[0001] Die Erfindung betrifft einen Träger für Aufzeichnungsmaterialien für Tintenstrahl-Druckverfahren
(Ink-Jet-Druckverfahren).
[0002] Das Ink-Jet-Aufzeichnungsverfahren gehört zu den elektronischen Druckverfahren und
ist bereits mehrfach beschrieben worden. Es wird in einem breiten Anwendungsfeld zur
Herstellung von Farbgraphiken, Farbbildern und auch Textdrucken eingesetzt. An die
bei dieser Technologie verwendeten Aufzeichnungsmaterialien werden hohe Anforderungen
gestellt. Hierzu gehören beispielsweise hohe Farbdensität, hohe Auflösung, kurze Trocknungszeiten
der Tinte, Lichtstabilität sowie Dimensionsstabilität. Eine weitere wichtige Anforderung
für kommerzielle Anwendungen stellt der Oberflächenglanz dar. Dies ist insbesondere
bei der Herstellung von Kunstgraphiken wichtig. Aber auch bei der Erzeugung von Bildern,
bei denen ein fotoähnlicher Eindruck verlangt wird, ist der Glanz eine wichtige Anforderung.
[0003] Aus der EP0 650 850 A ist ein Aufzeichnungsmaterial bekannt, das aus einem polyolefinbeschichteten
Basispapier und einer Empfangsschicht besteht. Das Aufzeichnungsmaterial ermöglicht
die Herstellung von Bildern mit hoher Auflösung, Farbdensität und hohem Glanz, die
im Gesamteindruck mit konventionellen fotografischen Bildern vergleichbar sind. Nachteilig
an dem polyethylenbeschichtetem Träger ist die schlechte Aufnahme der Tintenflüssigkeit,
bedingt durch das Abdichten des Papiers mit einem Kunststoff, was zum schlechten Trocknungsverhalten
des Aufzeichnungsmaterials führt. Nicht vergessen werden sollte darüber hinaus auch
die begrenzte Recyclierbarkeit eines solchen polyolefinbeschichteten Trägermaterials.
[0004] In der EP 0 709 221 A wird ein Aufzeichnungsmaterial vorgeschlagen, das ein Papiersubstrat
mit einer bestimmten Sheffield-Glätte und einem Glanz von mehr als 20, gemessen bei
60° Meßwinkel, sowie eine Tintenaufnahmeschicht mit wasserlöslichen Komponenten enthält,
wobei das gesamte Aufzeichnungsmaterial einen Glanz von mehr als 50 aufweist, gemessen
bei 60° Meßwinkel.
[0005] In einigen weiteren Schriften werden glänzende Aufzeichnungsmaterialien beansprucht,
bei denen die Empfangsschicht in einem Gießbeschichtungsvorgang (cast-coating) gegen
eine beheizte spiegelglatte Zylinderoberfläche gepreßt wird, wodurch das Aufzeichnungsmaterial
eine hochglänzende Oberfläche erhält.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Träger für ein, für jede Art von Tintenaufnahmeschichten
geeignetes Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, auf dem besonders glänzende
und fotoähnliche Bilder mit üblichen Tintenstrahl-Tinten erzeugt werden können. Darüber
hinaus ist es Aufgabe der Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial für Ink-Jet-Druckverfahren
vorzuschlagen, das mit Hilfe des oben genannten Trägers erzeugt werden kann.
[0007] Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Träger für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial,
der ein Basispapier enthält, welches auf mindestens einer Seite eine Bariumsulfat
und Mikrokugeln enthaltende Schicht enthält.
[0008] Besonders gut geeignet sind hohle polymere Mikrokugeln aus einem thermoplastisch
verformbaren Kunststoff auf Polystyrol/Acrylat-Basis und Styrol- oder Acrylharz-Basis.
Die Mikrokugeln weisen einen Durchmesser von mindestens 0,4 µm auf. Besonders gut
geeignet sind Mikrokugeln mit einem Durchmesser von 0,2 bis 5µm.
[0009] Der Mikrokugelgehalt in der bariumsulfathaltigen Schicht kann 1 bis 70 Gew.% betragen,
bezogen auf die Schicht. Besonders gute Ergebnisse wurden bei einem Gehalt von 20
bis 50 Gew.% Mikrokugeln erreicht.
[0010] Das in der oben genannten Schicht verwendete Bindemittel kann aus der Gruppe der
hydrophilen kolloidalen und/oder wasserlöslichen Bindemittel ausgewählt werden wie
Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, Gelatine, Stärke, Stärke-Derivate,
Polyvinylacetat, Polyethylenglykol, Celluloseester, Proteine, Alginate, Polyacrylsäure
oder Gemische aus diesen Bindemitteln.
[0011] Das Auftragsgewicht der Schicht beträgt 10 bis 50 g/m
2, insbesondere 15 bis 25 g/m
2. Das Basispapier weist einen Rohpapierkern auf, zu dessen Herstellung vorzugsweise
Zellstoffe oder Zellstoffmischungen mit einem Kurzfaseranteil von 80 bis 98 Gew.%,
insbesondere 85 bis 95 Gew.% ,eingesetzt werden (ungemahlener Zellstoff).
[0012] Besonders gut geeignet sind Laubholz-Zellstoffmischungen mit einer Faserlänge von
0,50 bis 0,60 mm (ungemahlener Zellstoff) bzw. 0,40 bis 0,50 mm (bei einem Mahlgrad
zwischen 25 und 35°SR). Die erfindungsgemäße Zellstoffmischung weist insbesondere
einen Mahlgrad von 28 bis 32°SR (gemessen nach Schopper-Riegler).
[0013] Das Rohpapier kann weitere Stoffe wie Leimungsmittel und Füllstoffe enthalten. Als
Leimungs- und Naßfestmittel können prinzipiell alle für die Papierherstellung üblichen
Verbindungen eingesetzt werden.
[0014] In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Rohpapier Kaolin und
Calciumkarbonat in einem Verhältnis von 2:1 bis 1:2 und weist einen Cobb-Wert von
20 bis 100 auf. Das Rohpapier kann zusätzlich mit Stärke, Gelatine oder Polyvinylalkohol
oberflächengeleimt werden. Das Flächengewicht des Rohpapiers beträgt 60 bis 220g/m
2, insbesondere jedoch 80 bis 160 g/m
2.
[0015] Es hat sich herausgestellt, daß durch den Einsatz des näher spezifizierten Faserstoff-Gemisches
sowie durch den Einsatz des Füllstoffs bei gleichzeitiger Reduzierung der Leimungsmittel-Menge
ein Basispapier hergestellt werden kann, mit dem ein Aufzeichnungsmaterial mit sehr
guter Dimensionsstabilität (Curl- und Cockle-Verhalten) und guter Aufnahme der Tintenflüssigkeit
erhalten werden kann.
[0016] Der erfindungsgemäße Träger kann auf mindestens einer Seite noch weitere Funktionsschichten,
beispielsweise Haft-, Antistatik- oder

non-curl"-Schichten enthalten.
[0017] Der erfindungsgemäße Träger wird anschließend auf bekannte Weise einem Satinierungsvorgang
unterzogen. Auf die Vorderseite des Trägers kann jede beliebige Tintenaufnahmeschicht
für Ink-Jet-Druckverfahren aufgetragen werden. Bei der Tintenaufnahmeschicht handelt
es sich meistens um eine hydrophile Schicht, die für den Empfang der meist wäßrigen
Tinten geeignet ist. Eine Tintenaufnahmeschicht enthält in der Regel ein hydrophiles
bzw. wasserlösliches Bindemittel, kationische farbstoffixierende Verbindungen, Pigmente
und gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe. Das Auftragsgewicht der Tintenaufnahmeschicht
beträgt 5 bis 20 g/m
2.
[0018] Die vorliegende Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert
werden.
Beispiele 1 bis 3
[0019] Eine Mischung aus 100 Gew.% Laubholz-Sulfatzellstoffmischung mit einem mittleren
Kurzfaseranteil von 93 % (ungemahlen) wurde bei einer Stoffdichte von 4,5% bis zu
einem Mahlgrad von 32°R gemahlen. Der Zellstoffsuspension wurden dann folgende Stoffe
entsprechend Tabelle 1 zugesetzt und aus den auf etwa 1,2 Gew.% verdünnten Suspensionen
in bekannter Weise etwa 150 g/m
2 schwere Rohpapiere gefertigt.
Tabelle 1
|
Zutaten und Mengen* gemäß Beispiel 1 bis 3 |
|
1 |
2 |
3 |
calciniertes Kaolin |
8,00 |
12,00 |
8,00 |
CaCO3 |
10,00 |
6,00 |
12,00 |
Alkylketendimer |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
Polyamid/Polyamin-Epichlorhydrinharz |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
* Alle Mengenangaben in dieser Tabelle sind Gew.% und bezogen auf das Gewicht des
Faserstoffs |
[0020] Die Vorderseite der Basispapiere nach Beispiel 1 bis 3 wurde dann mit einer wäßrigen
barythaltigen Beschichtungsmasse beschichtet, getrocknet und das beschichtete Papier
anschließend satiniert. Die erhaltenen Schichten haben folgende Zusammensetzung:
Tabelle 2
|
Beispiele |
|
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
3.1 |
3.2 |
Bariumsulfat |
59,2 |
37,00 |
25,00 |
10,00 |
55,00 |
25,00 |
74,00 |
40,00 |
25,00 |
Mikrokugeln* |
14.80 |
37,00 |
50,00 |
65,00 |
20,00 |
50,00 |
1,00 |
20,00 |
50,00 |
Gelatine |
25,56 |
25,73 |
24,73 |
- |
24,73 |
- |
24,73 |
39,63 |
- |
PVA |
- |
- |
- |
24,93 |
- |
24,93 |
- |
- |
24,93 |
Chromalaun |
0,20 |
0,20 |
0,20 |
- |
0,20 |
- |
0,20 |
0,30 |
- |
Citronensäure |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
Auftragsgewicht, g/m2 |
10 |
15 |
15 |
15 |
15 |
20 |
25 |
25 |
15 |
* hohle Mikrokugeln aus Styrol/Acrylat-Copolymer mit einem Durchmesser von etwa 0,4µm |
Beispiele 4 bis 5
[0021] Eine Mischung aus 100 Gew.% Laubholz-Sulfatzellstoffmischung mit einem mittleren
Kurzfaseranteil von 90 % (ungemahlen) wurde bei einer Stoffdichte von 4,5% bis zu
einem Mahlgrad von 28 °SR gemahlen. Der Zellstoffsuspension wurden dann folgende Stoffe
entsprechend Tabelle 3 zugesetzt und wie in den Beispielen 1 bis 3 etwa 150 g/m
2 schwere Basispapiere gefertigt.
Tabelle 3
|
Zutaten und Mengen* gemäß Beispiel 4 bis 5 |
|
4 |
5 |
calciniertes Kaolin |
8,00 |
12,00 |
CaCO3 |
10,00 |
6,00 |
Alkylketendimer |
0,10 |
0,10 |
Polyamid/Polyamin-Epichlorhydrinharz |
0,50 |
0,50 |
* Alle Mengenangaben in dieser Tabelle sind Gew.% bezogen auf das Gewicht des Faserstoffs |
[0022] Die Vorderseite der nach den Beispielen 4 und 5 hergestellten Rohpapiere wurde mit
einer wäßrigen barythaltigen Beschichtungsmasse beschichtet, getrocknet und das beschichtete
Papier anschließend satiniert. Die erhaltenen Schichten haben folgende Zusammensetzung:
Tabelle 4
|
Beispiele |
|
4.1 |
4.2 |
5.1 |
5.2 |
Bariumsulfat |
50,00 |
25,00 |
65,00 |
15,00 |
Mikrokugeln * |
20,00 |
50,00 |
10,00 |
60,00 |
Gelatine |
29,70 |
- |
24,73 |
- |
Polyvinylalkohol |
- |
24,93 |
|
24,93 |
Chromalaun |
0,23 |
- |
0,20 |
- |
Citronensäure |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
0,07 |
Auftragsgewicht, g/m2 |
15 |
25 |
15 |
35 |
* hohle Mikrokugeln aus Styrol/Acrylat-Copolymer mit einem Durchmesser von etwa 1µm |
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
[0023] Eine Mischung aus 80 Gew.% Laubholz-Sulfatzehlstoffmischung und 20 Gew.% Nadelholz-Sulfatzellstoft
mit einem mittleren Kurzfaseranteil von 88,6 % wurde bei einer Stoffdichte von 4,5%
bis zu einem Mahlgrad von 29 °SR gemahlen. Der Zehlstoffsuspension wurden dann folgende
Stoffe entsprechend Tabelle 5 zugesetzt und aus den auf etwa 1,2 Gew.% verdünnten
Suspensionen in bekannter Weise etwa 150 g/m
2 schwere Rohpapiere gefertigt.
Tabelle 5
|
Zutaten und Mengen* gemäß Vergleichsbeispiel V1 bis V3 |
|
V1 |
V2 |
V3 |
calciniertes Kaolin |
8,00 |
- |
- |
CaCO3 |
10,00 |
10,00 |
- |
Na2CO3 |
- |
- |
0,50 |
Alkylketendimer |
0,10 |
0,50 |
0,50 |
Polyamid/Polyamin Epichlorhydrinharz |
0,50 |
0,50 |
1,00 |
* Alle Mengenangaben in dieser Tabelle sind Gew.% bezogen auf den Faserstoff |
[0024] Die nach den Vergleichsbeispielen V1 bis V3 hergestellten Rohpapiere wurden auf der
Vorderseite mit einer Baryt-Beschichtungsmasse beschichtet, getrocknet und das beschichtete
Papier anschließend satiniert. Die Baryt-Schicht besteht aus 74 Gew.% Bariumsulfat
und 26 Gew.% Gelatine.
Vergleichsbeispiel 4
[0025] Eine Zellstoffmischung aus 70 Gew.% Laubholz-Sulfatzellstoff und 30 Gew.% Nadelholz-Sulfatzellstoff
wurde bei einer Stoffdichte von 4,5% bis zu einem Mahlgrad von 37°SR gemahlen. Der
Zellstoffsuspension wurden dann folgende
[0026] Stoffe entsprechend Vergleichsbeispiel V3 zugesetzt und aus den auf etwa 1,2 Gew.%
verdünnten Suspensionen in bekannter Weise etwa 150 g/m
2 schweres Rohpapier gefertigt. Anschließend wurde die Vorderseite dieses Rohpapiers
wie in den Vergleichsbeispielen V1-V3 mit einer Baryt-Schicht versehen.
[0027] Im weiteren Schritt wurden die erfindungsgemäßen beschichteten Papiere mit einer
Tintenaufnahmeschicht beschichtet. Hierfür kann jede beliebige Empfangsschicht für
Ink-Jet-Druckverfahren verwendet werden. Die im vorliegenden Fall zu den Testzwecken
verwendete Tintenaufnahmeschicht hat folgende Zusammensetzung:
|
Gew. % |
Polyvinylalkohol |
31,6 |
Polyvinylpyrrolidon |
31,6 |
Vinylacetat/Butylacrylat-Cop. |
31,6 |
Polydiallyldimethylammonium-Chlorid |
5,2 |
[0028] Das Auftragsgewicht der Tintenaufnahmeschicht betrug 10 g/m
2. Die mit der Tintenaufnahmeschicht versehenen erfindungsgemäßen Papiere wurden mit
Hilfe eines sogenannten

Thermal Jet"-Verfahrens bedruckt und anschließend analysiert. Die Prüfergebnisse sind
in Tabelle 6 zusammengestellt.
Prüfung der gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Papiere
[0029] Das aus den erfindungsgemäßen Papieren und der Tintenaufnahmeschicht bestehende Aufzeichnungsmaterial
wurde mit Hilfe eines nach dem Bubble-Jet-Prinzip (Thermal Jet) arbeitenden Tintenstrahldruckers
HP Deskjet 550 C von Hewlett Packard bedruckt.
[0030] Bei den erhaltenen Test-Druckbildern wurden Glanz, Trocknungszeit, Durchschlagen
der Tinte auf die Rückseite des Papiers, Curl und sog.

Cockle" (Welligkeit) untersucht, wobei die letzten beiden Eigenschaften als Dimensionsstabilität
zusammengefaßt sind.
[0031] Die Messung der Glanzwerte erfolgte mit dem Labor Reflektometer RL3 der Firma Dr.
Lange nach DIN 67530 bei einem Meßwinkel von 60°.
[0032] Das Trocknungsverhalten des Aufzeichnungsmaterials wurde folgendermaßen ermittelt:
[0033] Auf ein Blatt Papier wird mit schwarzer Tinte (reines Schwarz) ein Balken gedruckt
und nach einer Wartezeit von 2 Minuten Papier (20 Blatt) aufgelegt. Der Farbtransfer
auf das darauf liegende Papier wird als Maß für Trocknung genommen. Die Trocknungszeit
wird für die Bereiche <2 (sehr gut), 2-7 (mittel) und >7 Minuten (schlecht) beurteilt.
[0034] Das Tintendurchschlag-Verhalten wird durch die Intensität der Verfärbung beurteilt,
die durch das Austreten der Tintenfarbe auf die Rückseite des Papiers bedingt ist.
Hier werden Noten 1 bis 12 (sehr gut bis sehr schlecht) vergeben.
[0035] Zur Bestimmung der Dimensionsstabilität legt man das zu prüfende Papier auf eine
ebene Unterlage. Die Planlage des Papiers wird mit den Noten 1 bis 12 (sehr gut bis
sehr schlecht) beurteilt.
[0036] Auf die übrigen Eigenschaften wie Farbdensität, Wasserfestigkeit oder Bleed, die
ebenfalls geprüft und als sehr gut befunden wurden, soll hier nicht näher eingegangen
werden.
Tabelle 6
Prüfergebnisse |
Beispiel |
Glanz |
Trocknungszeit min |
Dimensionsstabilität |
Tintendurchschlag |
1.1 |
57 |
6,5 |
2 |
2 |
1.2 |
62 |
7,0 |
2 |
2 |
1.3 |
67 |
7,5 |
2 |
3 |
1.4 |
65 |
5,3 |
2 |
3 |
2.1 |
53 |
7,5 |
1 |
1 |
2.2 |
66 |
6,0 |
1 |
2 |
2.3 |
43 |
7,8 |
1 |
1 |
3.1 |
50 |
6,9 |
1 |
1 |
3.2 |
65 |
6,3 |
1 |
2 |
V1 |
45 |
8,0 |
6 |
4 |
V2 |
42 |
8,7 |
7 |
5 |
V3 |
44 |
9,0 |
7 |
5 |
[0037] Wie aus der Tabelle ersichtlich, weisen die erfindungsgemäßen Basispapiere im Vergleich
zu den Vergleichspapieren vor allem einen deutlich höheren Glanz sowie eine bessere
Dimensionsstabilität auf. Die Papiere sollten jedoch stets in der Gesamtheit ihrer
Eigenschaften beurteilt werden.
1. Träger für ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial mit einem Basispapier, dadurch gekennzeichnet,
daß das Basispapier auf mindestens einer Seite eine Bariumsulfat und thermoplastische
hohle Mikrokugeln enthaltende Schicht aufweist.
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Mikrokugeln mindestens
1 Gew.% beträgt, bezogen auf das Gewicht der trockenen Schicht.
3. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Mikrokugeln 20 bis
50 Gew.% beträgt, bezogen auf das Gewicht der trockenen Schicht.
4. Träger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht hydrophile kolloidale
und/oder wasserlösliche Bindemittel enthält.
5. Träger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Basispapier eine Zellstoff-Mischung
mit einem Kurzfaseranteil von 80 bis 98 Gew.%, insbesondere 85 bis 95 Gew.%, enthält.
6. Träger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Basispapier Kaolin und
Calciumkarbonat in einem Massenverhältnis von 2:1 bis 1:2 enthält.
7. Träger nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Basispapier einen Leimungsgrad
mit einem Cobb-Wert von 20 bis 100 aufweist.
8. Aufzeichnungsmaterial für Ink-Jet-Druckverfahren, enthaltend einen Träger nach einem
der Ansprüche 1 bis 7 und eine darauf angeordnete Tintenaufnahmeschicht.