Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck,
bei dem unten benutzt werden, die aus mindestens einem Farbstoff und einer Tintenflüssigkeit
bestehen, sowie Beschichtungsmassen zur Herstellung solcher Materialien. Insbesondere
bezieht sie sich auf Aufzeichnungsmaterialien, bei denen das darauf aufgezeichnete
Bild in Aufsicht oder Durchsicht betrachtet wird und welche aus einem Träger und mindestens
zwei darauf aufgebrachten Schichten bestehen.
Stand der Technik
[0002] Beim Tintenstrahldruck werden Tröpfchen einer Aufzeichnungsflüssigkeit (Tinte) auf
die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials mittels unterschiedlicher Methoden aufgetragen.
Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Verfahrensvarianten, den kontinuierlichen
und den nichtkontinuierlichen Tintenstrahldruck.
Beim kontinuierlichen Tintenstrahldruck wird ein Tintenstrahl unter Druck aus einer
Düse ausgestossen, der sich in einem gewissen Abstand von der Düse aufgrund der Oberflächenspannung
in einzelne mikroskopisch kleine Tröpfchen auflöst. Die einzelnen Tröpfchen werden
elektrisch aufgeladen und durch Ablenkplatten, die durch die digitalen Signale gesteuert
werden, auf die Tintenaufnahmeschicht plaziert oder in einen Auffangbehälter abgelenkt.
Beim nichtkontinuierlichen Tintenstrahldruck, dem sogenannten "Drop-on-Demand"-Verfahren,
löst das Bildsignal einen Impuls aus, der das Tröpfchen aus der Düse ausstösst. Heute
wird bei den Tintenstrahldruckern vorwiegend das thermische Verfahren (Thermal Ink
Jet oder Bubble Jet) verwendet. Dabei aktiviert das Bildsignal ein Heizelement, wodurch
in der wässrigen Tinte eine Dampfblase entsteht, die das Tröpfchen aus einer Düse
ausstösst. In neuester Zeit wird wieder vermehrt der piezoelektrische Effekt benutzt,
um die Tröpfchen mechanisch aus einer Düse auszustossen.
Die heute erhältlichen Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck erfüllen
nicht alle an sie gestellten Anforderungen, insbesondere besteht die Notwendigkeit,
das Tintenaufnahmevermögen, die Tintenaufnahmegeschwindigkeit, die Trocknungsgeschwindigkeit,
die Bildqualität sowie die Licht- und Wasserbeständigkeit weiter zu verbessern.
An Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck, insbesondere für sogenannte
"Photo-Feel"-Materialien, werden hohe Ansprüche gestellt. "Photo-Feel" bedeutet, dass
sich ein solches Tintenstrahldruckbild wie ein Bild auf einem photographischen Silberhalogenidmaterial
anfühlt. Das erzeugte Bild muss die folgenden Eigenschaften aufweisen:
- Hohe Auflösung
- Hohe Farbdichte
- Gute Farbwiedergabe
- Gute Wischfestigkeit
- Gute Wasserfestigkeit
- "Photo-Feel"
- Hohe Lichtechtheit
- Keine Klebrigkeit
[0003] Um dies zu erreichen, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
1. Die Tinte muss vom Aufzeichnungsmaterial rasch absorbiert werden, um kurze Trocknungszeiten
zu erreichen.
2. Die aufgespritzten Tintentröpfchen müssen auf dem Aufzeichnungsmaterial möglichst
kreisförmig und genau begrenzt auseinanderlaufen.
3. Die Tintenausbreitung im Aufzeichnungsmaterial darf nicht zu hoch sein, damit der
Durchmesser der Farbpunkte nicht mehr als unbedingt nötig vergrössert wird.
4. Ein Tintenpunkt darf beim Überlappen mit einem vorher aufgebrachten Tintenpunkt
diesen nicht beeinträchtigen oder verwischen.
5. Das Aufzeichnungsmaterial muss eine Oberfläche aufweisen, die eine hohe Dichte
und Brillanz der Farben ermöglicht und den "Photo-Feel" zeigt.
6. Das Aufzeichnungsmaterial muss vor und nach dem Bedrucken hervorragende physikalische
Eigenschaften aufweisen.
[0004] Es handelt sich zum Teil um sich widersprechende Anforderungen, z. B. bedeutet eine
zu schnelle Tintenaufnahme häufig eine Beeinträchtigung der Wischfestigkeit. Ebenfalls
bringt eine "Photo-Feel"-Oberfläche die Gefahr mit sich, dass bedruckte Bilder in
Zeigetaschen kleben. Beim Nasskleben bildet sich zwischen der Oberfläche des Bildes
und der Zeigetasche bei der Lagerung ein Flüssigkeitsfilm aus Tintenbestandteilen,
was zu Fleckigkeit, Farbstoffübertragung auf die Folie und im Extremfall sogar zu
einem Abriss der auf den Träger gegossenen Schichten bei der Trennung führen kann.
Beim Trockenkleben, das nur bei Abwesenheit des Nassklebens von Bedeutung ist, erhöht
sich die Haftung zwischen dem Bild und der Zeigetasche, was sich in einem Knistergeräusch
bei der Trennung und Schichtverletzungen äussert.
Die zunehmende Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Tintenstrahldruckern, die immer
höhere Aufzeichnungsgeschwindigkeiten ermöglichen, wirkt sich bei der Erfüllung der
oben genannten Anforderungen erschwerend aus.
Ausgehend von den an das Aufzeichnungsmaterial gestellten Forderungen werden trotzdem
Wege gesucht, die zu einem Bild mit möglichst hoher Farbdichte bei möglichst hoher
Wischfestigkeit, kurzer Trocknungszeit und "Photo-Feel" ohne Folienkleben führen.
Die besten Eigenschaften werden mit Aufzeichnungsmatenalien erreicht, bei denen auf
einem Träger neben mindestens einer Tintenaufnahmeschicht mindestens eine Absorptionsschicht
aufgebracht ist.
Aufzeichnungsmaterialien mit "Photo-Feel" besitzen im allgemeinen einen Träger, der
keine Flüssigkeit aufnehmen kann, wie Polyesterfilm oder polyethylenbeschichtetes
Papier. Dies hat jedoch lange Trocknungszeiten zur Folge.
Eines der Erfordernisse für eine rasche Trocknung ist, dass die Tintenflüssigkeit
schnell von der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials wegfliessen kann und unterhalb
der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials fixiert wird.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck
anzugeben, das gleichzeitig einen hohen Glanz, "Photo-Feel" ohne Folienkleben und
eine kurze Trocknungszeit für die Tintenflüssigkeit aufweist, sowie hohe Farbdichte
und gute Auflösung zeigt.
Zusammenfassung der Erfindung
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Aufzeichnungsmaterial, das zwischen einem Träger
und einer oder mehreren Tintenaufnahmeschichten neben allfälligen Hilfsschichten mindestens
eine gelatinehaltige Absorptionsschicht zur Fixierung der Tintenflüssigkeit aufweist,
die micellbildende Verbindungen in einer Menge von 10 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent
bezogen auf Gelatine enthält.
Die Erfindung bezieht sich auf Aufzeichnungsmaterialien, die in beiden Tintenstrahldruck-Verfahren
verwendet werden können.
Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von Aufzeichnungsmaterialien für den
Tintenstrahldruck, die neben einem hohen Tintenaufnahmevermögen verbunden mit einer
raschen Tintenaufnahme eine hervorragende Bildqualität aufweisen, eine kurze Trocknungszeit
besitzen und "Photo-Feel" zeigen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, solche Aufzeichnungsmaterialien mit "Photo-Feel"
herzustellen, dass die einzelnen bedruckten Blätter auch bei hoher Luftfeuchtigkeit
nicht zusammenkleben, in Zeigetaschen ohne Nass- oder Trockenkleben gelagert werden
können und die Bildqualität auch bei langer Lagerung nicht beeinträchtigt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf verbesserte Aufzeichnungsmaterialien
mit ausgezeichneter Bildqualität, hohem Tintenaufnahmevermögen und kurzer Trocknungszeit.
Insbesondere werden Aufzeichnungsmaterialien mit "Photo-Feel" für den Tintenstrahldruck
gesucht, bei denen die darauf hergestellten Bilder eine gute Wischfestigkeit aufweisen
und bei denen das Bild auch im Kontakt mit Wasser oder Licht nicht verändert oder
zerstört wird.
Die Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung näher erläutert.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
[0006] Die Erfindung beschreibt Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck, die
zwischen einem Träger und einer Tintenaufnahmeschicht neben allfällig notwendigen
Hilfsschichten mindestens eine gelatinehaltige Absorptionsschicht aufweisen, die micellbildende
Verbindungen enthält.
Als micellbildende Verbindungen werden Salze von verzweigten oder unverzweigten Alkylsulfaten
der Formel C
nH
2n+1OSO
3H, worin n einen Wert zwischen 5 und 25 annimmt;
Salze von verzweigten oder unverzweigten Alkylphosphaten der Formel C
nH
2n+1OPO
3H
2, worin n einen Wert zwischen 5 und 25 annimmt;
substituierte Phenole der allgemeinen Formel (I)
worin n einen Wert zwischen 18 und 50 annimmt;
oder Salze von substituierten Phenolen der allgemeinen Formel (II)
worin n einen Wert zwischen 5 und 55 annimmt; verwendet.
Bevorzugt sind Salze von unverzweigten Alkylsulfaten der Formel C
nH
2n+1OSO
3H, worin n einen Wert zwischen 8 und 16 annimmt, sowie Salze von unverzweigten Alkylphosphaten
der Formel C
nH
2n+1OPO
3H
2, worin n einen Wert zwischen 8 und 20 annimmt.
Besonders bevorzugt ist das Alkylsulfat der Formel C
12H
25OSO
3-M
+, worin M ein Metallkation wie Na, K, Mg/2, Ca/2, Ba/2, La/3 usw. bedeutet.
[0007] Die Absorptionsschicht enthält die micellbildenden Verbindungen in einer Menge von
10 bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf Gelatine. Bevorzugt werden Mengen von 15 bis
45 Gewichtsprozent bezogen auf Gelatine. Besonders bevorzugt werden Mengen von 20
bis 40 Gewichtsprozent bezogen auf Gelatine.
Als hauptsächliches Bindemittel enthalten die Absorptionsschichten Gelatine. Es können
alle bekannten Gelatinetypen verwendet werden, wie saure Schweinehautgelatine oder
alkalische Knochengelatine, sauer oder basisch hydrolysierte Gelatinen, wie auch substituierte
Gelatinen, z. B phthalierte, acetylierte oder carbamoylierte Gelatine, oder mit Trimellithsäureanhydrid
umgesetzte Gelatine. Bevorzugt als Gelatine ist eine alkalisch abgebaute Knochengelatine.
Die Absorptionsschicht kann neben Gelatine noch andere Polymere wie z. B. Kasein,
Stärke, Gummi arabicum, Natrium- oder Kaliumalginat, Hydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose,
Carboxymethylcellulose, α-, β- oder γ-Cyclodextrin, Polyvinylalkohol, Copolymere von
Vinylalkohol und Vinylamin, Polyvinylpyrrolidon usw. in Mengen bis 30 Gewichtsprozent
bezogen auf Gelatine enthalten.
Die Absorptionsschicht besitzt vorteilhaft eine Trockenschichtdicke zwischen 3 µm
und 20 µm. Besonders bevorzugt ist eine Trockenschichtdicke zwischen 5 µm und 15 µm.
Ein erfindungsgemässes Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck enthält in
der Regel auf einem Träger oberhalb der Absorptionsschicht mindestens eine Tintenaufnahmeschicht
sowie gegebenenfalls weitere Hilfsschichten.
Eine grosse Vielfalt an Trägern ist bekannt und wird auch eingesetzt. So können alle
Träger, die bei der Herstellung von photographischen Materialien verwendet werden,
eingesetzt werden. Verwendet werden z. B. transparente Träger aus Celluloseestem wie
Cellulosetriacetat, Celluloseacetat, Cellulosepropionat, oder Celluloseacetat / butyrat,
Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polyamide, Polycarbonate, Polyimide, Polyolefine,
Polyvinylacetale, Polyether, Polyvinylchlorid und Polyvinylsulfone. Bevorzugt werden
Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat wegen ihrer ausgezeichneten Dimensionsstabilität.
Bei den in der photographischen Industrie eingesetzten opaken Trägern können z. B.
Barytpapier, mit Polyolefinen beschichtete Papiere, weissopake Polyester wie z. B.
Melinex® der Firma ICI eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind polyolfinbeschichtete
Papiere oder weissopaker Polyester.
Es ist vorteilhaft, diese Träger, insbesondere Polyester, vor dem Beguss mit einer
Substrierschicht zu versehen, um die Haftung der Tintenaufnahmeschichten auf dem Träger
zu verbessern. Solche Substrierschichten sind in der photographischen Industrie wohlbekannt
und enthalten z. B. Terpolymere aus Vinylidenchlorid, Acrylnitril und Acrylsäure oder
aus Vinylidenchlorid, Methylacrylat und Itaconsäure.
Ebenfalls als Träger können unbeschichtete Papiere verschiedener Typen verwendet werden,
die in ihrer Zusammensetzung und in ihren Eigenschaften grosse Unterschiede aufweisen
können. Pigmentierte Papiere und
cast coated" Papiere können ebenfalls verwendet werden, wie auch Metallfolien z. B.
aus Aluminium.
Die Tintenaufnahmeschicht kann entweder eine Monoschicht oder eine Mehrfachschicht
sein. Sie kann Bindemittel, farbfixierende Verbindungen, Pigmente, Füllstoffe und
andere Hilfsmittel wie beispielsweise Dispergatoren, Härtungsmittel, Entschäumer oder
pH-Regulatoren enthalten. Bei den Tintenaufnahmeschichten handelt es sich meistens
um hydrophile Beschichtungen, die besonders gut für die Aufnahme der wässrigen Tinten
geeignet sind.
Farbfixierende Verbindungen sind beispielsweise quaternäre Ammoniumpolymere wie z.
B. Salze von Polyammoniummethacrylat oder Polydiallylmethylammonium oder Salze mit
mindestens zweiwertigen Metallkationen, insbesondere Metallsalze der Seltenen Erden.
Als Bindemittel können wasserlösliche Polymere verwendet. Besonders bevorzugt sind
filmbildende Polymere.
Die wasserlöslichen Polymere umfassen z. B. natürliche oder daraus hergestellte modifizierte
Verbindungen wie Albumin, Gelatine, Kasein, Stärke, Gummi arabicum, Natrium- oder
Kaliumalginat, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, α-, β- oder γ-Cyclodextrin
usw. Wenn eines der wasserlöslichen Polymere Gelatine ist, so können alle bekannten
Gelatinetypen verwendet werden, wie saure Schweinehautgelatine oder alkalische Knochengelatine,
sauer oder basisch hydrolysierte Gelatinen, wie auch substituierte Gelatinen, z. B.
phthalierte, acetylierte oder carbamoylierte Gelatine, oder mit Trimellithsäureanhydrid
umgesetzte Gelatine. Ein bevorzugtes natürliches Bindemittel ist Gelatine.
Synthetische Bindemittel sind z. B. Polyvinylalkohol, vollständig oder teilweise verseifte
Verbindungen von Copolymeren aus Vinylacetat und anderen Monomeren; Homopolymere oder
Copolymere von ungesättigten Carbonsäuren wie (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Crotonsäure
usw.; Homopolymere oder Copolymere aus sulfonierten Vinylmonomeren wie z. B. Vinylsulfonsäure,
Styrolsulfonsäure usw. Ebenfalls können Homopolymere oder Copolymere aus Vinylmonomeren
von (Meth)acrylamid; Homopolymere oder Copolymere anderer Monomerer mit Ethylenoxid;
Polyurethane; Polyacrylamide; wasserlösliche Nylonpolymere; Polyvinylpyrrolidon; Polyester;
Polyvinyllactame; Acrylamidpolymere; substituierter Polyvinylalkohol; Polyvinylacetale;
Polymere aus Alkyl- und Sulfoalkylacrylaten und -methacrylaten; hydrolysierte Polyvinylacetate;
Polyamide; Polyvinylpyridine; Polyacrylsäure; Copolymere mit Maleinsäureanhydrid;
Polyalkylenoxide; Copolymere mit Methacrylamid und Copolymere mit Maleinsäure eingesetzt
werden. Alle diese Polymere können auch als Mischungen verwendet werden. Ein bevorzugtes
synthetisches Bindemittel ist Polyvinylalkohol.
Diese Polymere können mit wasserunlöslichen natürlichen oder synthetischen hochmolekularen
Verbindungen gemischt werden, insbesondere mit Acryllatices oder Styrolacryllatices.
Als Bindemittel eignen sich auch in organischen Lösungsmitteln lösliche Polymere wie
Polyvinylbutyral, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Melaminharze
und ähnliche.
Die oben erwähnten Polymere mit vernetzbaren Gruppen können mit Hilfe eines Vernetzers
oder Härters zu praktisch wasserunlöslichen Schichten umgesetzt werden. Solche Vernetzungen
können kovalent oder ionisch sein. Die Vernetzung oder Härtung der Schichten erlaubt
eine Veränderung der physikalischen Schichteigenschaften, wie z. B. der Flüssigkeitsaufnahme,
oder der Widerstandsfähigkeit gegen Schichtverletzungen.
Die Vernetzer und Härter werden auf Grund der zu vernetzenden Polymere ausgesucht.
Organische Vernetzer und Härter umfassen z. B. Aldehyde (wie Formaldehyd, Glyoxal
oder Glutaraldehyd); N-Methylolverbindungen (wie Dimethylolharnstoff oder Methylol-Dimethylhydantoin);
Dioxane (wie 2,3-Dihydroxydioxan); reaktive Vinylverbindungen (wie 1,3,5-Trisacryloyl-Hexahydro-s-Triazin
oder Bis-(Vinylsulfonyl)methylether), reaktive Halogenverbindungen (wie 2,4-Dichloro-6-Hydroxy-s-Triazin);
Epoxide; Aziridine; Carbamoylpyridinverbindungen oder Mischungen zweier oder mehrere
dieser erwähnten Vernetzer.
Anorganische Vernetzer und Härter umfassen z. B. Chromalaun, Aluminiumalaun oder Borsäure.
Die Schichten können auch reaktive Substanzen enthalten, die unter Einwirkung von
UV-Licht, Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen oder Wärme die Schichten vernetzten.
Die Schichten können weiter durch den Zusatz von Füllstoffen modifiziert werden. Mögliche
Füllstoffe sind z. B. Kaolin, Ca- oder Ba-Carbonate, Siliziumdioxid, Titandioxid,
Bentonite, Zeolite, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat oder kolloidales Siliciumdioxid.
Auch inerte organische Partikeln wie z. B. Kunststoffkügelchen können verwendet werden.
Diese Kügelchen können aus Polyacrylaten, Polyacrylamiden, Polystyrol oder verschiedenen
Copolymeren aus Acrylaten und Styrol bestehen.
[0008] Die verschiedenen Schichten des Aufzeichnungsmaterials im den im allgemeinen aus
wässrigen Lösungen oder Dispersionen, die alle nötigen Komponenten enthalten, gegossen.
In vielen Fällen werden Netzmittel als Begusshilfsmittel zugesetzt, um das Giessverhalten
und die Schichtgleichmässigkeit zu verbessern.
Neben ihrer Wirkung während des Giessvorgangs können diese Verbindungen auch einen
Einfluss auf die Bildqualität haben und können deshalb dementsprechend ausgewählt
werden. Obwohl solche oberflächenaktiven Verbindungen in der Erfindung nicht beansprucht
werden, bilden sie trotzdem einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung.
Zusätzlich zu den schon erwähnten Bestandteilen können die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien
zusätzliche Verbindungen enthalten, um seine Eigenschaften weiter zu verbessern, so
z. B. optische Aufheller zur Verbesserung des Weissgrades, wie z. B. Stilbene, Cumarine,
Triazine, Oxazole oder weitere dem Fachmann bekannte Verbindungen.
Zur Verbesserung der Lichtechtheit können UV-Absorber, wie z. B. Benztriazole, Benzophenone,
Thiazolidone, Oxazole, Thiazole oder weitere dem Fachmann bekannte Verbindungen verwendet
werden. Die Menge des UV-Absorbers beträgt 200 - 2000 mg / m
2, vorzugsweise 400 - 1000 mg / m
2. Der UV-Absorber kann in jede Schicht des erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterials
eingebracht werden, besonders vorteilhaft ist aber, wenn er in die oberste Schicht
eingebracht wird.
Es ist weiter bekannt, dass die im Tintenstrahldruck hergestellten Bilder durch den
Zusatz von Stabilisatoren und Antioxidantien geschützt werden können. Beispiele solcher
Verbindungen sind sterisch gehinderte Phenole, sterisch gehinderte Amine, Chromanole
usw. Die erwähnten Verbindungen können als wässrige Lösungen zu den Giesslösungen
zugesetzt werden. Falls die Verbindungen nicht genügend wasserlöslich sind, können
sie durch andere, bekannte Verfahren in die Giesslösungen eingebracht werden. So können
die Verbindungen z. B. in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie
z. B. niedere Alkohole, Glykole, Ketone, Ester, Amide gelöst werden. Es ist auch möglich,
die Verbindungen als feinkörnige Dispersionen, als Ölemulsionen, als CyclodextranEinschlussverbindungen
oder als Latex, der die Verbindung enthält, in die Giesslösung einzubringen.
[0009] Die Giesslösungen können auf verschiedene Arten auf den Träger aufgebracht werden.
Die Giessverfahren schliessen z. B. den Extrusionsguss, den Luftmesserguss, den Schlitzguss,
den Kaskadenguss und den Vorhangguss ein. Die Giesslösungen können auch mit einem
Sprühverfahren aufgebracht werden. Die verschiedenen Schichten können nacheinander
oder gemeinsam aufgebracht werden. Ein Träger kann auch beidseitig mit diesen Tintenaufnahmeschichten
begossen werden. Es ist auch möglich, auf der Rückseite eine antistatische Schicht
oder eine Schicht zur Verbesserung der Planlage aufzubringen. Das gewählte Giessverfahren
schränkt die Erfindung aber in keiner Art und Weise ein.
[0010] Tinten für den Tintenstrahldruck bestehen im wesentlichen aus einer flüssigen Trägersubstanz
und einem darin gelösten oder dispergierten Farbstoff oder Pigment. Die flüssige Trägersubstanz
für Tintenstrahldrucktinten ist im allgemeinen Wasser oder eine Mischung aus Wasser
und einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel wie Ethylenglykol, Glykole mit höherem
Molekulargewicht, Glycerin, Dipropylenglykol, Polyethylenglykol, Amide, Polyvinylpyrrolidon,
N-Methylpyrrolidon, Cyclohexylpyrrolidon, Carbonsäuren und deren Ester, Ether, Alkohole,
organische Sulfoxide, Sulfolan, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Cellosolve, Acrylate,
Polyurethane usw.
Die nichtwässrigen Tintenbestandteile dienen allgemein als Feuchthalter, Hilfslösungsmittel,
Viskositätsregler, Eindringhilfsmittel oder Trocknungsbeschleuniger. Die organischen
Verbindungen besitzen meistens einen Siedepunkt, der über dem von Wasser liegt. Tinten
für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck können weiter anorganische oder organische
Salze zur Erhöhung der Leitfähigkeit enthalten. Beispiele solcher Salze sind Nitrate,
Chloride, Phosphate, und die wasserlöslichen Salze wasserlöslicher organischer Säuren
wie Acetate, Oxalate und Citrate. Die Farbstoffe oder Pigmente, die zur Herstellung
der zusammen mit den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien verwendbaren Tinten
eingesetzt werden können, beinhalten praktisch alle bekannten Klassen dieser farbigen
Verbindungen. Typische Beispiele verwendeter Farbstoffe oder Pigment sind in der Patentanmeldung
EP 0'559'324 aufgeführt. Die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien können mit
fast allen dem Stand der Technik entsprechenden Tinten verwendet werden.
Zusätzlich können die Tinten weitere Zusätze enthalten wie oberflächenaktive Substanzen,
optische Aufheller, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, Konservierungsmittel und polymere
Verbindungen.
Die Beschreibung der unten dient nur als Illustration und ist in Bezug auf die Erfindung
in keiner Weise einschränkend.
Bildherstellung
[0011] Auf die weiter hinten beschriebenen erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien wurden
mit einem Tintenstrahldrucker HP 660C mit Originaltinten zehnstufige Farbkeile gedruckt,
wobei in Stufe 1 die Grundfarben Blaugrün, Purpur, Gelb, Rot, Grün und Blau in maximaler
Dichte gedruckt wurden und anschliessend in den Stufen 2 bis 10 die fehlenden Farben
in Schritten von 10 % hinzugedruckt wurden, so dass in Stufe 10 überall das 3K-Schwarz
(Mischung von Gelb, Purpur und Blaugrün) erhalten wurde.
Die so bedruckten Aufzeichnungsmaterialien wurden 1 Stunde bei Raumtemperatur getrocknet,
anschliessend 16 Stunden bei 22° C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert,
in Zeigetaschen der Firma 3M gelegt und die Luft zwischen der Schutzfolie und dem
Aufzeichnungsmaterial mittels eines Walzenpaares entfernt.
[0012] Zur Prüfung der hier beschriebenen erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien und
zum Vergleich mit Aufzeichnungsmaterialien des Standes der Technik wurde die beiden
folgenden Verfahren verwendet:
Nasskleben
[0013] Es wurde optisch bestimmt, bei welcher Anzahl der Farbfelder erhöhte Adhäsion oder
Verklebung zwischen Aufzeichnungsmaterial und Schutzfolie entstanden war. Die Skala
reicht von 0 (kein Kontakt, kein Folienkleben, sehr gut) bis 70 (überall Kontakt,
sehr starkes Nasskleben, sehr schlecht).
Trockenkleben
[0014] Die Zeigetaschen und das darin eingelegte Bild wurden durch leichten Zug voneinander
getrennt. Das Ausmass des Trockenklebens wird in einer Skala von 1 (kein Trockenkleben)
bis 4 (sehr starkes Trockenkleben) angegeben. In Anwesenheit von Nasskleben kann Trockenkleben
nicht beurteilt werden.
Beispiele
Beispiel 1
[0015] Auf einen transparenten Polyesterträger wurde das folgende Doppelschichtsystem AF
(A = Absorptionsschicht unten, F = Tintenaufnahmeschicht oben) (Tabelle 1) gegossen
und anschliessend 60 Minuten bei 30° C getrocknet. Als Netzmittel wurde Olin 10 G,
erhältlich bei Olin Corporation, Norwalk, USA, verwendet. Als Gelatine wurde eine
alkalisch abgebaute Knochengelatine, erhältlich bei Deutsche Gelatinefabriken, Eberbach,
Deutschland, verwendet. Als Methylhydroxypropylcellulose wurde eine Mischung von Culminal
100 und Culminal 50, beide erhältlich bei Aqualon, Wilmington, U.S.A., verwendet.
Der pH-Wert der Giesslösung für die Schicht A wurde auf 7.5, derjenige für die Schicht
F auf 9.0 eingestellt.
Tabelle 1
Komponente |
A |
F |
Gelatine (St 66060) (g / m2) |
7.0 |
2.09 |
Natriumlaurylsulfat (g / m2) |
1.4 |
|
Methylhydroxypropylcellulose (g / m2) |
|
3.13 |
Netzmittel (g / m2) |
0.15 |
0.04 |
Vergleichsbeispiele C - 1, C - 2 und C - 3
[0016] Vergleichsbeispiel C - 1 besitzt als Absorptionsschicht A eine reine Gelatineschicht
mit 8.4 g / m
2 Gelatine und als Tintenaufnahmeschicht F die gleiche Schicht wie in Beispiel 1. Dieses
Vergleichsbeispiel enthält kein Natriumlaurylsulfat.
Vergleichsbeispiel C - 2 benützt als Absorptionsschicht A eine Schicht mit der gleichen
Zusammensetzung wie die Tintenaufnahmeschicht F mit 3.36 g / m
2 Gelatine und 5.04 g / m
2 Methylhydroxypropylcellulose und als Tintenaufnahmeschicht F die gleiche Schicht
wie in Beispiel 1, d. h. die beiden Schichten haben die gleiche Zusammensetzung (wie
F von Beispiel 1). Auch dieses Vergleichsbeispiel enthält kein Natriumlaurylsulfat.
Vergleichsbeispiel C - 3 benützt als Tintenaufnahmeschicht F eine Schicht mit der
gleichen Zusammensetzung wie die Absorptionsschicht A mit 4.35 g / m
2 Gelatine und 0.87 g / m
2 Natriumlaurylsulfat und als Absorptionsschicht A die gleiche Schicht wie in Beispiel
1, d. h. die beiden Schichten haben die gleiche Zusammensetzung (wie A von Beispiel
1).
[0017] Für diese Aufzeichnungsmaterialien wurden die in Tabelle 2 aufgeführten Prüfergebnisse
erhalten:
Tabelle 2
Beispiel |
Nasskleben |
Trockenkleben |
1 |
0 |
1 |
C - 1 |
66 |
|
C - 2 |
65 |
|
C - 3 |
64 |
|
[0018] Aus Tabelle 2 ist sofort zu entnehmen, dass nur das erfindungsgemässe Beispiel 1
kein Nasskleben zeigt. Alle Vergleichsbeispiele C - 1, C - 2 und C - 3 zeigen alle
ein sehr starkes Nasskleben. Das erfindungsgemässe Beispiel 1 zeigt auch kein Trockenkleben.
Beispiel 2
[0019] Auf einen transparenten Polyesterträger wurde das folgende Doppelschichtsystem AF
(A = Absorptionsschicht unten, F = Tintenaufnahmeschicht oben) (Tabelle 3) gegossen
und anschliessend 60 Minuten bei 30° C getrocknet. Als Gelatine wurde eine alkalisch
abgebaute Knochengelatine, erhältlich bei Deutsche Gelatinefabriken, Eberbach, Deutschland,
verwendet. Der verwendete Polyvinylalkohol, erhältlich bei ALDRICH Chemie, Buchs,
Schweiz besass einen Hydrolysegrad zwischen 98 und 99 % und ein Molekulargewicht von
85'000 bis 146'000. Der pH-Wert der beiden Giesslösungen wurde auf 6.0 eingestellt.
Tabelle 3
Komponente |
A |
F |
Gelatine (St 69454) (g / m2) |
7.0 |
|
Natriumlaurylsulfat (g / m2) |
1.4 |
|
Polyvinylalkohol (g / m2) |
|
5.4 |
Olin 10 G (g / m2) |
0.15 |
0.04 |
Vergleichsbeispiele C -4 und C -5
[0020] Vergleichsbeispiel C - 4 besitzt als Absorptionsschicht A eine reine Gelatineschicht
mit 8.4 g / m
2 Gelatine und als Tintenaufnahmeschicht F die gleiche Schicht wie in Beispiel 2. Dieses
Vergleichsbeispiel enthält kein Natriumlaurylsulfat.
Vergleichsbeispiel C - 5 benützt als Absorptionsschicht A eine Schicht mit der gleichen
Zusammensetzung wie die Tintenaufnahmeschicht F mit 8.4 g / m
2 Polyvinylalkohol und als Tintenaufnahmeschicht F die gleiche Schicht wie in Beispiel
2, d. h. die beiden Schichten haben die gleiche Zusammensetzung (wie F von Beispiel
2). Auch dieses Vergleichsbeispiel enthält kein Natriumlaurylsulfat.
[0021] Für diese Aufzeichnungsmaterialien wurden die in Tabelle 4 aufgeführten Prüfergebnisse
erhalten:
Tabelle 4
Beispiel |
Nasskleben |
Trockenkleben |
2 |
0 |
4 |
C - 4 |
64 |
|
C - 5 |
69 |
|
[0022] Aus Tabelle 4 ist sofort zu entnehmen, dass das erfindungsgemässe Beispiel 2 viel
weniger Nasskleben aufweist als die Vergleichsbeispiele C - 4 und C - 5.
Beispiel 3
[0023] Auf einen transparenten Polyesterträger wurde das folgende Doppelschichtsystem AF
(A = Absorptionsschicht unten, F = Tintenaufnahmeschicht oben) (Tabelle 5) gegossen
und anschliessend 60 Minuten bei 30° C getrocknet. Als Gelatine wurden eine alkalisch
abgebaute Knochengelatine (St 69454) und eine sauer abgebaute Schweinehautgelatine
(St 71862), beide erhältlich bei Deutsche Gelatinefabriken, Eberbach, Deutschland,
verwendet. Als Carboxymethylcellulose wurde Blanose 7L1, erhältlich bei Aqualon, Wilmington,
U.S.A., verwendet. Der pH-Wert der Giesslösung für die Schicht A wurde auf 7.5, derjenige
für die Schicht F auf 7.0 eingestellt.
Tabelle 5
Komponente |
A |
F |
Gelatine (St 69454) (g / m2) |
7.0 |
|
Gelatine (St 71862) (g / m2) |
|
1.325 |
Natriumlaurylsulfat (g / m2) |
1.4 |
|
Carboxymethylcellulose (g / m2) |
|
3.90 |
Olin 10 G (g / m2) |
0.15 |
0.05 |
Vergleichsbeispiel C - 6
[0024] Vergleichsbeispiel C - 6 besitzt als Absorptionsschicht A eine reine Gelatineschicht
mit 8.4 g / m
2 Gelatine und als Tintenaufnahmeschicht F die gleiche Schicht wie in Beispiel 3. Dieses
Vergleichsbeispiel enthält kein Natriumlaurylsulfat.
[0025] Für diese Aufzeichnungsmaterialien wurden die in Tabelle 6 aufgeführten Prüfergebnisse
erhalten:
Tabelle 6
Beispiel |
Nasskleben |
Trockenkleben |
3 |
0 |
3 |
C - 6 |
69 |
|
[0026] Aus Tabelle 6 ist sofort zu entnehmen, dass das erfindungsgemässe Beispiel 3 kein
Nasskleben aufweist im Gegensatz zum Vergleichsbeispiel C - 6.
Beispiel 4
[0027] Auf einen transparenten Polyesterträger wurde das folgende Doppelschichtsystem AF
(A = Absorptionsschicht unten, F = Tintenaufnahmeschicht oben) (Tabelle 7) gegossen
und anschliessend 60 Minuten bei 30° C getrocknet. Als Hydroxyethylcellulose wurde
Tylose H10G4, erhältlich bei Hoechst, Ludwigshafen, Deutschland, verwendet. Der pH-Wert
der Giesslösung für die Schicht A wurde auf 7.5, derjenige für die Schicht F auf 7.0
eingestellt.
Tabelle 7
Komponente |
A |
F |
Gelatine (St 69454) (g / m2) |
7.0 |
1.853 |
Natriumlaurylsulfat (g / m2) |
1.4 |
|
Hydroxyethylcellulose (g / m2) |
|
3.367 |
Olin 10 G (g / m2) |
0.15 |
0.04 |
Vergleichsbeispiel C - 7
[0028] Vergleichsbeispiel C - 7 besitzt als Absorptionsschicht A eine reine Gelatineschicht
mit 8.4 g / m
2 Gelatine und als Tintenaufnahmeschicht F die gleiche Schicht wie in Beispiel 4. Dieses
Vergleichsbeispiel enthält kein Natriumlaurylsulfat.
[0029] Für diese Aufzeichnungsmaterialien wurden die in Tabelle 8 aufgeführten Prüfergebnisse
erhalten:
Tabelle 8
Beispiel |
Nasskleben |
Trockenkleben |
4 |
0 |
3 |
C - 7 |
69 |
|
[0030] Aus Tabelle 8 ist sofort zu entnehmen, dass das erfindungsgemässe Beispiel 4 weniger
Nasskleben aufweist als das Vergleichsbeispiel C - 7.
Beispiele 5 - 8
[0031] Auf einen transparenten Polyesterträger wurden die folgenden Doppelschichtsysterne
AF (A = Absorptionsschicht unten, F = Tintenaufnahmeschicht oben), wobei F die gleiche
Zusammensetzung wie in Beispiel 1 hat (Tabelle 9), gegossen und anschliessend 60 Minuten
bei 30° C getrocknet. Der pH-Wert der Giesslösung für die Schicht A wurde auf 7.5,
derjenige für die Schicht F auf 9.0 eingestellt.
Tabelle 9
Beispiel |
5 |
6 |
7 |
8 |
Komponente |
|
|
|
|
Gelatine (St 69454) (g / m2) |
7.63 |
7.0 |
6.72 |
6.46 |
Natriumlaurylsulfat (g / m2) |
0.77 |
1.4 |
1.68 |
1.94 |
Olin 10 G (g / m2) |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
0.15 |
[0032] Für diese Aufzeichnungsmaterialien wurden die in Tabelle 10 aufgeführten Prüfergebnisse
erhalten:
Tabelle 10
Beispiel |
Nasskleben |
Trockenkleben |
5 |
0 |
4 |
6 |
0 |
1 |
7 |
0 |
1 |
8 |
0 |
2 |
[0033] Aus Tabelle 10 ist sofort zu entnehmen, dass bei allen eingesetzten Mengen von Natriumlaurylsulfat
(10, 20, 25 und 30 Gewichtsprozent bezogen auf Gelatine) kein Nasskleben auftritt.
Das Trockenkleben ist bei einer Menge von 20 bis 25 Gewichtsprozent Natriumlaurylsulfat,
bezogen auf Gelatine, am besten.
Beispiel 9
[0034] Beispiel 9 entspricht Beispiel 5 mit der Änderung, dass an Stelle von Natriumlaurylsulfat
das Natriumsalz der Hexadecylsulfonsäure, erhältlich bei Fluka Chemie AG, Buchs, Schweiz,
verwendet wurde.
[0035] Für dieses Aufzeichnungsmaterialien wurde das in Tabelle 11 aufgeführte Prüfergebnis
erhalten:
Tabelle 11
Beispiel |
Nasskleben |
Trockenkleben |
9 |
0 |
3 |
[0036] Aus Tabelle 11 ist sofort zu entnehmen, dass auch bei Verwendung des Natriumsalzes
der Hexadecylsulfonsäure kein Nasskleben auftritt.
1. Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck, das auf einem Träger mindestens eine
Tintenaufnahmeschicht und eine gelatinehaltige Absorptionsschicht enthält, dadurch
gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht zwischen dem Träger und der Tintenaufnahmeschicht
angeordnet ist und eine micellbildende Verbindung ausgewählt aus
Salzen von verzweigten oder unverzweigten Alkylsulfaten der Formel C
nH
2n+1OSO
3H, worin n einen Wert zwischen 5 und 25 annimmt;
Salzen von verzweigten oder unverzweigten Alkylphosphaten der Formel C
nH
2n+1OPO
3H
2, worin n einen Wert zwischen 5 und 25 annimmt;
substituierten Phenolen der allgemeinen Formel (I)
worin n einen Wert zwischen 18 und 50 annimmt;
oder Salzen von substituierten Phenolen der allgemeinen Formel (II)
worin n einen Wert zwischen 5 und 55 annimmt;
enthält.
2. Aufzeichnungsmaterial gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht
als micellbildende Verbindung unverzweigte Alkylsulfate der Formel CnH2n+1OSO3H, worin n einen Wert zwischen 5 und 25 annimmt, oder unverzweigte Alkylphosphate
der Formel CnH2n+1OPO3H2, worin n einen Wert zwischen 5 und 25 annimmt, enthält.
3. Aufzeichnungsmaterial gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht
als micellbildende Verbindung unverzweigte Alkylsulfate der Formel CnH2n+1OSO3H, worin n einen Wert zwischen 8 und 16 annimmt, enthält.
4. Aufzeichnungsmaterial gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsschicht
als micellbildende Verbindung das Alkylsulfat der Formel C12H25OSO3-M+ enthält, worin M ein Metallkation wie Na, K, Mg/2, Ca/2, Ba/2, La/3, usw. bedeutet.
5. Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorptionsschicht die micellbildende Verbindung in einer Menge von 10 bis 50
Gewichtsprozent bezogen auf die Gelatine enthält.
6. Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorptionsschicht die micellbildende Verbindung in einer Menge von 15 bis 45
Gewichtsprozent bezogen auf die Gelatine enthält.
7. Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorptionsschicht die micellbildende Verbindung in einer Menge von 20 bis 40
Gewichtsprozent bezogen auf die Gelatine enthält.
8. Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Absorptionsschicht eine Trockenschichtdicke zwischen 3 µm und 20 µm besitzt.
9. Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelatine eine alkalisch abgebaute Knochengelatine ist.
10. Beschichtungsmassen zur Herstellung einer Absorptionsschicht für ein Aufzeichnungsmaterial
für den Tintenstrahldruck gemäss den Ansprüchen 1 bis 9.