen Gruppen, die vorstehend beschrieben wurden, kann direkt an die Oberfläche von Rußschwarz gebunden werden. Alternativ kann die hydrophile Gruppe indirekt an die Oberfläche von Rußschwarz gebunden werden, wobei eine andere Atomgruppe zwischen der Oberfläche des Rußschwarzes und der hydrophilen Gruppe vorliegt. Hier schließen spezifische Beispiele der anderen Atomgruppe zum Beispiel ein: geradkettige oder verzweigte Alkylengruppen mit jeweils 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, substituierte oder nicht substituierte Phenylengruppen und substituierte oder nicht substituierte Naphthylengruppen. Hierbei schließen die Substituentengruppen der Phenylengruppe und der Naphthylengruppe zum Beispiel geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ein. Zusätzlich schließen spezifische Beispiele der Kombination von anderen Atomgruppen und hydrophilen Gruppen zum Beispiel ein: -C₂H₄COO(M2), -Ph-SO₃(M2) und -Ph-COO(M2) (Ph stellt eine Phenylgruppe dar).
In der Erfindung können je nach Bedarf zwei oder mehr Typen von den vorstehend beschriebenen Typen von selbstdispergierendem Rußschwarz zur Verwendung im färbenden Material der Tinte ausgewählt werden. Zusätzlich liegt die zur Tinte zugegebene Menge an selbstdispergierendem Rußschwarz bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Tinte. Indem die Menge des selbstdispergierenden Rußschwarzes in diesem Bereich gehalten wird, kann das selbstdispergierende Rußschwarz in der Tinte in einem angemessenen dispergierten Zustand gehalten werden. Darüber hinaus kann zum Zweck der Einstellung des Farbtons der Tinte zusätzlich zum selbstdispergierenden Rußschwarz ein Farbstoff als färbendes Material zugegeben werden.
Gefärbte feine Teilchen/mikroverkapselte Pigmente
Neben den vorstehend beschriebenen Pigmenten als färbenden Materialien können Pigmente, die mit Polymeren mikroverkapselt sind, und dergleichen und gefärbte, feine Teilchen, bei denen ein färbendes Material die Harzteilchen bedeckt, und dergleichen verwendet werden. Was die Mikrokapsel betrifft, so ist sie notwendigerweise in einem wässrigen Medium dispergierbar, aber es kann gleichzeitig ein Dispergiermittel, wie es vorstehend beschrieben wurde, zusätzlich in der Tinte eingesetzt werden, um die Stabilität der Dispersion zu verbessern. Zusätzlich wird, wenn gefärbte, feine Teilchen als färbendes Material verwendet werden, das vorstehend beschriebene, anionische Dispergiermittel oder dergleichen bevorzugt verwendet.
Wässriges Medium
Das wässrige Medium zum Dispergieren der vorstehend beschriebenen Pigmente ist nicht besonders begrenzt, und wässrige Medien, die ähnlich denen sind, die als wässrige Medien für die Reaktionslösung beschrieben wurden, können verwendet werden. Zusätzlich wird, wenn die Farbtinte durch das Tintenstrahlverfahren (zum Beispiel durch das Blasenstrahlverfahren^® [Bubblejet^®-Verfahren) und dergleichen) auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wird, das wässrige Medium bevorzugt so eingestellt, dass es eine Viskosität und eine Oberflächenspannung aufweist, die für die Tinte wünschenswert ist, so dass die Tinte hervorragende Tintenstrahlabgabeeigenschaften aufweist, wie es vorstehend beschrieben wurde. Beispiele der wässrigen Medien, die in Tinten in der Erfindung verwendet werden können, schließen zum Beispiel Wasser und Lösungsmittelmischungen aus Wasser und wasserlöslichen, organischen Lösungsmitteln ein. Was die wasserlöslichen, organischen Lösungsmittel betrifft, sind besonders solche bevorzugt, welche die Wirkung aufweisen, die Tinte vom Austrocknen abzuhalten.
Spezifische Beispiele schließen ein: Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, s-Butylalkohol und t-Butylalkohol; Amide, wie zum Beispiel Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone oder Ketoalkohole, wie zum Beispiel Aceton und Diacetonalkohol; Ether, wie zum Beispiel Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglycole, wie zum Beispiel Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Alkylenglycole, deren Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, wie zum Beispiel Ethylenglycol, Propylenglycol, Butyrenglycol, Triethylenglycol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglycol, Hexylenglycol und Diethylenglycol; niedrige Alkyletheracetate, wie zum Beispiel Polyethylenglycolmonomethyletheracetat; Glycerin; niedrige Alkylether mehrwertiger Alkohole, wie zum Beispiel Ethylenglycolmonomethylether (oder der entsprechende Ethylether), Diethylenglycolmethylether (oder der entsprechende Ethylether) und Triethylenglycolmonomethylether (oder der entsprechende Ethylether); mehrwertige Alkohole, wie zum Beispiel Trimethylolpropan und Trimethylolethan; N-Methyl-2-pyrrolidon, 2-Pyrrolidon und 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon. Ein wasserlösliches, organisches Lösungsmittel, wie es vorstehend aufgeführt ist, kann alleine oder als Mischung eingesetzt werden. Weiter wird bevorzugt entionisiertes Wasser als Wasser verwendet.
Die Menge eines wasserlöslichen, organischen Lösungsmittels, das in einer Tinte enthalten ist, die in der Erfindung verwendet wird, liegt bevorzugt bei, ist aber nicht begrenzt auf 3 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Tinte. Weiter beträgt die Menge an Wasser, das in der Tinte enthalten ist, bevorzugt 50 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Tinte. Weiter kann neben den vorstehend beschriebenen Komponenten natürlich nach Bedarf ein Benetzungsmittel und auch ein oberflächenaktives Mittel, ein Schaumschutzmittel, ein Konservierungsmittel und ein Antigeliermittel und dergleichen zugegeben werden, um eine Tinte mit gewünschten Eigenschaftswerten zur Verfügung zu stellen.
Tintensatz
Die Farbe der Tinte ist, wenn die vorstehend beschriebene Tinte mit der vorstehend beschriebenen Reaktionslösung kombiniert wird, um einen erfindungsgemäßen Tintensatz herzustellen, nicht besonders begrenzt, und die Tinte kann eine Farbe aufweisen, die zum Beispiel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Gelb, Magentarot, Cyanblau, Rot, Grün, Blau und Schwarz. Insbe sondere kann eine Auswahl aus den färbenden Materialien, die vorstehend beschrieben wurden, getroffen werden, so dass die Tinte einen gewünschten Farbton aufweist. Zusätzlich ist die Tinte, die mit der Reaktionslösung kombiniert wird, nicht auf einen Typ begrenzt, sondern ein Gesichtspunkt, bei dem zwei oder mehr Tinten mit verschiedenen Farben miteinander kombiniert werden, um einen Tintensatz bereitzustellen, der geeignet ist zur Herstellung von mehrfarbigen Bildern, ist weiter bevorzugt. Der Gehalt an färbendem Material in jeder Tinte kann angemessen so ausgewählt werden, dass die Tinte hervorragende Tintenstrahlabgabeeigenschaften aufweist, wenn sie bei der Tintenstrahlaufzeichnung verwendet wird, und dass die Tinte einen gewünschten Farbton und eine gewünschte Dichte aufweist. Als Anhaltspunkt liegt der Gehalt des färbenden Materials zum Beispiel bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Tinte. Darüber hinaus sollte in diesem Fall wenigstens eine Tinte der zwei oder mehr Tinten mit der Reaktionslösung reagieren.
Zum Beispiel können, solange es eine Tinte mit einem färbenden Material gibt, das durch die Wirkung einer ionischen Gruppe in einem wässrigen Medium dispergiert ist, die anderen Tinten solche Tinten darstellen, die Farbstoffe als färbende Materialien enthalten, und natürlich können alle Tinten solche Tinten darstellen, bei denen die färbenden Materialien durch die Wirkung von ionischen Gruppen in wässrigen Medien dispergiert sind. Wenn ein Tintensatz mit einer solchen Konfiguration verwendet wird, tritt Ausbluten auf, wenn Tinten verschiedener Farbtöne aneinander angrenzend auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden, was ein Problem darstellt, wenn ein mehrfarbiges Bild durch ein Tintenstrahlgerät erzeugt wird. Genauer gesagt ist das Ausbluten, das ein Problem bei mehrfarbigen Tintenstrahlbildern darstellt, besonders feststellbar zwischen einer schwarzen Tinte und anderen Farbtinten (zum Beispiel wenigstens einer Tinte, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer gelben Tinte, einer magentaroten Tinte und einer cyanblauen Tinte, einer roten Tinte, einer grünen Tinte und einer blauen Tinte). So wird zum Beispiel eine schwarze Tinte mit einem Pigment, das durch die Wirkung einer ionischen Gruppe in einem wässrigen Medium dispergiert ist, bevorzugt kombiniert als eine Tinte, die durch die erfindungsgemäße Reaktionslösung destabilisiert werden soll. Andere Farbtinten können Tinten sein, bei denen Farbstoffe in wässrigen Medien gelöst sind. Natürlich können alle anderen Tinten so eine Tinte darstellen, bei der das färbende Material durch die Wirkung von ionischen Gruppen in einem wässrigen Medium dispergiert ist und die mit der Reaktionslösung destabilisiert wird wie die schwarze Tinte, die vorstehend beschrieben wurde.
Aufzeichnungsverfahren und Gerät
Die erfindungsgemäße Reaktionslösung wird zur Herstellung von Bildern in Kombination mit einer Tinte verwendet, die durch die Reaktionslösung destabilisiert wird. In der Erfindung wird zumindest das Aufbringen der Tinte mit einem Tintenstrahlaufzeichnungssystem durchgeführt. Genauer gesagt umfasst das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren die Schritte des Aufbringens einer Reaktionslösung auf wenigstens einen Teilbereich eines Aufzeichnungsmaterials, auf den die Tinte aufgebracht werden soll, und dann des Aufbringens der Tinte auf das Aufzeichnungsmaterial mit einem Tintenstrahlsystem, wodurch das färbende Material in der Tinte auf dem Aufzeichnungsmaterial durch die Wirkung der Reaktionslösung agglommeriert oder geliert. So können hoch qualitative Bilder mit hoher Dichte und verbesserter Farbentwicklungsleistung ohne Farbausblutung oder Durchschlagen des färbenden Materials auf die Rückseite des Ausdruckes erhalten werden. Das heißt, es wird verhindert, dass sich bei der erfindungsgemäßen Reaktionslösung die Lösungseigenschaften im Laufe der Zeit verändern, so dass keine signifikante Veränderung der Reaktivität der Reaktionslösung mit der Tinte vonstatten geht, wenn die Reaktionslösung gelagert wird, und die Reaktionslösung verursacht keine Probleme, was die Benetzungseigenschaften im Bezug auf relevante Elemente der eingesetzten Geräte betrifft, und weist so eine hervorragende Lagerstabilität auf, was es möglich macht, hoch qualitative Bilder in zuverlässiger Weise zu erhalten, wie vorstehend beschrieben.
Die erfindungsgemäße Reaktionslösung kann auf das Aufzeichnungsmaterial wie die Tinte selbst durch das Tintenstrahlaufzeichnungssystem oder durch Beschichten des Aufzeichnungsmaterials mit der erfindungsgemäßen Reaktionslösung unter Verwendung einer Walze oder dergleichen aufgebracht werden. Letzteres ist bevorzugt, weil es unabhängig von den Abgabeeigenschaften der Reaktionslösung durchgeführt werden kann.
Die Menge der auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebrachten Reaktionslösung kann angemessen eingestellt werden abhängig von Typ und Menge des polyvalenten Metallions in der Reaktionslösung wie auch von Typ und Menge der Tinte, die mit der Reaktionslösung umgesetzt werden soll, liegt aber bevorzugt bei 0,5 g/m² bis 10 g/m² im Hinblick auf die Einheitlichkeit farbgefüllter Bildflächen und die Fixiereigenschaften der sich ergebenden Bilder des aufgezeichneten Materials. Sie liegt weiter bevorzugt in einem Bereich von mehr als 2 g/m² bis 5 g/m².
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
1 zeigt ein Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.
Dieses Bildgebungsgerät setzt ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem vom seriellen Typ ein und umfasst einen Aufzeichnungskopf 1, eine Blattzufuhrkassette 16, die integral aus einem Blattzufuhrfach 17 zum Zuführen eines Aufzeichnungsmaterials 19 (im Folgenden auch als Aufzeichnungspapier bezeichnet) und einer Einrichtung zum Aufbringen der erfindungsgemäßen Reaktionslösung besteht, eine Antriebseinrichtung, die dazu dient, den Aufzeichnungskopf in beide Richtungen senkrecht zur Richtung, in der das Aufzeichnungspapier transportiert wird, zu bewegen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebs dieser Elemente.
Der Aufzeichnungskopf 1 ist auf einem Wagen 2 derart montiert, dass die Fläche, auf der die Tintenabgabeöffnungen bereitgestellt sind, der Platte 11 gegenüber angeordnet ist. Der Aufzeichnungskopf 1 umfasst die Tintenabgabeöffnungen, die vorstehend beschrieben wurden, elektrothermische Konverter (zum Beispiel Heizelemente), um die Tinte zu erhitzen, und einen Träger, der sie trägt (nicht dargestellt). Darüber hinaus weist der Aufzeichnungskopf 1 eine Tintenpatrone auf, die in einer Halterung installiert ist, der im oberen Bereich desselben angeordnet ist.
Auf dem Wagen 2 ist der Aufzeichnungskopf 1 montiert und kann sich beide Richtungen entlang zweier Leitstangen 9 bewegen, die sich parallel entlang der Breitenrichtung des Aufzeichnungspapiers 19 erstrecken. Zusätzlich wird der Aufzeichnungskopf 1 angesteuert, um Tintentröpfchen auf das Aufzeichnungspapier 19 im Gleichtakt mit der in beide Richtungen laufenden Wagenbewegung abzugeben, um ein Bild herzustellen.
Die Papierzufuhrkassette 16 ist vom Hauptkörper des Bildgebungsgerätes abnehmbar. Die Blätter des Aufzeichnungspapiers 19 sind auf dem Papierzufuhrkorb 17 in der Blattzufuhrkassette 16 gestapelt. Zum Zeitpunkt der Papierzufuhr wird das oberste Blatt durch eine Feder 18, welche die Blattzufuhrschublade 17 nach oben presst, gegen eine Blattzufuhrwalze 10 gedrückt. Diese Blattzufuhrwalze 10 ist im Querschnitt fast halbkreisförmig und wird durch einen Motor (nicht dargestellt) so gedreht, dass sie nur das oberste Aufzeichnungspapier 19 mit einer Trennkralle (nicht dargestellt) zuführt.
Das getrennt zugeführte Aufzeichnungspapier 19 wird entlang einer Leitoberfläche 16A der Blattzufuhrkassette 16 und einer Leitoberfläche 27A einer Papierleitvorrichtung 27 durch die Wirkung einer Zwischenwalze 12 mit großem Durchmesser und einer Beschichtungswalze 6 mit kleinem Durchmesser, die gegen die Zwischenwalze 12 gedrückt wird, transportiert. Diese Leitoberflächen sind zu einem Bogen geformt, der konzentrisch zur Zwischenwalze 12 angeordnet ist. So wird das Aufzeichnungspapier 19 entlang dieser Leitoberflächen 16A und 27A so transportiert, dass es seine Transportrichtung umkehrt. Das heißt, die Druckseite des Aufzeichnungspapiers 19 weist nach unten, bis es von der Blattzufuhrschublade 17 her die Zwischenwalze 12 erreicht, weist aber nach oben, wenn das Aufzeichnungspapier 19 dem Aufzeichnungskopf 1 gegenüber liegt. So zeigt die Druckseite des Aufzeichnungspapiers immer aus dem Bildgebungsgerät heraus.
Die Einrichtung zum Aufbringen der Reaktionslösung wird in der Papierzufuhrkassette 16 bereitgestellt und umfasst einen Vorratstank 22 zum Bereitstellen einer Reaktionslösung 15, die Aufbringwalze 13, die drehbar gelagert ist und deren umlaufende Oberfläche teilweise in den Tank 22 eingetaucht ist, und die Beschichtungswalze 6, die parallel zur und in Kontakt mit der Versorgungswalze 13 angeordnet ist, wobei sie sich in die gleiche Richtung dreht. Weiter ist die Beschichtungswalze 6 so angeordnet, dass ihre umlaufende Oberfläche in Kontakt mit und parallel zur Zwischenwalze 12, die das Aufzeichnungspapier 19 transportiert, angeordnet ist. So drehen sich, wenn das Aufzeichnungspapier 19 transportiert wird, die Zwischenwalze 12 und die Beschichtungswalze 6 in Verbindung mit der Drehung der Zwischenwalze 12. Als Ergebnis wird die Reaktionslösung 15 durch eine Versorgungswalze 13 auf die umlaufende Oberfläche der Beschichtungswalze 6 aufgebracht, und die Reaktionslösung wird einheitlich durch die Beschichtungswalze 6 auf die Druckseite des Aufzeichnungspapiers 19 aufgebracht, das zwischen der Beschichtungswalze 6 und der Zwischenwalze 12 geführt wird.
Zusätzlich ist das Bildgebungsgerät mit einem Schwimmer 14 im Versorgungstank 22 versehen. Dieser Schwimmer 14 weist ein kleineres spezifisches Gewicht als die Reaktionslösung 15 auf und schwimmt auf der Oberfläche der Reaktionslösung, wodurch es möglich ist, die Restmenge der Reaktionslösung von außen durch ein Niveauanzeigefenster 21, das aus einem durchsichtigen Element besteht, visuell zu prüfen.
2 zeigt einen Niveaumesser in Vorderansicht. Bei diesem Niveaumesser wird ein Zeiger, der das Niveau der Reaktionslösung anzeigt, entlang der Längsrichtung des Niveauanzeigefensters 21 bereitgestellt. In dieser Zeichnung ist der Tank mit der Reaktionslösung ganz gefüllt, wenn der Pegel der Reaktionslösung oder der Schwimmer 14 die Position erreicht, die als „voll" bezeichnet ist. Wenn sich auf der anderen Seite das Niveau der Reaktionslösung oder der Schwimmer 14 an der Position, die als „nachfüllen" bezeichnet ist, befindet, zeigt dies an, dass das Niveau der Reaktionslösung niedrig ist. So kann man leicht wissen, dass die Reaktionslösung nachgefüllt werden sollte, wenn man sieht, dass das Niveau der Reaktionslösung 15 allmählich sinkt und der Schwimmer 14 die „nachfüllen"-Linie erreicht.
Um die Reaktionslösung nachzufüllen, wird die Blattzufuhrkassette 16 aus dem Hauptkörper des Bildgebungsgerätes herausgezogen und die Spitze einer Injektionsspritze 23 in einen Einlass 20, der aus einem Spaltgummielement besteht, eingeführt, um die Reaktionslösung in den Vorratstank 22 einzuleiten, wie es in 3 dargestellt ist.
Auf diese Weise wird das Aufzeichnungspapier, das mit der Reaktionslösung beschichtet ist, dann mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch eine Haupttransportwalze 7 und eine Andruckwalze 8, die gegen die Haupttransportwalze 7 gedrückt wird, transportiert, bis es die Aufzeichnungseinheit erreicht, wo die Tinte aus dem Aufzeichnungskopf 1 auf das Aufzeichnungspapier 19 aufgebracht wird. Das Aufzeichnungsblatt 19, das in der vorstehend beschriebenen Anordnung zugeführt und bedruckt worden ist, wird durch eine Blattabgabewalze 3 und eine Spurhaltewalze 4, die gegen die Blattabgabewalze 3 gedrückt wird, abgegeben und dann auf einem Blattausgabekorb 5 gestapelt.
Zusätzlich ist es, wenn die Reaktionslösung durch eine Walze und dergleichen aufgebracht wird, bevorzugt, dass die Viskosität der Reaktionslösung größer ist als die der Tinte im Hinblick auf die wirksame Destabilisierung der Tinte, die kleinere Aufbringmenge der Reaktionslösung und die Fixierbarkeit des aufgezeichneten Materials. Genauer gesagt verbleiben, je höher die Viskosität der Reaktionslösung ist, um so mehr polyvalente Metallionen im oberen Bereich des Aufzeichnungsmaterials, das heißt, um so wirksamer ist die Reaktion mit der Tinte.
Für die Tinte ist auf der anderen Seite eine schnellere Feststoff-/Flüssigkeitstrennung bevorzugt im Hinblick auf die Fixierbarkeit. Hier bedeutet die Feststoff-/Flüssigkeitstrennung, dass, nachdem die Tinte mit der Reaktionslösung reagiert hat, färbendes Material in der Tinte im oberen Bereich des Aufzeichnungsmaterials verbleibt, während das flüssige Medium, wie zum Beispiel ein Lösungsmittel oder Wasser, schnell in das Aufzeichnungsmaterial eindringt. Deshalb ist eine Tinte mit einer geringeren Viskosität weiter bevorzugt.
Auf der anderen Seite gibt es, wenn sowohl die Tinte als auch die erfin dungsgemäße Reaktionslösung auf das Aufzeichnungsmaterial durch das Tintenstrahlverfahren aufgebracht werden, verschiedene mögliche Reihenfolgen der Aufbringung auf das Aufzeichnungsmaterial, wie im Folgenden dargestellt, und jedes beliebige dieser Verfahren kann je nach Bedarf ausgewählt werden:

a) Die Reaktionslösung wird gedruckt, und dann wird die Tinte gedruckt.
b) Die Tinte wird gedruckt, und dann wird die Reaktionslösung gedruckt.
c) Die Tinte wird gedruckt, dann wird die Reaktionslösung gedruckt, und dann wird die Tinte gedruckt. Oder
d) die Reaktionslösung wird gedruckt, dann wird die Tinte gedruckt, und dann wird die Reaktionslösung gedruckt.

Im Hinblick auf die Aufgabe der Erfindung sind die Verfahren a) oder d), die wenigstens einen Schritt umfassen, bei dem die Reaktionslösung vor der Tinte auf das Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet wird, bevorzugt.
Ein anderes Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes ist in 4 dargestellt. In 4 stellt die Klinge 61 ein Wischelement dar, dessen eines Ende ein fixiertes Ende darstellt, das durch ein Klingenhalteelement gehalten wird, woraus es hervorragt. Die Klinge 61 wird an einer Position bereitgestellt, die dem Bereich gegenüber liegt, in dem der Aufzeichnungskopf 65 in Betrieb ist, und in diesem Beispiel wird sie derart gehalten, dass sie in den Pfad des Aufzeichnungskopfes 65 hineinragt.
Die Bezugszahl 62 bezeichnet eine Abdeckung für eine Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65, und die Abdeckung ist in einer Parkposition gegenüber der Klinge 61 angeordnet, bewegt sich in der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 65 und deckt die Tintenausstoßöffnung ab, wenn sie diese berührt. Bezugszahl 63 bezeichnet ein Tintenabsorptionselement, das gegenüber der Klinge 61 angeordnet ist und im Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes 65 derart befestigt ist, dass es wie die Klinge 61 hineinragt. Die vorstehend genannte Klinge 61, die Abdeckung 62 und das Tintenabsorptionselement 63 machen einen Ausstoßwiederherstellungsbereich 64 aus, und die Klinge 61 und das Tintenabsorptionselement 63 dienen dazu, Feuchtigkeit und Staub auf der Tintenausstoßöffnung zu entfernen.
Die Bezugszahl 65 bezeichnet einen Aufzeichnungskopf. Der Kopf enthält eine Energieerzeugungseinrichtung für den Tintenausstoß und führt die Aufzeichnung durch Ausstoßen von Tinte in Richtung auf ein Aufzeichnungsmaterial, das der Tintenausstoßöffnung gegenüber angeordnet ist, durch. Die Bezugszahl 66 bezeichnet einen Wagen zum Tragen des Aufzeichnungskopfes 65, um diesen zu bewegen. Der Wagen 66 ist mit einer Leitstange 67 in gleitender Weise verbunden, und ein Teil des Wagens 66 ist mit einem Band 69 (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden, das durch einen Motor 68 angetrieben wird. So kann der Wagen 66 entlang der Leitstange 67 bewegt werden, und der Aufzeichnungskopf 65 kann im Aufzeichnungsbereich und in seinen Nachbarbereichen bewegt werden. Die Bezugszahl 51 bezeichnet einen Aufzeichnungsmaterialzufuhrbereich zum Einführen eines Aufzeichnungsmaterials, und die Bezugszahl 52 bezeichnet eine Papierzufuhrwalze, die durch einen Motor angetrieben wird, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Mit einer solchen Anordnung wird das Aufzeichnungsmaterial auf die Position gegenüber der Tintenausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65 zugeführt und im Laufe des Aufzeichnungsprozesses zu einem Papierausgabebereich transportiert, der mit einer Papierausgabewalze 53 versehen ist. In der vorstehend beschriebenen Anordnung zieht sich die Abdeckung 62 des Ausstoßwiederherstellungsbereiches 64 aus dem Bewegungspfad des Aufzeichnungskopfes zurück, während der Aufzeichnungskopf nach der Aufzeichnung zu seiner Parkposition zurückkehrt, aber die Klinge 61 ragt in den Bewegungspfad hinein. Als Ergebnis wird die Tintenausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65 abgewischt. Wenn die Abdeckung 62 in Kontakt mit der Ausgabeöffnungsfläche des Aufzeichnungskopfes 65 kommt, um sie abzudecken, bewegt sich die Abdeckung 62 so, dass sie in den Pfad der Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 hineinragt. Wenn der Aufzeichnungskopf 65 aus seiner Parkposition in die Position, an der die Aufzeichnung begonnen wird, bewegt wird, sind die Abdeckung 62 und die Klinge 61 in den gleichen Positionen wie die Wischposition, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Als Ergebnis wird die Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes 65 auch zum Zeitpunkt dieser Bewegung abgewischt.
Die vorstehend genannte Bewegung des Aufzeichnungskopfes 65 in seine Parkposition wird nicht nur durchgeführt, wenn die Aufzeichnung fertig ist oder zur Ausstoßwiederherstellung, sondern auch, wenn der Aufzeichnungskopf 65 zum Aufzeichnen in den Aufzeichnungsbereich bewegt wird, das heißt, er bewegt sich zur Parkposition gegenüber dem Aufzeichnungsbereich zu festgelegten Intervallen während der Aufzeichnung, um so die Ausstoßöffnungsfläche bei dieser Bewegung abzuwischen.
Tinteneigenschaften: Tintenstrahlabgabeeigenschaften, Eindringfähigkeit ins Aufzeichnungsmaterial
Der erfindungsgemäße Tintensatz ist besonders geeignet für die Tintenstrahlaufzeichnung. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren schließen ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem mechanische Energie auf die Tinte ausgeübt wird, um Flüssigkeitströpfchen abzugeben, und ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem Wärmeenergie in die Tinte eingebracht wird, um die Tinte aufzuschäumen, um Flüssigkeitströpfchen abzugeben, ein, und die erfindungsgemäße Tinte kann durch diese Aufzeichnungsverfahren abgegeben werden. in diesem Fall ist die erfindungsgemäße Tinte, wie sie vorstehend beschrieben wurde, bevorzugt in der Lage, aus einem Tintenstrahlkopf abgegeben zu werden. Was die Eigenschaften der Tinte betrifft, ist es bevorzugt, dass zum Beispiel die Viskosität zwischen 1 und 15 mPa·s liegt und die Oberflächenspannung 25 mN/m (dyn/cm) oder mehr beträgt, und es ist besonders bevorzugt, dass die Viskosität 1 bis 5 mPa·s beträgt und die Oberflächenspannung 25 bis 50 mN/m (dyn/cm) beträgt im Hinblick auf die Abgabefähigkeit aus dem Tintenstrahlkopf. Darüber hinaus ist es, da die erfindungsgemäße Reaktionslösung nur mit einer spezifischen Tinte auf dem Aufzeichnungsmaterial, wie zum Beispiel Papier, reagieren soll, bevorzugt, dass die Oberflächenspannung der Reaktionslösung in einem Bereich liegt, der es der Reaktionslösung erlaubt, aus dem Tintenstrahlkopf abgegeben zu werden, und auch größer ist als die der Tinte, die durch die Reaktionslösung destabilisiert werden soll, so dass die Reaktionslösung sich nicht auf andere Flächen als den Aufzeichnungsflächen, die durch die Tinte eingenommen werden, verteilt.
Tintenpatrone
5 zeigt ein Beispiel einer Tintenpatrone zum Aufbewahren von Tinte zum Zuführen dieser Tinte zum Aufzeichnungskopf durch ein Tintenzufuhrelement, wie zum Beispiel einer Röhre. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 40 ein Element, das die Tintepatrone 45 ausmacht, nämlich einen Tintenaufbewahrungsbereich, wie zum Beispiel einen Tintenbeutel, dessen Spitze mit einem Gummistopfen 42 versehen ist. Die Tinte im Tintenbeutel 40 kann dem Aufzeichnungskopf zugeführt werden, indem eine Nadel (in der Zeichnung nicht dargestellt) in den Stopfen 42 eingeführt wird. Die Bezugszahl 44 bezeichnet ein Tintenabsorptionselement zum Aufnehmen von Abfalltinte. Was den Tintenaufbewahrungsbereich betrifft, besteht seine Oberfläche, die in Kontakt mit der Tinte steht, bevorzugt aus Polyolefin und insbesondere aus Polyethylen. Eine solche Patrone ist so aufgebaut, dass diese Patrone am Aufzeichnungskopf 901 angebracht und von ihm abgenommen werden kann, der die Tinte oder Reaktionslösung abgibt, und die Tinte oder die Reaktionslösung wird dem Aufzeichnungskopf 901 zugeführt, wenn die Patrone 45 auf den Aufzeichnungskopf montiert wird.
Beispiele
Die Erfindung wird im Folgenden genauer beschrieben unter Verwendung von Beispielen und Vergleichsbeispielen, aber die Erfindung ist nicht auf die im Folgenden beschriebenen Beispiele begrenzt, solange es keine Abweichung vom substantiellen Inhalt der Erfindung gibt. Darüber hinaus bedeutet „%" „Gew.-%", soweit nicht anders angegeben.
Reaktionslösungen
Komponenten, die im Folgenden beschrieben sind, wurden gemischt, ausreichend gerührt und aufgelöst, und diese Lösung wurde unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 0,2 μm (hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) filtriert, um die Reaktionslösungen 1 bis 11 herzustellen.
Der Ka-Wert jeder Reaktionslösung wurde gemessen unter Verwendung des „dynamischen Permeabilitätsprüfgerätes S'' (hergestellt von Toyo Seiki Seisa kusho, Ltd.) für Flüssigkeit mit Hilfe des Bristow-Verfahrens mit „Canon PB-Papier" als Aufzeichnungsmaterial. Die Viskosität und der pH-Wert einer jeden Reaktionslösung und Tinte wurden bestimmt unter Verwendung eines Viskosimeters („Viskosimeter RE-80L", hergestellt von Toki Sangyo Co., Ltd.) und eines pH-Messgerätes („pH-Meter F-21", hergestellt von Horiba Ltd.), und die Messungen wurden bei 25°C durchgeführt.
Reaktionslösung 1
Reaktionslösung 2
Reaktionslösung 3
Reaktionslösung 4
Reaktionslösung 5
Reaktionslösung 6
Reaktionslösung 7
Reaktionslösung 8
Reaktionslösung 9
Reaktionslösung 10
Reaktionslösung 11
Die Ka-Werte, die Viskositäten und die pH-Werte der vorstehend genannten Reaktionslösungen 1 bis 11 sind in Tabelle 1 dargestellt. Der Ka-Wert der Reaktionslösung 8 war zu klein, um ihn zu bestimmen.
Tabelle 1
Cyanblaue Pigmentdispersion
10 Teile Pigment (C.I. Pigmentblau 15:3 (Handelsname „Fastgen Blue FGF", hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), 20 Teile anionisches Polymer P-1 (Copolymer aus Styrol und Acrylsäure, Säurewert 200, gewichtsmittleres Molekulargewicht 10000, wässrige Lösung mit einem Feststoffgehalt von 10%, Neutralisationsmittel: Kaliumhydroxid) und 70 Teile reines Wasser wurden gemischt und in einer Vertikalsandmühle vom Chargentyp (hergestellt von Imex Co., Ltd.) gegeben, wonach 150 Teile Zirkoniumoxidperlen mit einem Durchmesser von 0,3 mm zugegeben wurden, und die Mischung wurde 5 Stunden lang unter Wasserkühlung dispergiert. Diese Dispersion wurde zentrifugiert, um grobe Teilchen zu entfernen, wodurch schließlich eine Pigmentdispersion C erhalten wurde, deren Feststoffgehalt etwa 12% betrug und deren gewichtsmittlere Teilchengröße etwa 100 nm betrug.
Cyanblaue Tintenzusammensetzung
Komponenten, die im Folgenden beschrieben sind, wurden gemischt, ausreichend gerührt und aufgelöst, und diese Lösung wurde unter Druck durch einen Mikrofilter mit einer Porengröße von 3,0 μm (hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) filtriert, um eine cyanblaue Tintenzusammensetzung herzustellen. Der pH-Wert der sich ergebenden cyanblauen Tinte betrug 7,4, und die Viskosität betrug 2,5 mPa·s.
Die vorstehend beschriebenen Reaktionslösungen und die vorstehend beschriebene Tinte wurden verwendet, um Bilder zu erzeugen, um eine Bewertung durchzuführen. Die Beschichtung einer Oberfläche eines Aufzeichnungspapiers mit einer Reaktionslösung wurde unter Verwendung einer Beschichtungswalze durchgeführt, und sofort danach wurde die Tinte aufgebracht unter Verwendung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes „BJS700" (hergestellt von Canon Inc.) mit einem Mehrfachaufzeichnungskopf vom Auf-Abruf-Typ, der gemäß den Aufzeichnungssignalen Wärmeenergie in die Tinte einbringt, um die Tinte auszugeben. Dabei wurden die Walzengeschwindigkeit und der Kontaktdruck der Walze auf das Aufzeichnungsmaterial so eingestellt, dass eine Beschichtungsmenge von 2,4 g/m² erhalten wurde. Als Aufzeichnungsmaterial wurde „Canon PB-Papier" verwendet. Die Bewertungspunkte sind im Folgenden dargestellt.
Beschichtungseinheitlichkeit
Vollflächiges Drucken wurde durchgeführt, um eine Bewertung im Bezug auf die Einheitlichkeit durch visuelle Betrachtung durchzuführen.
Bewertungskriterien:

AA: Keine uneinheitliche Beschichtung wurde beobachtet, die Einheitlichkeit des gefüllten Bildes ist ganz hoch.
A: Eine uneinheitliche Beschichtung wird zu einem bestimmten Ausmaß beobachtet, aber die Einheitlichkeit des gefüllten Bildes ist annehmbar.
C: Eine uneinheitliche Beschichtung wird klar erkennbar beobachtet.

Abriebbeständigkeit
Buchstaben (MS Block, 14 Punkt) und ein gefüllt gedrucktes Quadrat von 2 cm × 2 cm wurden gedruckt, und die bedruckten Bereiche wurden mit dem Finger gerieben, um die Abriebbeständigkeit zu bewerten.
Bewertungskriterien

A: Weder der Buchstabenbereich noch der gefüllt bedruckte Bereich wird verschmiert.
B: Der Buchstabenbereich wird nicht verschmiert, aber der gefüllt bedruckte Bereich wird verschmiert.
C: Sowohl der Buchstabenbereich als auch der gefüllt bedruckte Bereich werden verschmiert.

Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Wie vorstehend beschrieben, stellt die Erfindung eine Reaktionslösung, einen Satz aus dieser Reaktionslösung und einer Tinte, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und ein Bildaufzeichnungsverfahren, das eine solche Reaktionslösung verwendet, bereit. Die Reaktionslösung kann einheitlich auf die Oberfläche des Aufzeichnungspapiers durch Walzenbeschichtung aufgebracht werden, wodurch sich hochqualitative Farbbilder mit hoher Bilddichte ergeben, die frei sind von unregelmäßiger Dichte und Farbausbluten und die Abriebbeständigkeit aufweisen.
Eine Reaktionslösung wird verwendet für die Bildaufzeichnung mit einer Tinte, die ein färbendes Material in gelöstem oder dispergiertem Zustand enthält, um den gelösten oder dispergierten Zustand des färbenden Materials in der Tinte in Kontakt mit der Tinte zu destabilisieren, um hochqualitative und abriebbeständige Bilder bereitzustellen, wobei die Reaktionslösung wenigstens ein polyvalentes Metallion und ein nicht ionisches Polymer enthält, ihr Ka-Wert nach dem Bristow-Verfahren zwischen 1,3 ml·m^–2·ms^–1/2 und 3,0 ml·m^–2·ms^–1/2 einschließlich liegt und die Viskosität zwischen 20 mPa·s und 150 mPa·s einschließlich beträgt.

Claims

Reaktionslösung zur Verwendung im Bildaufzeichnen mit einer Tinte, die ein färbendes Material in einem aufgelösten oder dispergierten Zustand enthält, wobei die Reaktionslösung den aufgelösten oder dispergierten Zustand des färbenden Materials in der Tinte in Kontakt mit der Tinte destabilisiert, wobei die Reaktionslösung mindestens ein polyvalentes Metallion und ein nichtionisches Polymer enthält, der Ka-Wert der Reaktionslösung gemäß der Bristow-Methode von 1,3 mL·m^–2·ms^–1/2 bis einschließlich 3, 0 mL·m^–2·ms^–1/2 ist, und die Viskosität der Reaktionslösung von 20 mPa·s bis einschließlich 150 mPa·s ist.
Reaktionslösung nach Anspruch 1, wobei das polyvalente Metallion zu von 0,01 bis 10 Gewichtsprozent basierend auf der Gesamtmenge der Reaktionslösung enthalten ist.
Reaktionslösung gemäß Anspruch 1, wobei der pH der Reaktionslösung von 2 bis einschließlich 7 ist.
Satz aus einer Tinte und einer Reaktionslösung, umfassend die Tinte, die ein färbendes Material in einem aufgelösten oder dispergierten Zustand enthält, wobei die Reaktionslösung den aufgelösten oder dispergierten Zustand des färbenden Materials in der Tinte in Kontakt mit der Tinte destabilisiert, wobei die Reaktionslösung nach Anspruch 1 definiert ist.
Bildaufzeichnungsverfahren mit den Schritten: Beschichten eines Aufzeichnungsmediums mit einer Reaktionslösung, die fähig ist, den aufgelösten oder dispergierten Zustand eines färbenden Materials in einer Tinte in Kontakt mit der Tinte, die das färbende Material in einem aufgelösten oder dispergierten Zustand enthält, zu destabilisieren; und Auftragen der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium durch ein Tintenstrahlverfahren, wobei die Reaktionslösung nach Anspruch 1 definiert ist.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 5, wobei das polyvalente Metallion enthalten ist in einer Menge von 0,01 bis einschließlich 10 Gewichtsprozent basierend auf der Gesamtmenge der Reaktionslösung.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 5, wobei der pH der Reaktionslösung weniger als 7 ist.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 5, wobei der pH der Reaktionslösung weniger als der der Tinte ist.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 5, wobei die Viskosität der Reaktionslösung höher als die der Tinte ist.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 5, wobei das Beschichten der Reaktionslösung auf dem Aufzeichnungsmedium durch eine Auftragswalze durchgeführt wird.
Bildaufzeichnungsverfahren nach Anspruch 10, wobei die Reaktionslösung auf dem Aufzeichnungsmedium aufgetragen wird in einer Menge von 0,5 g/m² bis einschließlich 10 g/m².
Verwendung einer Reaktionslösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einer tintenstrahlaufzeichnenden Vorrichtung, die umfasst einen aufzeichnenden Kopf (1) zum Ausstoßen einer Tinte, die ein färbendes Material in einem aufgelösten oder dispergierten Zustand enthält, eine Tintenkartusche mit einer Tintenaufbewahrungseinheit, die die Tinte enthält, eine Tintenzuführungseinrichtung zum Zuführen der Tinte aus der Tintenkartusche zum aufzeichnenden Kopf, und eine Einrichtung zum Zuführen der Reaktionslösung (15), die den aufgelösten oder dispergierten Zustand des färbenden Materials in der Tinte in Kontakt mit der Tinte destabilisiert.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Menge des polyvalenten Metallions von 0,01 bis einschließlich 10 Gewichtsprozent basierend auf der Gesamtmenge der Reaktionslösung ist.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei der pH der Reaktionslösung von 2 bis einschließlich 7 ist.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei der pH der Reaktionslösung niedriger als der der Tinte ist.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Viskosität der Reaktionslösung höher als die der Tinte ist.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei die tintenstrahlaufzeichnende Vorrichtung umfasst eine Auftragswalze (6) zum Aufbringen der Reaktionslösung (15) auf ein Aufzeichnungsmedium (19).
Verwendung nach Anspruch 17, wobei die Reaktionslösung auf das Aufzeichnungsmedium in einer Menge von 0,5 g/m² bis einschließlich 10 g/m² aufgebracht wird.