DE19804122A1

DE19804122A1 - Inkjet-Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE19804122A1
Application number: DE1998104122
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Bergthaller; Stefan Dr Herrmann; Lothar Dr Puppe
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-08-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Inkjet-Aufzeichnungsmaterial mit verbesserten Eigenschaf ten.

Das Inkjet-Verfahren ist bekannt (siehe beispielsweise das Kapitel Ink Jet Printing von R.W. Kenyon in "Chemistry and Technology of Printing and Imaging Systems", Her ausgeber Peter Gregory, Blackie Academic & Professional, Chapman & Hall 1996, Seiten 113 bis 138, und die darin zitierte Literatur).

Dabei werden Inkjet-Bilder durch Aufspritzen einer Farbstofflösung oder Farbstoff dispersion in einem feinen bildmäßig modulierten Strahl auf ein Aufzeichnungsmaterial erzeugt. Aufzeichnungsmaterialien besserer Qualität weisen auf einem Trägermaterial eine Bildempfangsschicht auf, die ein Mittel enthält, mit der der Inkjet-Farbstoff dif fusions- und wischfest gebunden werden soll. So ist aus EP 609 930 bekannt, eine Tintenempfangsschicht auf dem Träger vorzusehen, die wenigstens ein Beizenmittel enthält, das ein Polymer oder Copolymer mit einer kationischen Gruppe ist. Der wei tere Stand der Technik zur Inkjet-Materialien wird in dem genannten Dokument aus führlich diskutiert. Die bisher erzielten Ergebnisse sind dennoch nicht ausreichend.

Kationische Beizen sind bevorzugt, weil als Inkjet-Farbstoffe üblicherweise Azofarb stoffe mit sauren Gruppen verwendet werden.

Aus DE-A-2 234 823 ist bekannt, daß ein bedruckbares Material für den Inkjet-Druck auf der Basis von Fotopapierunterlagen mit anfärbbaren Gelatineschichten hergestellt werden kann. So hergestellte Inkjet-Printmaterialien haben ein weitgehend fotografie ähnliches Aussehen und einen Griff, der ebenfalls einem fotografischen Papier ent spricht. Geeignete Mittel, die die Inkjet-Farbstoffe diffusions- und wischfest binden sind z. B. kationische Beizen, farbstoffkomplexierende Verbindungen, Aluminiumhy droxid.

Herkömmliche Inkjet-Materialien und damit hergestellte Ausdrucke haben jedoch empfindliche Nachteile, wenn sie direkt mit fotografischen Abzügen verglichen wer den, insbesondere in Bezug auf die Gebrauchseigenschaften, die physikalischen Eigen schaften und auf die visuelle Qualität des Ausdruckes. Vor allem die Tendenz zum Ausbluten der Farbstoffe bei Zutritt von Feuchtigkeit, aber auch der verminderte Oberflächenglanz, die durch den Einbau von Abstandshaltern bedingte Rauhigkeit des Materials, die Tendenz zum Glanzverlust an Stellen hoher Farbdichte werden vom Kunden als eindeutige Nachteile eines Inkjetmaterials gegenüber der chromogenen Farbkopie empfunden.

Ein weiterer Nachteil ist die Tendenz zum Rückübertrag der Farbstoffe auf saugfähige Flächen, die während der Trocknungszeit mit dem frisch bedruckten und noch nicht getrockneten Material in Kontakt kommen. Insbesondere beim Druck größerer Aufla gen und dem damit notwendigerweise verbundenen Stapeln vieler Ausdrucke im Aus gabeteil des Druckers oder bei der Lagerung frischer Ausdrucke unter Druck kann es zum Kontakt zwischen einzelnen Ausdrucken und damit zum Farbübertrag kommen. Dieser Nachteil wird z. B. durch Einbringen von Abstandshalterteilchen in die farbaufnehmende Schicht vermieden, wobei ein direkter Kontakt über die volle Fläche verhindert werden soll, führt jedoch zu erhöhter Rauhigkeit der Oberfläche und vermindertem Glanz.

Ein weiteres Problem ist die Tendenz zur Ausbildung rissiger Oberflächenstrukturen als Folge der Trocknung bei der Herstellung des Materials selbst und der damit erhal tenen Ausdrucke, ein Fehler, der insbesondere bei Materialien mit einem hohen Auf trag an Füllstoff oder Weißpigment festzustellen ist. Es kommt dabei stark auf die Qualität der verwendeten Leimungsmittel an. Auf die mit der Leimung verbundenen Probleme und Problemiösungen geht insbesondere ein Artikel von U. Riebelin, L. Höhr, B. Dirks und A. DeClercq im Wochenblatt für Papierfabrikation 1995 (7), Seiten 275-280 ausführlich ein.

Weiterhin sind die Trocknungszeiten noch zu lang und die erzielten Maximaldichten noch unbefriedigend.

Demgegenüber wird die typische Pixelstruktur eines Inkjet-Ausdruckes vom Kunden als verfahrensbedingt und mit der Auflösung des Druckers verknüpft akzeptiert, ob wohl auch hierin von Material zu Material deutlich erkennbare Qualitätsunterschiede bestehen, die durch die Fähigkeit des Farbauftrages zum Verfließen während der Trocknungsdauer zustandekommen, also auch mit der Qualität der Tinte zusammen hängen.

Hinzu kommt, daß sich der Inkjet-Druck auf dem Markt als selbständiges Verfahren etabliert, mit dem in erster Linie Großformatdrucke in begrenzten Auflagen hergestellt werden, bei denen die Pixelstruktur der Vorlage a priori nicht mehr stört.

Für den Ausdruck von fotografischen Vorlagen werden von den Herstellern heute Materialien angeboten, in denen die beschriebenen Nachteile soweit wie möglich ge mindert oder sogar behoben sind. Dies gilt sowohl für die preisgünstigeren gestriche nen Inkjetpapiere als auch für die teureren, zum Teil mit mehreren farbaufnehmenden Schichten begossenen Inkjetmaterialien.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Inkjetmaterials mit verbesserter Tintenannahme und besserer Farbeffizienz, den Voraussetzungen zur Erzielung eines größtmöglichen Farbraumes.

Überraschend wurde gefunden, daß sich die Farbaufnahme- und Farbtrageeigenschaf ten eines Inkjet-Printmaterials im bedruckten Zustand mit hydrophilen Farbaufnahme schichten wirksam verbessern lassen, wenn mindestens einer der aufgebrachten Schichten ein feinteiliges Aluminiumphosphat zugegeben wird. Bevorzugt ist das die vom Träger am weitesten entfernte Schicht.

Darüber hinaus lassen sich mit einer aluminiumphosphat-haltigen Empfangsschicht deutlich höhere Maximaldichten in allen Farben erzielen.

Das Aluminiumphosphat kann in kompakt mikrokristalliner oder in poröser Form ein gesetzt werden. Es kann sich auch um magnesiumhaltiges Aluminiumphosphat han deln. Die mittlere Teilchengröße des feinteiligen Aluminiumphosphats beträgt bevorzugt 0,1 bis 25 µm, insbesondere 0,1 bis 10 µm und besonders bevorzugt 0,2 bis 3 µm. Als Aluminiumphosphat kommen Al(H₂PO₄)₃, AlPO₄, AlH₂P₃O₁₀ und [Al(PO₃)₃]_n in Frage; AlPO₄ ist bevorzugt.

Das Aluminiumphosphat kann darüberhinaus auch als Bindemittel fungieren, entweder für sich allein oder zusammen mit anderen Bindemitteln, z. B. mit Gelatine. Werden andere Bindemittel eingesetzt, z. B. Gelatine, so können diese vernetzt oder unvernetzt sein.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteran sprüchen hervor.

Aluminiumphosphat wird in der Drucktechnik bisher kaum verwendet. Als Flamm schutzmittel in der Papierunterlage ist Aluminiumphosphat aus der Anmeldung JP-A-94 141 733 bekannt.

Die Aluminiumphosphat enthaltende Schicht kann auf verschiedene Weise aufgetra gen werden, insbesondere durch Walzenantrag, Antrag einer Streichmasse mit dem Rakel, Begußverfahren. Für den mehrschichtigen Antrag werden Begußverfahren bevorzugt.

Gegebenenfalls kann die Oberfläche des beschichteten Materials durch einen nachge schalteten Prozeß - z. B. durch Kalandrieren - noch in ihren physikalischen Eigen schaften verändert werden.

In diesem Zusammenhang ist auf einen Übersichtsartikel von J. H. Morris, P. G. Perkins, A. E. A. Rose und W. E. Smith zu verweisen (Chem. Soc. Revs. 6, 173-194 [1977], in dem die Chemie und die Bindeeigenschaften von Aluminiumphos phat detailliert beschrieben sind.

Durch den Zusatz von Aluminiumphosphat wird auch die Begießbarkeit des Materi als, insbesondere die Gleichmäßigkeit des Auftrages verbessert.

Beispiele

Als Trägermaterial für die nachfolgend beschriebenen Beispiele wird ein beidseitig mit Polyethylen beschichtetes Papier verwendet.

Beispiel 1 (Vergleich)

Auf den Träger wird eine erste Schicht (untere Schicht) von 8 µm Stärke gegossen, die pro m² folgende Bestandteile hat:

7,12 g alkalisch geäscherte Gelatine,
0,88 g Emulgator E-1.

Auf diese Schicht wird eine zweite Schicht (obere Schicht) von 2 µm Stärke gegossen, die pro m² folgende Bestandteile hat:

0,8 g alkalisch geäscherte Gelatine,
0,8 g Phthaloylgelatine,
0, 18 g UV-Absorber I-1 und
0,45 g Emulgator E-1.

Beispiel 2 (erfindungsgemäß)

Wie Beispiel 1, nur enthält die obere Schicht zusätzlich 100 mg/m² Aluminium phosphat (AlPO₄, mittlere Teilchengröße 2,5 µm).

Beispiel 3 (erfindungsgemäß)

Wie Beispiel 1, nur enthält die untere Schicht zusätzlich 3 g Aluminiumphosphat/m² sowie 30 mg des Dispergierhilfsmittels D-1/m². Als Aluminiumphosphat wird wieder um AlPO₄, mittlere Teilchengröße 2,5 µm eingesetzt.

Beispiel 4 (erfindungsgemäß)

Wie Beispiel 3, nur enthält die obere Schicht zusätzlich 200 mg Aluminiumphosphat (AlPO₄, mittlere Teilchengröße 2,5 µm)/m².

Beispiel 5 (erfindungsgemäß)

Wie Beispiel 4, aber der UV-Absorber wird durch 0,9 g Gelatine und 0,9 g Phthaloylgelatine ersetzt.

Beispiel 6 (erfindungsgemäß)

Wie Beispiel 4, aber der oberen Schicht werden zusätzlich 0,05 g Härter H-1/m² zugesetzt.

In den folgenden Versuchen wird ein HP 870 CXi-Drucker mit handelsüblichen Tinten als Testgerät eingesetzt. Die schwarze Tinte enthält Pigmente.

Versuch A

Die getrockneten Proben der Beispiele 1 bis 5 werden mit einem HP 870 CXi-Drucker mit Farbfeldern in den Farben blaugrün, purpur und schwarz bedruckt.

Die Trockenzeit des Materials wird eingeschätzt, indem das bedruckte Material mit einem Finger abgerieben wird. Angegeben ist die Trocknungszeit, nach der kein Verwischen mehr eintritt.

Durch den Einsatz von Aluminiumphosphat wird die Trocknung beschleunigt.

Versuch B

Die getrockneten Proben der Beispiele 1 bis 5 werden wie bei Versuch A mit den Farben blaugrün, purpur, gelb, schwarz, rot, grün und blau bedruckt. Der Ausdruck wird mit Hilfe einer Gummiwalze auf ein Blatt weißes Kopierpapier (80 g/m²) abge drückt. Es wird die Zeit bestimmt, nach der kein Farbübertrag mehr meßbar ist.

Versuch C

Auf die Proben der Beispiele 1 bis 5 werden Farbfelder der Farben blaugrün, purpur und gelb mit 100% Bedeckung gedruckt sowie Schwarz, das aus je 99% der drei Grundfarben gemischt wurde. Angegeben sind die gemessenen optischen Dichten.

Man erkennt, daß die erzielbaren Maximaldichten und damit der darstellbare Farb raum signifikant zunehmen.

In den Beispielen wurden folgende Substanzen verwendet:

D-1 neutralisierte, kondensierte Naphthalinsulfonsäure (Aerosol® NS der Fa. Cytex Industries B.V.)

Claims

1. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger und wenigstens einer auf den Träger aufgetragenen farbaufnehmenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß in der mindestens einen Schicht feinteiliges Aluminiumphosphat enthalten ist.

2. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumphosphat in der am weitesten vom Träger entfernten Schicht enthalten ist.

3. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der aufgetragenen Schichten ein Bindemittel enthält.

4. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am weitesten vom Träger entfernte Schicht Abstandshalter enthält.

5. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Gelatine ist.

6. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein auf beiden Seiten mit einem Polyester oder Polyolefin laminier tes Papier ist.

7. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Schicht ein Bildstabilisator enthalten ist.

8. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche nach der Beschichtung mechanisch behandelt wurde.

9. Inkjet-Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinteilige Aluminiumphosphat AlPO₄ mit einer mittleren Korngröße von 0, 1 bis 25 µm ist.