EP0806299B1 - Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahl-Druckverfahren - Google Patents

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EP0806299B1
EP0806299B1 EP97106976A EP97106976A EP0806299B1 EP 0806299 B1 EP0806299 B1 EP 0806299B1 EP 97106976 A EP97106976 A EP 97106976A EP 97106976 A EP97106976 A EP 97106976A EP 0806299 B1 EP0806299 B1 EP 0806299B1
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recording material
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Horst Dipl.-Ing. Westfal
Claudia Dr. Dipl.-Chem. Jünger
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Felix Schoeller Jr Foto und Spezialpapiere GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a recording material for the Ink jet printing process (ink jet printing process).
  • droplets of a recording liquid are applied to the surface of the recording material using various techniques.
  • a recording liquid ink
  • an ink jet is ejected from the nozzle, which dissolves into microscopic drops due to the surface tension.
  • the drops are charged electrically and placed on the base or deflected into a reservoir by means of downstream deflection plates which are controlled by the digital signals.
  • the image signal triggers a mechanical impulse that ejects the drop.
  • the first "drop-on-demand” printers used the piezoelectric effect to cause the drops to be ejected.
  • the method is largely replaced by thermal ink jet, also called bubble jet.
  • the image signal activates a heating element, which creates a vapor bubble in the aqueous ink. The resulting vapor pressure expels the drop.
  • the recording material (image receiving material) used for such recording systems generally consists of a support and an ink-receiving layer and, if appropriate, further auxiliary layers.
  • a polyester resin, diacetate or paper can be used as the carrier.
  • the ink-receiving layers are mostly hydrophilic coatings which are particularly well suited for the absorption of aqueous inks.
  • the ink-receiving layers usually consist of a pigment / binder mixture. In addition to increasing the whiteness of the material, the pigments serve to retain the dyes from the recording liquid on the surface of the sheet.
  • Natural or synthetic polymers are used as binders, for example gelatin, starch, pectin, casein, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and the like.
  • cationic substances are often used in the ink receiving layer to fix the ink dyes.
  • the backing of which is paper and the ink-receiving layer is a water-soluble binder contains problems such as insufficient water resistance or curling (cockle) of the material.
  • JP 61-041585 a recording material known, the one Has polyvinyl alcohol / polyvinyl pyrrolidone mixture and itself in addition to the above-mentioned lack of water resistance due to a bad wet rub resistance.
  • a recording material is known from Japanese laid-open publication JP 06-297831, which has a porous layer with a pseudoboehmite / polyvinyl alcohol mixture. This enables fast drying times.
  • a disadvantage is the high layer application quantity (35-45 g / m 2 ) required here for rapid absorption of even large amounts of ink.
  • the object of the present invention is therefore a recording material to provide the above mentioned Does not have disadvantages, in particular very good water resistance, has a very high resolution and color density.
  • the task is carried out by a carrier and a receiving layer containing recording material dissolved, wherein an upper layer is arranged on the receiving layer, the one fine porous inorganic cationic charge centers Contains pigment and / or filler particles according to claim 1.
  • Aluminum oxides are particularly well suited for this purpose, pyrrogenic aluminum hydroxides and aluminum oxide hydrates, in particular however, the ⁇ -alumina monohydrate or the metahydroxide ⁇ -AlO (OH) (boehmite) with a pore radius distribution between 1.0 to 3.5 nm.
  • the Invention can be a finely divided silica in the upper layer how pyrrogenic silica are used. The amount of finely divided silica can vary between 30 and 70 % By weight, based on the total amount of the pigment.
  • a polyvinyl alcohol top layer is used as a binder.
  • a partially saponified polyvinyl alcohol is particularly suitable with a degree of saponification between 70 and 90 mol%.
  • cationically modified binders such as, for example, are well suited a cationic polyvinyl alcohol or cationic modified starch.
  • other water-soluble polymers can be used as binders.
  • the amount of binder can be 20 to 90% by weight. The quantitative range is preferred 40 to 90% by weight, but in particular 50 to 80% by weight (based on the dried layer).
  • the quantitative ratio of inorganic pigment and / or filler particles to binder can be 1: 0.4 to 1: 100, but especially 1: 2 to 1: 100.
  • the Top layer additionally at least one cationic polymer such as for example a cationically modified polyvinyl alcohol, a cationically modified starch, a cationically modified starch Polystyrene, a cationically modified polyvinyl pyrrolidone and similar polymers. Quaternary, Hydroxy- or amino-functional acrylate homo- and / or acrylate copolymers.
  • the amount of the cationic polymer is 1 to 30% by weight, in particular 5 to 20% by weight, based on the dried Layer.
  • the top layer can be an additional cationic dye fixative Contain agents, for example a quaternary Polyammonium salt from the group of polyvinylbenzyltrimethyl, Polydiallyldimethyl, polymethacryloxyethyldimethylhydroxyethyl, Polyhydroxypropyldimethylammonium chlorides.
  • additional dye fixative Contain agents for example a quaternary Polyammonium salt from the group of polyvinylbenzyltrimethyl, Polydiallyldimethyl, polymethacryloxyethyldimethylhydroxyethyl, Polyhydroxypropyldimethylammonium chlorides.
  • dye-fixing agents such as cationic cationic Polyamines, cationic polyacrylamides, cationic polyethyleneimines can be used.
  • the amount of dye fixative Up to 5% by weight, in particular from 0.5 up to 3% by weight.
  • the ink-receiving layer can contain binders, color-fixing compounds, Contain hardening agents and other aids.
  • Binders can be modified, for example, polyvinyl alcohol Polyvinyl alcohol, cationically modified polystyrene, carboxymethyl cellulose, Polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, Starch, gelatin or mixtures thereof can be used
  • a preferred embodiment of the invention is in the ink receiving layer Gelatin used. To be particularly advantageous turned out a pork rind gelatin with a Gelatin strength of 200 to 300 bloom (measured according to BS 757, 1975), but a bovine bone gelatin can also be used become.
  • Binder is a modified polyvinyl alcohol, Carboxymethyl cellulose or polyvinyl pyrrolidone. Particularly good ones Results are achieved if in addition to the binder and the in an amount of up to 5% by weight of dye-fixing agents Means additionally a cationic polymer is used.
  • the cationic polymer can be a quaternary, hydroxy or amino-functional acrylate homo- and / or acrylate copolymer his. But also other cationic polymers such as a cationic polystyrene or a cationically modified Starch can be used.
  • the quantitative ratio cat. Polymer / binder in the receiving layer is 1: 2 to 1:20.
  • a plastic film (film) or preferably an uncoated or coated base paper can be used as the carrier.
  • Paper that is coated on both sides with synthetic resin and has a weight per unit area of 50 to 250 g / m 2 is particularly suitable.
  • Polyolefins or polyester, for example, can be used as the synthetic resin.
  • the application amount of the synthetic resin coating, which may also contain pigments, dyes and other auxiliaries, is at least 5 g / m 2 .
  • a polyethylene-coated paper is used.
  • a coated base paper, in particular a barite-coated paper, is also suitable as a carrier.
  • the back of the recording material can also have a functional layer have, for example an anti-curl and / or Antistatic layer.
  • Both the ink absorption and the top layer are applied from an aqueous dispersion (coating composition) and dried.
  • the coating composition can be applied to the carrier using all customary application and metering methods, such as roller application, engraving or nipping methods and air brushes or roller doctor metering.
  • the application amount of the ink-receiving layer can be 1.0 to 20 g / m 2 , preferably 8 to 14 g / m 2 .
  • the application amount of the top layer can be 0.5 to 5.0 g / m 2 , preferably 1.0 to 4.0 g / m 2 .
  • Tables 1 and 2 below show some of the many possible embodiments of the invention: Components of the ink-receiving layer A A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 Gelatin, 264 Bloom 91.8 81.8 73.6 73.4 82.6 - - Polyvinyl alcohol, degree of saponification: 98 mol% - - 8.2 - 9.2 31.6 41.0 Polyvinylpyrrolidone, Molgew .: 630,000 daltons - - - 18.4 - 31.6 41.0 Vinyl acetate / butyl acrylate cop. - - - - - 31.6 - Aminomethyl methacrylate 5.0 15.0 15.0 5.0 5.0 - 15.0 quat.
  • the quantities are expressed in% by weight and relate on dried layers.
  • the front side of a base paper neutrally sized with alkyl ketene dimer and coated on both sides with polyethylene 1) of 80 g / m 2 basis weight was first coated with an ink absorption layer according to A1 (Tab. 1) and then with an upper layer according to B1, B2, B6, B7 and B8 ( Tab. 2).
  • corresponding aqueous coating compositions were first prepared, which were then applied to the substrate to be coated using a roller doctor blade and dried.
  • the back of the base paper was coated with a mixture of LDPE and HDPE (high-density polyethylene).
  • the application weight was 20 g / m 2 .
  • the recording material obtained was in a so-called. "Thermal Jet” process printed and then analyzed.
  • the front of the base paper from Example 1 was first provided with an ink-receiving layer in accordance with A2 (Table 1) and then with an upper layer in accordance with B2, B6 and B8 (Table 2).
  • the order weights were: Ink receiving layer 12 g / m 2
  • a base paper provided with a baryta layer on the front side (basis weight: 80 g / m 2 ) was first provided with an ink absorption layer in accordance with A7 and then with an upper layer in accordance with B9.
  • the barite layer contained 85% by weight of BaSO 4 and 15% by weight of gelatin.
  • test conditions were as in Example 1.
  • the base paper from Example 1 was coated with an ink absorption layer according to A2 (12 g / m 2 ) and then provided with an upper layer according to B6 (4 g / m 2 ), but without boehmite with a narrow pore radius distribution, instead with aluminum hydroxide with a pore radius distribution of 2.8 to 100.0 nm (V1a) and 2.0 to 14.0 nm (V1b).
  • the base paper from Example 1 was only coated with an ink receiving layer in accordance with A2 and A6 without and with the addition of aluminum hydroxide.
  • the quantities are expressed in% by weight and relate on dried layers.
  • the recording material obtained in the comparative examples was printed in a so-called "thermal jet” process and then analyzed.
  • the results are summarized in Table 4.
  • the recording material was by means of a Bubble jet principle (thermal jet) working inkjet printer HP Deskjet 550 C from Hewlett Packard printed.
  • the density measurements were made using an "original Reflection densitometer SOS-45 "performed. The measurements took place for the basic colors cyan, magenta, yellow and black.
  • the recording material was used for the investigation of the water resistance submerged in water. The after 60 s in Water bath 25 ° C remaining density (%) is used as a measure of the Water stability used.
  • the gloss values were measured with the laboratory reflectometer RL3 from Dr. Long according to DIN 67530.
  • the drying behavior of the recording material becomes as follows determined:
  • Black ink (pure black) is placed on a sheet of paper a bar is printed out and after a waiting time of 120 seconds Paper (20 sheets) loaded.
  • the color transfer is used as a measure taken for drying.
  • the drying time can be ⁇ 120, 120-240 and be> 240 seconds.
  • the recording materials produced according to the invention are distinguished by better water resistance, shorter drying times and better bleed behavior. Even if the water resistance and drying times of the papers produced according to V1a and V1b are also good, the bleed behavior is unsatisfactory. With regard to the gloss, too, the values in Example 2.2 are higher than in the corresponding Comparative Examples V1a and V1b.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahl-Druckverfahren (Ink-Jet-Druckverfahren).
Die mit der allgemeinen Verbreitung der elektronischen Medien in Verbindung stehende Technologie zur Herstellung von Farbausdrucken hat in den letzten Jahren sehr an Bedeutung gewonnen. Ziel dieser Technologie ist die Anpassung der Bildqualität der Farbausdrucke an das Niveau der Silbersalzfotografie.
Es gibt verschiedene Aufzeichnungssysteme wie das thermische Farbstoffübertragungssystem (dye diffusion thermal transfer), Tintenstrahlverfahren (Ink-Jet) oder die Elektrofotografie.
Bei dem Ink-Jet-Verfahren werden Tröpfchen einer Aufzeichnungsflüssigkeit (Tinte) auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials mittels unterschiedlicher Techniken aufgetragen. Bei der Tropfenerzeugung gibt es grundsätzlich zwei Verfahrensvarianten. Beim kontinuierlichen Prozeß wird ein Tintenstrahl aus der Düse ausgestoßen, der sich aufgrund der Oberflächenspannung in mikroskopisch kleine Tropfen auflöst. Die Tropfen werden elektrisch aufgeladen und durch nachgeschaltete Ablenkplatten, die durch die digitalen Signale gesteuert werden, auf die Unterlage plaziert oder in ein Reservoir abgelenkt.
Bei der sog. "drop-on-demand"-Methode löst das Bildsignal einen mechanischen Impuls aus, der den Tropfen ausstößt. Die ersten "drop-on-demand"-Drucker benutzten den piezoelektrischen Effekt, um das Ausstoßen der Tropfen zu bewirken. Heute ist die Methode weitgehend durch Thermal Ink Jet, auch Bubble Jet genannt, ersetzt. Hierbei aktiviert das Bildsignal ein Heizelement, wodurch eine Dampfblase in der wässrigen Tinte entsteht. Der resultierende Dampfdruck stößt den Tropfen aus.
An die Ink-Jet-Bildempfangsmaterialien werden hohe Anforderungen gestellt. Das mittels Ink-Jet-Verfahren erzeugte Bild soll verfügen über:
  • hohe Auflösung,
  • hohe Farbdichte,
  • genügend Farbabstufungen,
  • gute Wischfestigkeit,
  • gute Wasserfestigkeit.
  • gute Naßriebfestigkeit
Um dies zu erreichen, müssen folgende Grundbedingungen erfüllt werden:
  • die Tinte muß vom Aufzeichnungsmaterial rasch absorbiert werden,
  • die aufgespritzten Tintentröpfchen müssen in möglichst exakter Weise (kreisförmig) und genau begrenzt auseinanderlaufen,
  • die Tintendiffusion in dem Aufzeichnungsmaterial darf nicht zu hoch sein, damit der Durchmesser der Tintenpunkte nicht mehr als unbedingt erforderlich vergrößert wird,
  • ein Tintenpunkt soll beim Überlappen mit einem vorher aufgebrachten Tintenpunkt diesen nicht beeinträchtigen oder verwischen,
  • das Aufzeichnungsmaterial muß eine Oberfläche aufweisen, die eine hohe visuelle Reflexionsdichte und eine hohe Brillanz der Farben ermöglicht,
  • das Aufzeichnungsmaterial soll eine hohe Formbeständigkeit aufweisen, ohne daß es sich nach dem Druckvorgang dehnt.
Hierbei handelt es sich zum Teil um sich widersprechende Forderungen, z.B. bedeutet die zu schnelle Einstellung der Wischfestigkeit, daß ein Tintentropfen nicht oder nur wenig auseinanderläuft und dadurch die Klarheit des entstandenen Bildes benachteiligt wird.
Die zunehmende Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen, die hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeiten ermöglichen, wirkt sich bei Erfüllung der oben genannten Anforderungen erschwerend aus.
Das für derartige Aufzeichnungssysteme verwendete Aufzeichnungsmaterial (Bildempfangsmaterial) besteht in der Regel aus einem Träger und einer Tintenaufnahmeschicht sowie gegebenenfalls weiteren Hilfsschichten.
Als Träger kann beispielsweise ein Polyesterharz, Diacetat oder Papier verwendet werden.
Bei den Tintenaufnahmeschichten handelt es sich meistens um hydrophile Beschichtungen, die besonders gut für die Aufnahme der wäßrigen Tinten geeignet sind.
Die Tintenaufnahmeschichten bestehen in der Regel aus einer Pigment/Bindemittel-Mischung. Die Pigmente dienen, neben der Erhöhung des Weißgrades des Materials, zur Retention der Farbstoffe aus der Aufzeichnungsflüssigkeit an die Oberfläche des Blattes. Als Bindemittel werden natürliche oder synthetische Polymere eingesetzt, beispielsweise Gelatine, Stärke, Pektin, Kasein, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und ähnliche.
Oft werden in der Tintenaufnahmeschicht zusätzlich kationische Substanzen zur Fixierung der Tintenfarbstoffe eingesetzt.
Oft neigen Aufzeichnungsmaterialien, deren Träger ein Papier ist und die Tintenaufnahmeschicht ein wasserlösliches Bindemittel enthält zu solchen Problemen wie unzureichende Wasserfestigkeit oder Kräuseln (Cockle) des Materials. So ist beispielsweise aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 61-041585 ein Aufzeichnungsmaterial bekannt, das eine Polyvinylalkohol/Polyvinylpyrrolidon-Mischung aufweist und sich neben der oben erwähnten mangelnden Wasserfestigkeit durch eine schlechte Naßriebfestigkeit auszeichnet.
Eine gute Wasserfestigkeit soll durch eine Schicht erreicht werden, in der neben einem Vinylpolymer ein (Meth) acrylpolymer und wasserlösliche Cellulose-Verbindungen enthalten sind (EP 0 672 537). Nachteilig an diesem Aufzeichnungsmaterial ist seine unbefriedigende Trocknungszeit.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 06-297831 ist ein Aufzeichnungsmaterial bekannt, das eine poröse Schicht mit einer Pseudoboehmit/Polyvinylalkohol-Mischung aufweist. Dadurch werden schnelle Trocknungszeiten erreicht. Als Nachteil ist jedoch die hier für eine schnelle Aufnahme auch größerer Tintenmengen erforderliche hohe Schichtauftragsmenge (35-45 g/m2) anzusehen.
Bisher ist also kein Aufzeichnungsmaterial bekannt, das alle diese Anforderungen in zufriedenstellender Weise erfüllt.
  • Die EP 0 450 540 A beschreibt ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsmaterial aus einem Substrat und einer darauf aufgebrachten Pigmentschicht. Die Pigmentschicht besteht wiederum aus zwei Aluminiumoxid als Hauptpigment enthaltenden Schichten, wobei das Aluminiumoxid der unteren Schicht eine geringere spezifische Oberfläche als das Aluminiumoxid der oberen Schicht aufweist. Durch diesen Schichtaufbau soll eine verbesserte Farbdensität erreicht und Farbänderungen durch Umwelteinflüsse vorgebeugt werden.
  • Die EP 0 331 125 beschreibt ein Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahl-Druckverfahren, das eine Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid als Hauptpigment enthaltende Oberflächenschicht und eine untere Schicht mit Tintenaufnahmefähigkeit enthält. Gemäß einer Ausführungsform ist das Basispapier die untere, Tintenaufnahmefähigkeit aufweisende Schicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf dem Basispapier eine Pigmentschicht ausgebildet, auf der die zuvor genannte Oberflächenschicht aufgebracht ist. Auch diese Ausgestaltungen dienen einer verbesserten Farbdensität und dem Vorbeugen von Farbänderungen durch Umwelteinflüsse.
  • Die EP 0 298 424 A beschreibt ein Aluminiumoxid oder Aluminiumoxidhydrat enthaltendes Ink-Jet-Aufzeichnungsmaterial, wobei das Aluminiumoxid Böhmit sein kann und eine Porenradiusverteilung von 3,0 bis 10,0 nm aufweist.
  • Die EP 0 732 219 A ist Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3), (4) EPÜ und offenbart ein Ink-Jet-Aufzeichnungsmaterial mit einem Basismaterial, einer darauf ausgebildeten, ein Pigment enthaltenden Farbempfangsschicht und eine auf der Farbempfangsschicht ausgebildete Oberflächenschicht, die kationische anorganische Teilchen einer Teilchengröße von 1 bis 500 nm enthält. Die anorganischen Teilchen können Aluminiumoxid oder Aluminiumhydrat sein. Diese Mikropigmente verleihen den Aufzeichnungsmaterialien hohen Glanz.
    • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist, insbesondere eine sehr gute Wasserfestigkeit, eine sehr hohe Auflösung und Farbdensität besitzt.
    Die Aufgabe wird durch ein einen Träger und eine Empfangsschicht enthaltendes Aufzeichnungsmaterial gelöst, wobei auf der Empfangsschicht eine Oberschicht angeordnet ist, die ein feinporöses, kationische Ladungszentren aufweisendes anorganisches Pigment- und/oder Füllstoffpartikeln nach Anspruch 1 enhält. Für diesen Zweck besonders gut geeignet sind Aluminiumoxide, pyrrogene Aluminiumhydroxide und Aluminiumoxidhydrate, insbesondere jedoch das ∝-Aluminiumoxid Monohydrat oder das Metahydroxid γ-AlO(OH) (Böhmit) mit einer Porenradiusverteilung zwischen 1,0 bis 3,5 nm. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann in der Oberschicht eine feinteilige Kieselsäure wie pyrrogene Kieselsäure eingesetzt werden. Die Menge der feinteiligen Kieselsäure kann variieren zwischen 30 und 70 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Pigments.
    In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in der Oberschicht ein Polyvinylalkohol als Bindemittel eingesetzt. Besonders gut geeignet ist ein teilverseifter Polyvinylalkohol mit einem Verseifungsgrad zwischen 70 und 90 Mol%. Ebenfalls gut geeignet sind kationisch modifizierte Bindemittel, wie beispielsweise ein kationischer Polyvinylalkohol oder kationisch modifizierte Stärke. Aber auch andere wasserlöslichen Polymere können als Bindemittel eingesetzt werden. Die Menge des Bindemittels kann 20 bis 90 Gew.% betragen. Bevorzugt wird der Mengenbereich 40 bis 90 Gew.%, insbesondere jedoch 50 bis 80 Gew.% (bezogen auf die getrocknete Schicht).
    Das Mengenverhältnis anorganische Pigment-und/oder Füllstoffpartikeln zu Bindemittel kann 1:0,4 bis 1:100, insbesondere jedoch 1:2 bis 1:100 betragen.
    In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Oberschicht zusätztlich mindestens ein kationisches Polymer wie beispielsweise einen kationisch modifizierten Polyvinylalkohol, eine kationisch modifizierte Stärke, ein kationisch modifiziertes Polystyrol, ein kationisch modifiziertes Polyvinylpyrrolidon und ähnliche Polymere. Besonders geeignet sind quaternäre, hydroxy- oder aminofunktionelle Acrylat-Homo- und/oder Acrylat-Copolymere. Die Menge des kationischen Polymers beträgt 1 bis 30 Gew.%, insbesondere 5 bis 20 Gew.%, bezogen auf die getrocknete Schicht. Neben dem oben erwähnten kationischen Polymer kann die Oberschicht ein zusätzliches kationisches farbstoffixierendes Mittel enthalten, beispielsweise ein quaternäres Polyammoniumsalz aus der Gruppe der Polyvinylbenzyltrimethyl-, Polydiallyldimethyl-, Polymethacryloxyethyldimethylhydroxyethyl-, Polyhydroxypropyldimethylammoniumchloride. Aber auch andere farbstoffixierende Mittel wie kationische kationische Polyamine, kationische Polyacrylamide, kationische Polyethylenimine können eingesetzt werden. Die Menge des farbstoffixierenden Mittels kann bis 5 Gew.%, insbesondere von 0.5 bis 3 Gew.% betragen.
    Die Tintenaufnahmeschicht kann Bindemittel, farbfixierende Verbindungen, Härtungsmittel und andere Hilfsmittel enthalten. Als Bindemittel können beispielsweise Polyvinylalkohol, modifizierter Polyvinylalkohol, kationisch modifiziertes Polystyrol, Carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Stärke, Gelatine oder Mischungen davon eingesetzt werden.In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in der Tintenaufnahmeschicht Gelatine eingesetzt. Als besonders vorteilhaft erwies sich eine Schweineschwartengelatine mit einer Gallertfestigkeit von 200 bis 300 Bloom (gemessen nach BS 757, 1975 ), aber auch eine Rinderknochengelatine kann eingesetzt werden. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können zusätzlich bis 20 Gew.% ( bezogen auf den gesamten Binder ) eines weiteren Binders enthalten sein. Bei dem zusätzlichen Binder handelt es sich um einen modifizierten Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose oder Polyvinylpyrrolidon. Besonders gute Ergebnisse werden erreicht, wenn neben dem Bindemittel und den in einer Menge bis 5 Gew.% einsetzbaren farbstoffixierenden Mitteln zusätzlich ein kationisches Polymer eingesetzt wird. Das kationische Polymer kann ein quaternäres, hydroxy- oder aminofunktionelles Acrylat-Homo- und/oder Acrylat-Copolymer sein. Aber auch andere kationische Polymere wie beispielsweise ein kationisches Polystyrol oder eine kationisch modifizierte Stärke können verwendet werden. Das Mengenverhältnis kat. Polymer/Bindemittel in der Empfangsschicht beträgt 1:2 bis 1:20.
    In dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial kann als Träger eine Kunststoffolie (-film) oder vorzugsweise ein unbeschichtetes oder beschichtetes Basispapier verwendet werden. Besonders gut geeignet ist ein beidseitig mit Kunstharz beschichtetes Papier mit einem Flächengewicht von 50 bis 250 g/m2. Als Kunstharz können beispielsweise Polyolefine oder Polyester eingesetzt werden. Die Auftragsmenge der Kunstharzbeschichtung, in der zusätzlich noch Pigmente, Farbstoffe und andere Hilfsstoffe enthalten sein können, beträgt mindestens 5 g/m2. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird ein polyethylenbeschichtetes Papier eingesetzt. Als Träger geeignet ist aber auch ein gestrichenes Basispapier, insbesondere ein barytbeschichtetes Papier.
    Die Rückseite des Aufzeichnungsmaterials kann auch eine Funktionsschicht aufweisen, beispielsweise eine Anticurl- und/oder Antistatik-Schicht.
    Sowohl die Tintenaufnahme- als auch die Oberschicht werden aus einer wäßrigen Dispersion (Beschichtungsmasse) aufgetragen und getrocknet.
    Die Beschichtungsmasse kann mit allen gebräuchlichen Auftrags- und Dosierverfahren, wie beispielsweise Walzenauftrag-, Gravur oder Nipp-Verfahren und Luftbürsten oder Rollrakeldosierung auf den Träger aufgetragen werden.
    Die Auftragsmenge der Tintenaufnahmeschicht kann 1,0 bis 20 g/m2, vorzugsweise 8 bis 14 g/m2 betragen. Die Auftragsmenge der Oberschicht kann 0,5 bis 5,0 g/m2, vorzugsweise 1,0 bis 4,0 g/m2 betragen.
    In den folgenden Tabellen 1 und 2 sind einige der vielen möglichen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt:
    Bestandteile der Tintenaufnahmeschicht A A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
    Gelatine, 264 Bloom 91,8 81,8 73,6 73,4 82,6 - -
    Polyvinylalkohol, Verseifungsgrad: 98 Mol% - - 8,2 - 9,2 31,6 41,0
    Polyvinylpyrrolidon, Molgew.: 630 000 Dalton - - - 18,4 - 31,6 41,0
    Vinylacetat/Butylacrylat-Cop. - - - - - 31,6 -
    Aminomethylmethacrylat 5,0 15,0 15,0 5,0 5,0 - 15,0
    quat. Polyammoniumsalz 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 5,2 3,0
    TAF/Formaldehyd 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - -
    Bestandteile der Oberschicht B B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10
    Polyvinylalkohol, Verseifungsgrad: 88 Mol% 65 - - - 80 - - - 36 -
    Polyvinylalkohol, Verseifungsgrad: 74 Mol% - 75 - - - 62 72 65 36 -
    Kat. Polyvinylalkohol - - 65 - - - - - - 72
    Polyvinylpyrrolidon - - - 65 - - - - - -
    Al-Hydroxid, 1,0-3,0 nm - - - 30 - - - - - -
    Boehmit, 1,0-3,5 nm 30 20 30 - 15 20 20 10 10 20
    Kieselsäure - - - - - - - 10 - -
    Aminomethylmethacrylat - - - - - 15 - 10 - 5
    Hydroxyacrylat-Terpolymer - - - - - - 5 - 15 -
    Quat. Polyammoniumsalz 5 5 5 5 5 3 3 5 3 3
    Die Mengenangaben sind in Gew.% ausgedrückt und beziehen sich auf getrocknete Schichten.
    Die Erfindung soll mit Hilfe einiger ausgewählten Beispiele näher erläutert werden.
    Beispiel 1
    Die Vorderseite eines mit Alkylketendimer neutral geleimten und beidseitig mit Polyethylen beschichteten Basispapiers1) von 80 g/m2 Flächengewicht wurde erst mit einer Tintenaufnahmeschicht gemäß A1 (Tab. 1) und danach mit einer Oberschicht gemäß B1, B2, B6, B7 und B8 (Tab.2) versehen. Hierzu wurden zuerst entsprechende wäßrige Beschichtungsmassen hergestellt, die dann mit Hilfe eines Rollrakels auf das zu beschichtende Trägermaterial aufgetragen und getrocknet wurden. Die Auftragsgewichte betrugen:
    Standard-Drahtrakel/Größe
    Tintenaufnahmeschicht 10 g/m2 100
    Oberschicht B1 2 g/m2 35
    B2 3 g/m2 40
    B6 4 g/m2 45
    B7 4 g/m2 45
    B8 4 g/m2 45
    Beispiele
    1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
    A1 + B1 A1 + B2 A1 + B6 A1 + B7 A1 + B8
    Sonstige Versuchsbedingungen:
    Maschinengeschwindigkeit 100 m/min
    Trocknungstemperatur (Luft) 100°C
    Trocknungszeit 2-4 min
    1) Die Vorderseite des Basispapiers wurde mit einem LDPE ("low-density polyethylen") beschichtet (19 g/m2).
    Die Beschichtung enthielt außerdem:
    • 0,95 Gew.% optischer Aufheller,
    • 10 Gew.% Titandioxid,
    • 4 Gew.% Gleitmittel,
    • 10,8 Gew.% eines Pigmentkonzentrates (10 % Ultramarin, 90 % LDPE).
    Die Rückseite des Basispapiers wurde mit einer Mischung aus LDPE und HDPE (high-density polyethylen) beschichtet. Das Auftragsgewicht betrug 2o g/m2.
    Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wurde in einem sog. "Thermal Jet"-Verfahren bedruckt und anschließend analysiert.
    Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
    Beispiel 2
    Die Vorderseite des Basispapiers aus Beispiel 1 wurde erst mit einer Tintenaufnahmeschicht gemäß A2 (Tabelle 1) und anschließend mit einer Oberschicht gemäß B2, B6 und B8 (Tab. 2) versehen. Die Auftragsgewichte betrugen:
    Tintenaufnahmeschicht 12 g/m2
    Oberschicht B2 4 g/m2
    B6 5 g/m2
    B8 2 g/m2
    Beispiele
    2.1 2.2 2.3
    A2 + B2 A2 + B6 A2 + B8
    Versuchsbedingungen sind wie im Beispiel 1.
    Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
    Beispiel 3
    Ein auf der Vorderseite mit Barytschicht versehene Basispapier (Flächengewicht: 80 g/m2) wurde erst mit einer Tintenaufnahmeschicht gemäß A7 und anschließend mit einer Oberschicht gemäß B9 versehen.
    Die Barytschicht enthielt 85 Gew.% BaSO4 und 15 Gew.% Gelatine.
    Die Versuchsbedingungen waren wie im Beispiel 1.
    Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
    Vergleichsbeispiel V1
    Das Basispapier aus Beispiel 1 wurde mit einer Tintenaufnahmeschicht gemäß A2 beschichtet (12 g/m2) und anschließend mit einer Oberschicht gemäß B6 versehen (4 g/m2), jedoch ohne Boehmit mit enger Porenradiusverteilung, statt dessen mit Aluminiumhydroxid mit einer Porenradiusverteilung von 2,8 bis 100,0 nm (V1a) und 2,0 bis 14,0 nm (V1b).
    Vergleichsbeispiel V2
    Das Basispapier aus Beispiel 1 wurde nur mit einer Tintenaufnahmeschicht gemäß A2 und A6 beschichtet ohne und mit Zugabe von Aluminiumhydroxid beschichtet.
    Bestandteile V2a V2b V2c
    Gelatine, 264 Bloom 81,80 - -
    Polyvinylalkohol, Verseifungsgrad: 98 Mol% - 31,60 21,60
    Polyvinylpyrrolidon, - 31,60 21,60
    Molgewicht: 630000 Dalton
    Vinylacetat/Butylacrylat-Cop. - 31,60 21,60
    Aminomethylmethacrylat 15,00 - -
    quat. Polyammoniumsalz 3,00 5,20 5,20
    Al-Hydroxid, 2,0-14,0 nm - - 30,00
    TAF/Formaldehyd 0,20 - -
    Auftrag, g/m2 15 15 15
    Die Mengenangaben sind in Gew.% ausgedrückt und beziehen sich auf getrocknete Schichten.
    Vergleichsbeispiel V3
    Als Vergleich diente ein handelsübliches Aufzeichnungsmaterial: Folex Folie BG-32 WO
    Das in den Vergleichsbeispielen erhaltene Aufzeichnungsmaterial wurde in einem sog. "Thermal Jet"-Verfahren bedruckt und anschließend analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
    Prüfung des gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Aufzeichnungsmaterials
    Das Aufzeichnungsmaterial wurde mit Hilfe eines nach dem Bubble-Jet-Prinzip (Thermal Jet) arbeitenden Tintenstrahldruckers HP Deskjet 550 C der Fa. Hewlett Packard bedruckt.
    Bei den erhaltenen Druckbildern wurden Farbdensität, Wasserfestigkeit, Trocknungszeit, Glanz und Bleed untersucht.
    Die Densitätsmessungen wurden mit Hilfe eines "Original Reflection Densitometer SOS-45" durchgeführt. Die Messungen erfolgten für die Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz.
    Für die Untersuchung der Wasserfestigkeit wurde das Aufzeichnungsmaterial in Wasser getaucht. Die nach 60 s im Wasserbad 25°C verbliebene Densität (%) wird als Maß für die Wasserstabilität herangezogen.
    Das Ineinanderverlaufen der Tinten an den Rändern von zusammenliegenden Farbflächen (Bleed) wurde visuell mit den Noten 1-6 (sehr gut bis sehr schlecht) beurteilt.
    Die Messung der Glanzwerte erfolgte mit dem Labor Reflektometer RL3 der Fa. Dr. Lange nach DIN 67530.
    Das Trocknungsverhalten des Aufzeichnungsmaterials wird folgendermaßen ermittelt:
    Auf ein Blatt Papier wird mit schwarzer Tinte (reines Schwarz) ein Balken ausgedruckt und nach einer Wartezeit von 120 Sekunden Papier (20 Blatt) aufgelegt. Der Farbtransfer wird als Maß für Trocknung genommen. Die Trocknungszeit kann <120, 120-240 und >240 Sekunden betragen.
    Wie aus den Tabellen ersichtlich zeichnen sich die erfindungsgemäß hergestellten Aufzeichnungsmaterialien durch eine bessere Wasserfestigkeit, kürzere Trocknungszeiten sowie ein besseres Bleed-Verhalten aus. Auch wenn die Wasserfestigkeiten und Trocknungszeiten der nach V1a und V1b hergestellten Papiere ebenfalls gut sind, so ist das Bleed-Verhalten unbefriedigend. Auch hinsichtlich des Glanzes liegen die Werte bei Beispiel 2.2 höher als bei den entsprechenden Vergleichsbeispielen V1a und V1b.
    Figure 00210001

    Claims (9)

    1. Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahl-Druckverfahren mit einem Träger und einer Farbempfangsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Farbempfangsschicht eine Oberschicht angeordnet ist, die feinporöse, kationische Ladungszentren aufweisende anorganische Pigment- und/oder Füllstoffpartikeln enthält, deren Porenradiusverteilung 1,0 bis 3,5 nm beträgt.
    2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Pigment- und/oder Füllstoffpartikeln ein Aluminiumhydroxid aufweisen.
    3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumhydroxid ein Böhmit ist.
    4. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Pigment- und/oder Füllstoffpartikeln ein pyrrogenes Aluminiumoxid sind.
    5. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht mindestens ein kationisches Polymer enthält.
    6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des kationischen Polymers in der Oberschicht 1 bis 30 Gew.%, insbesondere 5 bis 20 Gew.%, beträgt.
    7. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht ein farbstoffixierendes Mittel in einer Menge von 0,5 bis 3,0 Gew.% enthält.
    8. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein polyolefinbeschichtetes Papier ist.
    9. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 bis 8,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein barythbeschichtetes Papier ist.
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