DE4322178A1 - Aufzeichnungsblatt für Ink-Jet-Druckverfahren - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für das Ink-Jet-
Druckverfahren sowie eine Beschichtungsmasse zur Herstellung einer
Tintenaufnahmeschicht für das Ink-Jet-Verfahren.
Bei Ink-Jet-Aufzeichnungssystemen werden Bedruckvorgänge durch
geführt, indem Tintentröpfchen mittels verschiedener Tinten
strahlverfahren, wie elektrostatisches Anziehungsverfahren,
Blasenbildungsverfahren, gebildet und auf ein Aufzeichnungs
material gebracht werden.
Für derartige Aufzeichnungsvorgänge, die das Drucken von Bildern
mit sehr hoher Auflösung direkt aus elektronischen Daten erlaubt,
werden an die hierfür eingesetzten Bildempfangsmaterialien hohe
Anforderungen gestellt. Das mittels Ink-Jet-Verfahren erzeugte
Bild soll verfügen über
- - hohe Auflösung,
- - hohe Farbdichte,
- - genügend Farbabstufungen,
- - gute Wischfestigkeit,
- - gute Wasserfestigkeit.
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 ausein anderlaufen,
- - die Tintendiffusion in dem Aufzeichnungsmaterial darf nicht zu hoch sein, damit der Durchmesser der Tinten punkte 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 Formbeständig keit aufweisen, ohne daß es sich nach dem Druckvorgang dehnt.
Hierbei handelt es sich zum Teil um sich widersprechende Forde
rungen, z. B. bedeutet die zu schnelle Einstellung der Wischfe
stigkeit, daß ein Tintentropfen nicht oder nur wenig auseinan
derläuft und dadurch die Klarheit des entstandenen Bildes be
nachteiligt wird.
Ausgehend von den an das Aufzeichnungsmaterial gestellten Forde
rungen werden trotzdem Wege gesucht, die zu einem Bild mit mög
lichst hoher Farbdichte bei möglichst hoher Wischfestigkeit
führen.
Es ist bekannt, als Aufzeichnungsmaterial für den Ink-Jet-Druck
Papier zu verwenden, in dem die Farbflüssigkeiten in den zwischen
den Papierfasern oder zwischen Fasern und Füllstoff gebildeten
Räumen absorbiert werden können.
Eine andere Gruppe von Aufzeichnungsmaterialien sind die mit einer
Tintenaufnahmeschicht versehenen Papiere.
Die Tintenaufnahmeschichten bestehen grundsätzlich aus einer
Pigment/Bindemittel-Mischung. Die Pigmente dienen, neben der Er
höhung des Weißgrades des Materials, zur Retention der Farbstoffe
aus der Aufzeichnungsflüssigkeit an der Oberfläche des Blattes.
Eine hohe Pigmentkonzentration führt zu großer Porosität der
Schicht (DE-PS 30 24 205). Dadurch wird zwar eine gute
Wischfestigkeit erreicht, gleichzeitig aber werden auch Pigmente
aus der Tinte in das Innere des Aufzeichnungsmaterials
hereingezogen, was die Farbdichte des Bildes verschlechtert.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 61-041 585 ist bekannt,
ein Aufzeichnungsmaterial mit einer Empfangsschicht aus
Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon herzustellen. Das
Mischungsverhältnis beider Komponenten PVA : PVP beträgt 3 : 1 bis
1 : 5. Nachteilig an diesem Material ist jedoch die mangelnde
Wasserfestigkeit und Naßreibfestigkeit des Materials.
In der japanischen Offenlegungsschrift JP 61-261 089 wird ein
transparentes Material für "over head"-Projektoren vorgeschlagen,
welches neben einer Polyvinylalkohol/Polyvinylpyrrolidon-Mischung
zusätzlich ein kationisches leitfähiges Harz enthält. Dadurch wird
zwar eine gute Wischfestigkeit und Wasserfestigkeit, aber keine
ausreichende Naßreibfestigkeit erreicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Aufzeich
nungsmaterial für das Ink-Jet-Druckverfahren vorzuschlagen, wel
ches die eingangs erwähnten Anforderungen erfüllt, insbesondere
aber neben hoher Farbdichte und Bildschärfe eine gute Wasser
festigkeit und Naßreibfestigkeit gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Aufzeichnungsmaterial, welches
aus einem Träger und einer darauf angeordneten Tintenauf
nahmeschicht besteht, die ein Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrroli
don, Vinylacetat-Homopolymer und/oder Vinylacetat-Copolymer als
Bindemittel sowie eine quaternäre Ammonium-Verbindung enthält.
Das Mengenverhältnis des Vinylacetat-Homopolymers und/oder Vi
nylacetat-Copolymers zur Polyvinylalkohol/Polyvinylpyrrolidon-Mi
schung im Bindemittelgemisch beträgt 1 : 3 bis 3 : 1.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Vinylace
tat-Copolymer ein Vinylacetat/Acrylsäurealkylester-Copolymer.
Die Menge des Bindemittels in der Schicht beträgt 10 bis 80 Gew.%.
Die erfindungsgemäße Tintenaufnahmeschicht enthält eine quaternäre
Ammonium-Verbindung mit einer bestimmten Kationizität, die mit
Hilfe der sog. PCD-Titration mit einer 1 · 10-3 n Lösung des poly
ethensulfonsauren Natriums (PES-Lösung) ermittelt wird. Die
nach dieser Methode ermittelten Werte der Kationizität für die er
findungsgemäßen Ammonium-Verbindungen betragen 15 bis 30 ml PES-
Lösung, insbesondere 20 bis 25 ml PES-Lösung. Zu den quat. Ammo
nium-Verbindungen gehören z. B. Polyaminsalze und Polyamidamin-
Verbindungen. Als besonders vorteilhaft hat sich das Polydiallyl
dimethylammoniumchlorid erwiesen.
Die Menge der quaternären Ammonium-Verbindung in der Schicht be
trägt höchstens 10 Gew.%.
Die erfindungsgemäße Tintenaufnahmeschicht kann auch andere Zu
satzstoffe, wie Weißpigmente, Buntpigmente, Farbstoffe, Disper
gierhilfsmittel, Netzmittel, Härtungsmittel und optische Aufheller
enthalten.
Zu den in der Tintenaufnahmeschicht Verwendung findenden Pigmenten
gehören: Kieselsäure, Clay, Zeolithe und andere anorganische Pig
mente. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der
Tintenaufnahmeschicht eine amorphe Kieselsäure enthalten, die ein
Porenvolumen von 1,0-2,5 ml/g bei einer Teilchengröße von 5 µm
aufweist.
Die Menge des Pigments in der Tintenaufnahmeschicht beträgt 15 bis
80 Gew.%, insbesondere 30 bis 65 Gew.%.
Die Tintenaufnahmeschicht wird aus einer wäßrigen Dispersion
(Beschichtungsmasse) mit Hilfe aller gebräuchlichen Auftrags- und
Dosierverfahren auf den Träger aufgetragen. Die Auftragsmenge der
Tintenaufnahmeschicht beträgt 0,5 bis 15 g/m², vorzugsweise 2 bis
8 g/m². Als Träger kann eine Kunststoffolie, ein beschichtetes
oder ein unbeschichtetes Basispapier eingesetzt werden. Das Basis
papier kann ein sauer oder ein neutral geleimtes Papier sein. Die
Rückseite des Basispapiers kann auch eine hydrophile Schicht
aufweisen, die ein hydrophiles kolloidales Bindemittel, wie
Stärke, modifizierte Stärke, Polyvinylalkohol, Gelatine enthält.
Die Erfindung soll mit Hilfe der nachfolgenden Beispiele näher er
läutert werden.
Die Vorderseite eines mit Alkylketendimer neutral geleimten und 20
Gew.% CaCO₃ in der Masse enthaltenden Rohpapiers von 80 g/m²
Flächengewicht wurde mit einer wäßrigen Beschichtungsmasse
beschichtet und getrocknet. Die erhaltenen Tintenaufnahmeschichten
haben folgende Zusammensetzung:
Sonstige Versuchsbedingungen:
- - Maschinengeschwindigkeit: 100 m/min
- - Trocknungstemperatur 130°C
- - Trocknungszeit 5 min
Das erhaltene Aufzeichnungsblatt wurde in einem sog. "Thermal-
Jet"-Verfahren bedruckt und anschließend analysiert.
Die Prüfergebnisse sind in Tab. 1 zusammengestellt.
Die Durchführung erfolgte gemäß Beispiel 1c.
Anstatt des Polydimethyldiallylammoniumchlorids wurde ein
Amidderivat mit einer Kationizität von 13,11 ml PES-Lösung
eingesetzt.
Das Basispapier aus Beispiel 1 wurde mit einer Empfangsschicht
versehen) bei der kein Polyvinylacetat eingesetzt wurde.
Die Tintenaufnahmeschichten gemäß den Vergleichsbeispielen V1
und V2 wurden aus wäßrigem Milieu aufgetragen und hatten nach der
Trocknung folgende Zusammensetzungen:
Das in den Vergleichsbeispielen erhaltene Aufzeichnungsmaterial
wurde in einem sog. "Thermal jet"-Verfahren bedruckt und
anschließend analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusam
mengestellt.
Zusätzlich zu den Vergleichsbeispielen wurden zwei handelsübliche
Aufzeichnungsmaterialien herangezogen und analysiert. Die
Prüfergebnisse sind in Tab. 2 zusammengestellt.
Claims (12)
1. Aufzeichnungsblatt für Ink-Jet-Druckverfahren, bestehend
aus einem Träger und einer ein hydrophiles Bindemittel und ein
Pigment enthaltenden Tintenaufnahmeschicht, dadurch gekennzeich
net, daß die Tintenaufnahmeschicht eine Mischung aus Polyvinyl
alkohol, Polyvinylpyrrolidon, Vinylacetat-Homopolymer und/oder
Vinylacetat-Copolymer als Bindemittel sowie eine quaternäre Am
monium-Verbindung enthält.
2. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die quaternäre Ammonium-Verbindung eine Polyammoniumverbin
dung mit einer Kationizität von 15 bis 30 ml einer 1 × 10-3 n
Lösung des polyethylensulfonsauren Natriums ist.
3. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die quaternäre Ammonium-Verbindung ein
Polydiallyldimethylammoniumchlorid ist.
4. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Menge der quaternären Ammonium-Verbindung
höchstens 10 Gew.% beträgt.
5. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Vinylacetat-Copolymer ein Vinylace
tat/Acrylsäurealkylester ist.
6. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Menge des Bindemittels 10 bis 80 Gew.%
beträgt.
7. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis des Vinylacetat-
Homopolymers und/oder Vinylacetat-Copolymers zur
Polyvinylalkohol/Polyvinylpyrrolidon-Mischung 1 : 3 bis 3 : 1
beträgt.
8. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Tintenaufnahmeschicht eine amorphe
Kieselsäure, ein Clay, einen Zeolith oder andere anorganische
Pigmente enthalten kann.
9. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet
daß die amorphe Kieselsäure ein Porenvolumen von 1,0 bis 2,5
ml/g bei einer Teilchengröße von 5 µm aufweist.
10. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Menge des Pigments in der Tintenaufnahme
schicht 15 bis 80 Gew.%, insbesondere 30 bis 65 Gew.% beträgt.
11. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Tintenaufnahmeschicht auf einen Träger aus ei
nem geleimten Rohpapier aufgetragen ist.
12. Pigmenthaltige Beschichtungsmasse zur Herstellung einer
Tintenaufnahmeschicht für ein Ink-Jet-Aufzeichnungsblatt der
Ansprüche 1 bis 11.
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