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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial und insbesondere
ein thermisches Aufzeichnungsmaterial sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial.
Das Aufzeichnungsmaterial umfasst eine Beschichtung, die vorzugsweise
eine Schutzschicht ist, enthaltend ein spezifisches Polyurethan.
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Aus
der Vielzahl von Aufzeichnungsmaterialien, wie zum Beispiel druckempfindliche
Aufzeichnungsmaterialien, Tintenaufzeichnungsmaterialien, Offset-
und Flexodruckaufzeichnungsmaterialien, thermische Transferaufzeichnungsmaterialien,
sowie thermische Aufzeichnungsmaterialien haben sich die Informationsaufzeichnungsmaterialien
nach dem Direkt-Thermoprinzip aufgrund der höheren Leistung
und der einfacheren Handhabung des Drucksystems in den letzten Jahren
immer mehr durchgesetzt.
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Ein
thermisches Aufzeichnungsmaterial ist ein Material, bei dem eine
wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, enthaltend ein
auf Wärme reagierendes Material auf einem Substrat ausgebildet
wird. Das Bild wird schließlich durch eine Wärmereaktion,
induziert durch einen Thermokopf und auch andere Wärme
erzeugende Verfahren gebildet. Der Vorteil eines Direktthermosystems
liegt vor allem im einfachen Aufbau der entsprechenden Drucksysteme,
die ausgesprochen wartungsarm sind. Des Weiteren haben sich neue
Anwendungsgebiete dadurch erschlossen, dass diese Geräte
sehr klein gebaut werden können und Batterie betrieben
sein können, wodurch sie sehr mobil einsetzbar sind.
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Thermopapier,
ein thermisches Aufzeichnungsmaterial, kann aus einem Substrat,
auf dem eine thermische Energie isolierende Schicht (Isolationsstrich)
aufgebracht wird, auf der dann eine Thermoreaktivschicht appliziert
wird bestehen. Die für den Isolationsstrich bevorzugten
Pigmentsysteme sind heute kalzinierter Clay, sowie synthetisch hergestellte
Hohlkugelpigmente oder eine Kombination derselben. Der thermische
Reaktivstrich enthält Leucofarbstoffe, die im nicht angeregten
Zustand farblos sind, sowie Co-Recktanten, die bei Anwendung von
Wärme in einer Schmelze miteinander reagieren. Dabei wird
bei Leucofarbstoffen oft ein Lactonring thermisch geöffnet,
und es kommt zu einer Farbreaktion. Die so hergestellten Thermopapiere
kommen vornehmlich im Kassenquittungsbereich (point of sales, POS)
und im Etiketten- und Parkscheinbereich zur Anwendung.
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Es
gibt allerdings auch Anwendungen, die hinsichtlich klimatischer
Umwelteinflüsse besondere Anforderungen an ein Thermopapier
stellen. Man verlangt einerseits die Resistenz gegenüber
Wasser, Alkohol, Fetten, Ölen und Weichmachern wobei andererseits
die Bedruckbarkeit nicht nachteilig beeinflusst werden soll. Um
die vorgenannte Resistenz gegenüber den vorgenannten Substanzen
zu gewährleisten werden Thermopapiere mit einer weiteren
Schutzschicht versehen. Solche Produkte werden in den Anwendungsbereichen Lotteriescheine,
Fahrscheine, Eintrittskarten und hochwertige Etiketten eingesetzt.
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Die
Schutzschicht (Schutzstrich) enthält im Wesentlichen wasserlösliche
Polymere, die auch Bindemittelfunktion aufweisen, oft in Kombination
mit einem anorganischen Pigment. Beispielsweise können
als wasserlösliche Polymere voll- oder teilverseifte, carboxymodifizierte,
acetoacetyl modifizierte oder silikonmodifizierte Polyvinylalkohole
eingesetzt werden. Ebenso werden Stärke, modifizierte Stärke,
Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Gelatine oder Casein eingesetzt. Der Anteil an wasserlöslichen
Polymeren liegt üblicherweise zwischen 10 und 80 Gewichtsprozent
bezogen auf das Gesamttrockengewicht der aufgebrachten Schicht.
Des Weiteren können auch wasserunlösliche Polymere
wie Styrolacrylsäureester Copolymere, Polyacrylsäureester,
Copolymere aus Acrylnitril mit Acrylamid oder Acrylester eingesetzt werden.
Als Pigmente werden beispielsweise Kaolin, gefälltes Calciumcarbonat,
natürliches Calciumcarbonat, Talkum, Bentonit, Siliziumdioxid,
Magnesiumcarbonat, Zinkoxid, Aluminiumoxid und/oder Aluminiumhydroxid in
der Schutzschicht eingesetzt. Ebenso werden verschiedene organische
Pigmente wie Harnstoff Formaldehydharze oder Polystyrole genannt.
Der Pigmentanteil in einer solchen Schutzschicht beträgt
beispielsweise 20 bis 80 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtstrichmenge.
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Die
Schutzschicht wird üblicherweise in einem Auftragsbereich
von 0,5 bis 4,5 g/m2 (ofentrocken) appliziert.
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Bei
der Herstellung der Thermopapiere müssen die für
die Funktion notwendigen Schichten auf einem Substrat, welches Papier
oder ein synthetisches Material sein kann, aufgebracht werden. Im
Stand der Technik werden hierzu Rakel- oder Blade Beschichtungsanlagen,
Walzen- oder Luftmesseraggregate, als auch Vorhangbeschichtungsaggregate
in den unterschiedlichsten Variationen genannt. Aufgrund der hohen
erzielbaren Produktionsgeschwindigkeiten haben sich Vorhangbeschichtungsverfahren
in den letzten Jahren immer mehr durchgesetzt. Der Auftragsvorgang
wird beispielsweise wie folgt durchgeführt: Zunächst
wird eine erste (Isolations) Schicht aufgebracht und dieselbe getrocknet,
wobei nachfolgend eine zweite Schicht aufgebracht wird, die die
thermisch reagierenden Substanzen enthält (Thermoschicht).
Diese wird getrocknet wobei nachfolgend eine Schutzschicht aufgebracht
wird, gefolgt von einer Trocknung der zuletzt aufgebrachten Schicht.
Dies kann in drei Beschichtungsgängen auf demselben Aggregat
erfolgen, allerdings sind auch technische Lösungen bekannt,
bei denen der erste Isolationsstrich schon bei der Papierherstellung
innerhalb der Papiermaschine appliziert wird, und nachfolgend in
zwei Arbeitsgängen auf so genannten Streichwerken die Thermoschicht
bzw. Schutzschicht aufgebracht wird.
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Ein
wichtiges Kriterium zur Anwendung von Aufzeichnungsmaterialien ist
die Bedruckbarkeit in den klassischen Druckverfahren, wie Offsetdruck
oder Flexodruck. Als hierzu notwendige Voraussetzung muss die äußere
Schicht, welche bedruckt wird, eine ausgezeichnete Bedruckbarkeit
aufweisen. Die Oberflächenfestigkeit, sowie Resistenz der
Schutzschicht gegenüber Wasser ist hierbei essentiell.
Diese Eigenschaften können zum Einen durch die Wahl und
der Menge des in der Schutzschicht enthaltenden Bindemittels gesteuert
werden, allerdings werden sie im Stand der Technik durch Zugabe
von Vernetzungsmitteln beeinflusst. Durch diese Vernetzungsmittel
werden die in den Schichten befindlichen wasserlöslichen
Bindemittel wasserunlöslich modifiziert. Bei Thermopapieren,
die mit einer Schutzschicht versehen sind ist der Vernetzer sowohl
in der Thermoschicht als auch in der hierauf aufgebrachten Schutzschicht enthalten
um einen intermediären Verbund zu erzielen, der eine hohe
Festigkeit der Schutzschicht auf der Thermoschicht im Druckprozess
gewährleistet. Beispielsweise können als Vernetzungsmittel
Glyoxal, Melamin, Polyamidepichlorhydrin, Ammoniumzirconiumcarbonat,
Ethylendiamin, Glutaraldehyd oder Hydrazidverbindungen eingesetzt
werden. Bezogen auf die Konzentration des Polyvinylalkohols im Strich
liegen die Zugabemengen für das Vernetzungsmittel im Bereich von
0,1 bis 10 Gewichtsprozent bezogen auf das gesamte getrocknete Gewicht
der Schicht. Außerdem sollten die Thermopapiere resistent
gegenüber Weichmachern sein. Auch diese Eigenschaft wird
durch den Zusatz von Vernetzern signifikant verbessert.
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Eine
solche Schutzschicht sollte allerdings auch eine ausreichende thermische
Beständigkeit während des Druckvorganges aufweisen.
Die während eines Thermodruckes aufgebrachte Energie darf
insbesondere die oberste Schicht eines Aufzeichnungsmaterials nicht
nachteilig verändern. Es besteht ein Bedarf an Beschichtungen,
die einerseits eine gute Bedruckbarkeit mit den unterschiedlichsten
Druckverfahren aufweisen und auf der anderen Seite eine thermische
Beständigkeit gegenüber der aufgebrachten Energie
während des Thermodruckes bedingen. Im Stand der Technik
werden oft Mischungen von Bindemitteln verwendet um eine Beschichtung
mit dem vorgenannten Eigenschaftsprofil zu erzielen. Dies bedingt
allerdings eine hohe Komplexität der Herstellung solcher
Aufzeichnungsmaterialien.
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Die
vorgenannten Anforderungen gelten allgemein für alle Aufzeichnungsmaterialien.
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Die
technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Zurverfügungstellung
eines Aufzeichnungsmaterials, das eine gute thermische Beständigkeit
einer aufgebrachten Beschichtung aufweist und andererseits eine
hervorragende Bedruckbarkeit gewährleistet.
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Die
technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Aufzeichnungsmaterial
umfassend
- a) ein Substrat
- b) eine auf wenigstens einer Seite des Substrates aufgebrachte
Beschichtung enthaltend ein Polyurethan erhalten aus:
- a. 7 bis 50 Gew.-% einer wenigstens difunktionelle Polyisocyanate
enthaltenden Polyisocyanatkomponente,
- b. 30 bis 80 Gew.-% einer aromatische Strukturen enthaltenden
Polyolkomponente,
- c. 2 bis 10 Gew.-% wenigstens einer hydrophilierenden Komponente,
deren Verbindungen neben wenigstens einer hydrophilen Gruppe wenigstens
eine, vorzugsweise wenigstens zwei isocyanatreaktive Gruppe aufweisen
und
- d. 4 bis 28 Gew.-% wenigstens einer hydrophobierenden Komponente
gelöst.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aufzeichnungsmaterial
ein thermisches Aufzeichnungsmaterial und/oder ein Tintenstrahlaufzeichnungsmaterial.
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Vorzugsweise
ist das Substrat ein Papiersubstrat und/oder ein Substrat enthaltend
ein synthetisches Material. Im Sinne dieser Erfindung ist ein Substrat
vorzugsweise ein flächenförmiges Gebilde, das
es erlaubt mit wenigstens einer Beschichtung versehen zu werden
bzw. zu sein.
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Das
Aufzeichnungsmaterial weist vorzugsweise ein Flächengewicht
von 40 bis 300 g/m2 (ofentrocken) auf.
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Die
Anteile der einzelnen Komponenten aus denen das Polyurethan der
Beschichtung b) erhalten wurde sind so zu wählen, dass
sie insgesamt 100 Gew.-% ergeben. Falls das Polyurethan als Dispersion
vorliegt, so beziehen sich die Mengenangaben auf die polymeren Bestandteile
des Polyurethans.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Polyurethan
enthalten in der Beschichtung b) aus bis zu 15 Gew.-% wenigstens
einer weiteren Komponente e. erhalten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind die wenigstens difunktionellen
Polyisocyanate der Polyisocyanatkomponente a. des Polyurethans enthalten
in der Beschichtung b) ausgewählt aus der Gruppe umfassend
1,3-Cyclohexandiisocyanat, 1-Methyl-2,4-diisocyanato-cyclohexan,
1-Methyl-2,6-diisocyanato-cyclohexan, Tetramethylendiisocyanat,
4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, 2,4-Diisocyanatotoluol,
2,6-Diisocyanatotoluol, α,α,α',α'-Tetra-methyl-m-
oder p-Xylylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, hydriertes Xylylendiisocyanat,
1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan
(Isophorondiisocyanat), Hexahydro-2,4 bzw. 2,6-Diisocyanatotoluol
und 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan, sowie deren Mischungen,
gegebenenfalls auch mit weiteren Isocyanaten.
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Es
können auch höherfunktionelle Homologe, Oligomere
bzw. Prepolymere auf Basis der beispielhaft genannten, mindestens
difunktionellen Polyisocyanate verwendet werden, die z. B. Urethan-,
Biuret-, Carbodiimid-, Isocyanurat-, Allophanat-, Iminooxadiazindion-,
Uretdion-, Amid-, Imid,- Ether-, Carbonat- und/oder Estergruppen
aufweisen.
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Bevorzugt
enthält die Polyisocyanatkomponente a) 50 bis 100 Gew.-%
cycloaliphatische Diisocyanate wie Isophorondiisocyanat, Hexahydro-2,4
bzw. 2,6-Diisocyanatotoluol, 1-Methyl-2,4(2,6)-diisocyanatocyclohexan,
4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan und/oder aromatische Di- bzw.
Polyisocyanate wie 2,4- und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'- bzw.
2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und/oder dessen Homologe.
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Vorzugsweise
ist die Polyolkomponente b. des Polyurethans enthalten in der Beschichtung
b) ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Polyesterpolyole,
Polycarbonatpolyole, Polyetherpolyole, Polyamidpolyole, Polyimidpolyole,
Polymerisatpolyole, Polyurethanpolyole, Polyharnstoffdiole und Mischungen
derselben. Bevorzugte Polyolkomponenten b. sind Polyesterpolyole,
die mindestens einen aromatischen Polyester enthalten.
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Die
Polyolkomponente b. des Polyurethans enthalten in der Beschichtung
b) ist vorzugsweise das Umsetzungsprodukt aus
- b1.
mindestens einer aromatischen Di- und/oder Tricarbonsäure
bzw. deren Anhydrid
- b2. mindestens einem Diol, und
- b3. optional weiteren Komponenten, vorzugsweise Triole, Tetraole,
monofunktionelle Alkohole, Monocarbonsäuren, Monoepoxide,
Bisepoxide, Polyepoxide, Lactone und/oder aliphatische und/oder
cycloaliphatische Di- oder Tricarbonsäuren und/oder deren
Anhydriden, wobei der Anteil an Komponente b1) in der Polyolkomponente
b. vorzugsweise wenigstens 38 Gew.-%, weiter bevorzugt wenigstens
52 Gew.-% beträgt.
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Geeignete
Verbindungen der Komponente b1. sind vorzugsweise Phthalsäureanhydrid,
Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrachlorphthalsäure,
Trimellithsäureanhydrid und Pyromellithsäureanhydrid.
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Geeignete
Verbindungen der Komponente b2) sind vorzugsweise Ethylenglykol,
1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, Neopentylglykol, 1,4-Butandiol,
1,3-Butandiol, 1,2-Butandiol, Butendiol, Butindiol, 1,6-Hexandiol,
1,4-Cyclohexandimethanol, 1,4-Cyclohexandiol, 2,2-Dimethyl-3-hydroxypropionsäure-(2,2-dimethyl-3-hydroxypropylester),
Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol,
Tetraethylenglykol, stellungsisomere Diethyloctandiole, hydrierte
Bisphenole, hydrierte und ethoxylierte Bisphenole, ethoxyliertes
Brenzkatechin, ethoxyliertes Resorcin, ethoxyliertes Hydrochinon,
ethoxylierte und alkylsubstituierte Hydrochinone, Resorcine und
Brenzkatechine, 2-Methy-1,3-propandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol,
Trimethylpentandiol, 1,8-Octandiol und/oder Tricyclodecan-dimethanol
und Mischungen der genannten und ggf. auch anderer Diole.
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Geeignete
Verbindungen der optional verwendenden Komponente b3) können
sein: Rizinusöl, Trimethylopropan, Glycerin, Pentaerythrit, ε-Caprolacton,
Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid,
Cyclohexandicarbonsäure, Adipinsäure, Azelainsäure,
Sebacinsäure, Glutarsäure, Maleinsäure(anhydrid),
Fumarsäure, Itaconsäure, Malonsäure,
Korksäure, 2-Methylbernsteinsäure, 3,3-Diethylglutarsäure, 2,2-Dimethylbernsteinsäure,
Dimerfettsäuren, Dimerfettsäuregemische, Monoepoxide
wie z. B der Glycidylester der Versaticsäure, Bisepoxide
wie z. B. epoxidierte Bisphenole, Polyepoxide, epoxidierte Fettsäuren
bzw. Öle, Butylglykol, Butanol, Pentanol, 2-Ethylhexansäure,
tert.-Butylbenzoesäure, Benzoesäure, Sojaölfettsäure, Ölsäure,
Stearinsäure, C8- bis C30-Monocarbonsäuren bzw.
deren Gemische.
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Die
wenigstens eine hydrophilierende Verbindung c. des Polyurethans
enthalten in der Beschichtung b) ist vorzugsweise eine Verbindung
mit wenigstens einer isocyanatreaktiven Gruppe, wie z. B. primärer und/oder
sekundärer Aminogruppe und/oder Hydroxylgruppe, sowie wenigstens
einer Säuregruppe wie z. B. Carboxyl- oder Sulphonsäuregruppen
und/oder deren durch Zugabe von Neutralisationsmitteln gebildeten
Salze oder mindestens einer tertiären Aminogruppe bzw.
dem Salz einer tertiären Aminogruppe.
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Hydrophilierungsmittel
der Komponente c. werden üblicherweise in Mengen von 2
bis 10 Gew.-% bezogen auf das polymere Endprodukt eingesetzt.
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Geeignete
Hydrophilierungsmittel c. sind z. B. anionische Hydrophilierungsmittel
wie Mono- und Dihydroxycarbonsäuren, Mono- und Diaminocarbonsäuren,
Mono- und Dihydroxysulfonsäuren, Mono- und Diaminosulfonsäuren
sowie Mono- und Dihydroxyphosphonsäuren oder Mono- und
Diaminophosphonsäuren und ihre Salze wie Dimethylolpropionsäure,
Dimethylolbuttersäure, Dimethylolessigsäure, 2,2-Dimethylolpentansäure,
Dihydroxybernsteinsäure, Hydroxy-pivalinsäure,
N-(2-Aminoethyl)-alanin, 2-(2-Amino-ethylamino)-ethansulfonsäure,
Ethylendiaminpropyl- oder butylsulfonsäure, 1,2- oder 1,3-Propylen-diamin-ethylsulfonsäure,
Apfelsäure, Zitronensäure, Glykolsäure,
Milchsäure, Glycin, Alanin, Taurin, Lysin, 3,5-Diaminobenzoesäure,
6-Aminohexansäure, 11-Aminoundecansäure, Aminoessigsäure
ein Additionsprodukt von IPDA, Hexmethylendiamin oder anderer Diamine
und Acrylsäure (
EP-A
0 916 647 , Beispiel 1) und dessen Alkali- und/oder Ammoniumsalze;
das Addukt von Natriumbisulfit an Buten-2-diol-1,4, Polyethersulfonat,
das propoxylierte Addukt aus 2-Butendiol und NaHSO
3,
z. B. beschrieben in der
DE-A
2 446 440 (Seite 5–9, Formel I–III) bzw.
die Salze der beschriebenen anionischen Hydrophilierungsmittel,
sowie Mischungen der genannten anionischen und ggf. auch anderen
anionischen Hydrophilierungsmitteln, ggf. auch zusammen mit nichtionischen Hydrophilierungsmittel.
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Nichtionische
Hydrophilierungsmittel können z. B. Amino und/oder Hydroxylgruppen
enthaltende, mono- und/oder di- und/oder trifunktionelle Ethylenoxidpolyether,
Propylenoxid/Ethylenoxidcopolyether bzw. Propylenoxid/Ethylenoxidblockpolyether
des Molekulargewichtsbereichs 200 bis 3000 g/mol sein.
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Die
wenigstens eine hydrophobierende Verbindung d. des Polyurethans
enthalten in der Beschichtung b) ist vorzugsweise ausgewählt
aus
- d1. hydroxy-, thio- und/oder aminofunktionelle
Verbindungen mit einer oder mehreren, linearen und/oder verzweigten,
gesättigten und/oder ungesättigten C6- bis C30-,
vorzugsweise C8 bis C22- und besonders bevorzugt C12 bis C20 Kohlenwasserstoffketten
und/oder
- d2. hydroxy-, thio- und/oder aminofunktionelle aromatische,
ggf. substituierte Kohlenwasserstoffringe enthaltende Verbindungen.
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Die
Verbindungen der Komponenten d. bzw. d1. und d2. sind vorzugsweise
mono- bis trifunktionell, bevorzugt mono- bis difunktionell und
besonders bevorzugt monofunktionell, jeweils bezogen auf die isocyanatreaktiven
Hydroxy-, Amino- und/oder Thiogruppen.
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Geeignete
hydrophobierende Verbindungen der Komponente d1. sind vorzugsweise
1-Hexanol, 4-Methyl-2-pentanol, 2-Ethyl-1-butanol, 2-Ethylhexanol,
1-Octanol, 2-Octanol, 3-Octanol, 1-Nonanol, 2-Nonanol, 2,4,4-Trimethyl-1-hexanol,
3,5,5-Trimethyl-1-hexanol, 1-Decanol, 2-Decanol, 3-Decanol, 4-Decanol,
1-Dodecanol, 2,2,4,6,6-Pentamethyl-4-mercaptoheptan, 1-Dodecanthiol,
Hexadecanthiol, 1-Tetradecanol, 1-Hexandecanol, 1-Heptadecanol,
Stearylalkohol, Eicosanol, Behenylakohol, Cetylalkohol, Laurylakohol,
Myristylalkohol, Oleylalkohol, Caprylakohol, Decylalkohol, 1-Octadecanol,
2- Hexyldecan-1-ol, Guerbet-Alkohole, gesättigte und/oder
ungesättigte C6-C30 Fettalkohole und Fettalkoholgemische
aller Art, Terpenalkohole, Monoester von Diolen mit C6-C30 Fettsäuren,
Monoester von Triolen mit C6-C30 Fettsäuren wie Glycerinmonostearat, Glycerinmonooleat,
Glycerinmonocetylat, Rizinusöl, hydriertes Rizinusöl,
Umesterungsprodukte aus Rizinusöl und anderen Ölen
wie Sojaöl, Erdnussöl, Leinöl oder anderen Ölen,
Dodecanamin, Tetradecanamin, Hexadecanamin, Octadecanamin, N-Methyl-1-octadecanamin,
Kokosamin, Laurylamin, Stearylamin, C16-C22 Alkylamin und/oder Oleylamin
und/oder Mischungen der beispielhaft genannten und ggf. auch anderer
entsprechender Verbindungen.
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Geeignete
hydrophobierende aromatische, ggf. substituierte Kohlenwasserstoffringe
enthaltende Verbindungen der Komponente d2. sind vorzugsweise Benzylalkohol,
tert.-Butylbenzylalkohol, 2-Phenoxyethanol, 1-Phenoxy-2-propanol,
2-Chlorphenol, 3-Chlorphenol, 4-Chlorphenol, Phenol, 2,4-Dichlorphenol,
2,5-Dichlorphenol, 2,6-Dichlorphenol, 2,4,5-Trichlorphenol, 2,4,6-Trichlorphenol,
2-Nitrophenol, 3-Nitrophenol, 4-Nitrophenol, 4-Chlor-2-nitrophenol,
2-Chlor-5-nitrophenol, Thiophenol, Kresol, 5-Chlor-2-methylphenol,
2-Ethylphenol, 1-Phenylethanol, 2-Phenylethanol, 2,3-Dimethylphenol,
3,4-Dimethylphenol, 2,6-Dimethylphenol, 2,4-Dimethylphenol, 3,5-Dimethylphenol,
2,5-Dimethylphenol, 3-Phenyl-1-propanol, 2-Isopropylphenol, 2-tert.-Butylphenol,
4-tert.-Butylphenol, Thymol, 4-tert.-Butylphenol, Zimtalkohol, 1,2,3,4-Tetrahydro-1-naphtol,
Naphthol, 2-Phenylphenol, 3-Phenylphenol, 4-Phenylphenol, Benzylphenol,
Benzylamin, tert.-Butylbenzylamin, 2-Chlorbenzolamin, 3-Chlorbenzolamin,
4-Chlorbenzolamin, n-Ethyl-2-methylanilin, 2-Methylanilin, 2-Chlor-6-methylanilin,
3-Methylanilin, N-Ethyl-3-methylanilin, N-Butyl-3-methylanilin,
N-(2-Hydroxyethyl)-3-methylanilin, 3-Trifluormethylanilin, 2-Chlor-5-methylanilin,
4-Methylanilin, N,4-Dimethylanilin, N-Ethyl-4-methylanilin, N-Methylbenzylamin,
N-Phenylbenzylamin, N-Benzyl-o-Toluidin, Dibenzylamin, 2-Ethylanilin,
Bis-(2-ethyl-phenyl)-amin, 4-Ethylanilin, 1-Phenyl-ethylamin, 1-Amino-2-Phenylethan,
2,3-Dimethylanilin, 2,6-Dimethylanilin, 3,4-Dimethylanilin, 2,4-Dimethylanilin,
3,5-Dimethylanilin, 2,5-Dimethylanilin, 2-Isopropylanilin, 2-methyl-6-ethylanilin,
Trimethylanilin, 4-tert-Butylanilin, 2,6-dethylanilin, 2,6-Diisopropylanilin,
4-Dodecylanilin, 4-Cyclohexylanilin, 1-Naphthylamin, N-Ethyl-1-naphtylamin, N-Phenyl-2-naphthylamin,
1-Aminopyren, 1,2-Diaminobenzol, 1,3-Diaminobenzol, 1,4-Diaminobenzol,
2,4-Diaminotoluol, 2,6-Diaminotoluol, 3,4-Diaminotoluol, m-Xylylendiamin,
4,6-Dimethyl-1,3-benzoldimethanamin, 2,4,6-Triisopropyl-m-phenylendiamin,
2,4,6-Triisopropyl-anilin, 1,5-Naphtalindiamin, 1,8-Naphtalindiamin,
2.7-Naphtalindiamin, Bis-(4-amino-phenyl)-methan, 3,3-Dimethylbenzidin,
4,4'-Cyclohexylidenbisbenzolamin, 2-Aminophenol, 2-Methoxybenzolamin, 2-Trifluormethoxybenzolamin,
2-Phenoxybenzolamin, 3-Aminophenol, 3-Methoxyanilin, 3-(Dimethylamino)phenol,
3-(Diethylamino)phenol, 3-(Phenylamino)phenol, 4-Aminophenol, 4-Methoxybenzolamin,
4-Ethoxybenzolamin, 4,4'-Oxybisanilin, 4-Ethoxy-N-phenyl-benzolamin,
4-(2-Naphtalinamino)-phenol, 3-Methoxy-4-methylanilin, 4-Amino-3-methylphenol,
4-Methoxy-2-methylbenzolamin, 3-Amino-4-methylphenol, 5-Methoxy-2-methylbenzolamin,
2-Amino-4-methylphenol, 2-Methoxy-5-methylbenzolamin, 2-Ethoxy-5-methylbenzolamin,
5-Amino-1-naphtol, 1-Amino-2-naphtol, 3-Amino-2-naphtol, Methyl-(7-hydroxy-1-naphtyl)-carbamat, 2-(4-Aminophenyl)-2-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,4-Dimethoxyanilin, 2,5-Dimethoxyanilin, 4-Aminoacetophenon, 1-Aminoanthrachinon,
2-Amionanthrachinon, 1,4-Diamino-9,10-anthrachinon, 1-Amino-2-methyl-9,10-anthrachinon,
2-Aminobenzoesäurealkylester, 3-Aminobenzonitril, 4-Aminobenzamid,
4-Amino-1,3-benzoldicarbonitril und Gemische der genannten und ggf.
auch weiterer entsprechender Verbindungen. In einer bevorzugten
Ausführungsform enthält die hydrophobierende Verbindung
d. sowohl die Komponente d1. als auch Komponente d2..
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Verbindungen
der wenigstens einen weiteren Komponente e. des Polyurethans enthalten
in der Beschichtung b), die optional mit eingesetzt werden können,
sind vorzugsweise niedermolekulare hydroxy-amino- und/oder thiofunktionelle
Verbindungen, Di-, Tri- und/oder Tetraole wie Ethylenglykol, Propylenglykol,
Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dipropylenglykol,
Tripropylenglykol, Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol,
1,4-Cyclohexandiol, Pentandiol, hydriertes Eisphenol A, 1,3-Propandiol,
1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester,
Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Glycerin, Erythrit, Pentaerythrit,
Trimethylolbenzol oder Tris hydroxyethylisocyanurat, Mono-, Di- und/oder
Triamine wie Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,2-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan,
2,5-Diamino-2,5-dimethylhexan, 1,5-Diamino-2-methylpentan (Dytek® A, DuPont), 1,6-Diaminohexan, 2,2,4-
und/oder 2,4,4-Trimethyl-1,6-diaminohexan, 1,11-Diaminoundecan,
1,12-Diaminododecan, Triaminononan, Hydrazin, Hydrazinhydrat, Adipinsäuredihydrazid,
Diethylentriamin, höhermolekulare Polyetherpolyamine mit
aliphatisch gebundenen, primären Aminogruppen, wie sie
beispielsweise unter der Bezeichnung Jeffamin® von
der Firma Huntsman vertrieben werden, 1-Amino-3,3,5-trimethyl-5-aminomethylcyclohexan
(IPDA), 2,4- und/oder 2,6-Hexahydrotoluylendiamin (H6TDA),
Isopropyl-2,4-diaminocyclohexan und/oder Isopropyl-2,6-diaminocyclohexan,
1,3-Bis-(aminomethyl)-cyclohexan, 2,4'- und/oder 4,4'-Diamino-dicyclohexylmethan, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diamino-dicyclohexylmethan
(Laromin® C 260, BASF AG, DE),
die Isomeren, eine Methylgruppe als Kernsubstituenten aufweisenden
Diaminodicyclohexylmethane (= C-Monomethyl-diaminodicyclohexylmethane),
3(4)-Aminomethyl-1-methylcyclohexylamin (AMCA) sowie araliphatische
Diamine, wie 1,3-Bis-(aminomethyl)-benzol, Xylylendiamin, monofunktionelle
Blockierungsmittel wie Methanol, Ethanol, Butanol, Hexanol, Benzylalkohol,
Acetoxim, Methylethylketoxim, Caprolactam, Phenole, Acetessigester
oder Malonsäureester wie Diethylmalonat, Dimethylpyrazol,
Amine wie tert. Butylbenzylamin, Triazol, Dimethyltriazol, Dicyclohexylamin
und/oder Diisopropylamin, Aminoalkohole wie 2-Aminoethanol, Aminopropanole,
Diethanolamin, Diisopropanolamin, N-Methylethanolamin, 3-Amino-1,2-propandiol,
Aminobutanole, 1,3-Diamino-2-propanol, Bis-(2-hydroxypropyl)-amin,
Propanolamin, 1,1'-Dimethyl-1,1'-dipropyl-2,2' iminodiethanol, 2-[(2-Hydroxyethyl)-amino]-2-methylpropan-1-ol,
1-(2-Hydroxyethyl-)-amino-2-propanol, 3,3'-Diallyloxy-2,2'-dihydroxy-dipropylamin,
Hydroxyethylethylendiamin und Bis(hydroxyethyl)ethylendiamin.
-
Ebenfalls
können als Komponente e. Monoamine wie Butylamin, Dibutylamin,
Diethylamin, Cyclohexylamin enthalten sein. Ebenfalls geeignet sind
Diole und/oder Triole, die Umsetzungsprodukte der beispielhaft genannten
Diole bzw. Triole mit Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Caprolacton
sind. Ebenfalls geeignet sind Mischungen der genannten Komponenten
e. aller Art, optional auch mit weiteren Komponenten.
-
Die
Herstellung der wässrigen Polyurethandispersion erfolgt
vorzugsweise, indem die vorstehend genannten Komponenten a. bis
d. und optional e., ggf. in Gegenwart katalytisch wirksamer Substanzen
und/oder Neutralisationsmittel, in einem oder mehreren aufeinander
folgenden Reaktionsschritten miteinander umgesetzt werden, wobei
das Verhältnis von NCO-Gruppen zu OH-, NH2-,
NH- und SH-Gruppen vorzugsweise bei 2,0 bis 0,9 zu 1 liegt, wobei
Lösemittel und/oder Neutralisationsmittel vor, während
und/oder nach der Reaktion zugesetzt werden können, wobei
nach Umsetzung der Komponenten a. bis d. ggf. eine Kettenverlängerung mit
Komponente e. vorzugsweise in organischer Lösung durchgeführt
wird, wobei anschließend in oder mit Wasser dispergiert
wird, wobei ggf. anschließend eine Kettenverlängerung
mit Komponente e. in wässriger Dispersion durchgeführt
wird und wobei das Lösemittel vorzugsweise vollständig
oder anteilig nach dem Dispergierschritt destillativ abgetrennt
wird.
-
Ionische
Hydrophilierungsmittel der Komponente c. werden vorzugsweise vor
oder während des Dispergierschritts durch Reaktion mit
einem Neutralisationsmittel anteilig oder vollständig in
das entsprechende Salz überführt. Geeignet Neutralisationsmittel
sind vorzugsweise Triethylamin, Ethyldiisopropylamin, Dimethylisopropylamin,
Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin und deren Mischungen.
Ebenfalls geeignet sind vorzugsweise Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid,
Lithiumhydroxid, Ammoniak, Dimethylethanolamin, Methyldiethanolamin,
Aminomethylpropanol, Diethanolamin, Ethanolamin, Diisopropanolamin,
N-Methyldiispropanolamin, Triethanolamin, Dibutylamin, Diethylamin,
Dimethylisopropanolamin und Mischungen der genannten Neutralisationsmittel.
Vorzugsweise werden die zuletzt genannten NCO-reaktiven Neutralisationsmittel
erst nach Umsetzung der Komponenten a. bis d. und optional e. zugegeben.
-
Die
Beschichtung b) enthält vorzugsweise ein anorganisches
und/oder organisches Pigment. Die Beschichtung b) enthält
weiter bevorzugt ein Pigment ausgewählt aus der Gruppe
Kaolin, calciniertes Kaolin, Calciumcarbonat, Zinkoxid, Aluminiumoxid,
Titandioxid, Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid, Bariumsulfat, Zinksulfat,
Talkum, Ton, kolloidales Siliziumdioxid, Hohlkugelpigment oder Mischungen
derselben.
-
Vorzugsweise
ist zwischen dem Substrat a) und der wenigstens einen Beschichtung
b) wenigstens eine weitere Beschichtung c) angeordnet.
-
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform enthält
die weitere Beschichtung c) ein anorganisches und/oder organisches
Pigment. Die Beschichtung c) enthält weiter bevorzugt ein
Pigment ausgewählt aus der Gruppe Kaolin, calciniertes
Kaolin, Calciumcarbonat, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid,
Aluminiumhydroxid, Bariumsulfat, Zinksulfat, Talkum, Ton, kolloidales
Siliziumdioxid, Hohlkugelpigment oder Mischungen derselben.
-
Die
Beschichtung b) und/oder die wenigstens eine Beschichtung c) enthält
vorzugsweise wenigstens einen Farbstoff, der unter Einwirkung von
Wärme eine Farbreaktion eingeht.
-
Die
Beschichtung b) und/oder die weitere Beschichtung c) enthält
weiter bevorzugt wenigstens einen farblosen und/oder blaß-gefärbten
Farbgrundstoff und/oder ein Farbentwicklungsmaterial.
-
Beispiele
solcher Farbgrundstoffe sind 3,3-Bis(p-Dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalide, 3,3-Bis(p-Dimethylaminophenyl)phthalide,
3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(1,2-dimethylindol-3-yl)phthalide, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(2-methylindol-3-yl)phthalide,
3,3-bis(1,2-Dimethylindol-3-yl)-5-dimethylaminophthalide, 3,3-Bis(1,2-Dimethylindol-3-yl)-6-dimethylaminophthalide,
3,3-Bis(9-Ethylcarbazol-3-yl)-6-dimethylaminophthalide, 3,3-Bis(2-Phenylindol-3-yl)-6-dimethylaminophthalide,
3-p-Dimethylaminophenyl-3-(1-methylpyrrol-3-yl)-6-dimethylaminophthalide
und weitere triarylmethane-basierende Farbgrundstoffe; 4,4-Bis-Dimethylaminobenzhydrylbenzylether,
N-Halophenyl-leucoauramine, N-2,4,5-Trichlorophenyl-leucoauramine und
weitere Diphenylmethane-basierende Farbgrund-stoffe; Benzoyl-leucomethylene
Blau, p-Nitrobenzoylleucomethylene Blau und weitere Thiazine-basierende Farbgrundstoffe;
3-Methyl-spiro-Dinaphthopyran, 3-Ethyl-spiro-Dinaphthopyran, 3-Phenyl-spiro-Dinaphthopyran,
3-Benzyl-spiro-Dinaphthopyran, 3-Methyl-Naphtho(6-methoxybenzo)spiropyran,
3-Propyl-spiro-Dibenzopyran und weitere spiro-basierende Farbgrundstoffe;
Rhodamine-B-anilinolactam, Rhodamine(p-nitroanilino)lactam, Rhodamine(o-chloroanilino)lactam
und weitere Lactam-basierende Farbgrundstoffe; 3-Dimethylamino-7-methoxyfluoran,
3-Diethylamino-6-methoxyfluoran, 3-Diethylamino-7-methoxyfluoran,
3-Diethylamino-7-chlorofluoran, 3-Diethylamino-6-methyl-7-chlorofluoran,
3-Diethylamino-6,7-dimethylfluoran, 3-(N-Ethyl-p-toluidino)-7-methylfluoran, 3-Diethylamino-7-N-acetyl-N-methylaminofluoran,
3-Diethylamino-7-N-methylaminofluoran, 3-Diethylamino-7-dibenzylaminofluoran,
3-Diethylamino-7-N-methyl-N-benzylaminofluoran, 3-Diethylamino-7-N-chloroethyl-N-methylaminofluoran,
3-Diethylamino-7-N-diethylaminofluoran, 3-(N-Ethyl-p-toluidino)-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-(N-Ethyl-p-toluidino)-6-methyl-7-(p-toluidino)fluoran, 3-Diethylamino-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-Diethylamino-7-(2-carbomethoxyphenylamino)fluoran, 3-(N-Cyclohexyl-N-methylamino)-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-Pyrrolidino-6-methyl-7-phenylaminofluoran, 3-Piperidino-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-Diethylamino-6-methyl-7-xylidinofluoran, 3-Diethylamino-7-(o-chlorophenylamino)fluoran,
3-Dibutylamino-7-(o-chlorophenylamino)fluoran, 3-Pyrrolidino-6-methyl-7-p-butylphenylaminofluoran,
3-Diethylamino-7-(o-fluorophenylamino)fluoran, 3-Dibutylamino-7-(o-fluorophenylamino)fluoran,
3-Dibutylamino-6-methyl-7-phenylaminofluoran, 3-Dipentylamino-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-(N-Methyl-N-n-amyl)amino-6-methyl-7-phenylaminofluoran, 3-(N-Ethyl-N-n-amyl)amino-6-methyl-7-phenylaminofluoran, 3-(N-Ethyl-N-isoamyl)amino-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-(N-Methyl-N-n-hexyl)amino-6-methyl-7-phenylaminofluoran, 3-(N-Ethyl-N-n-hexyl)amino-6-methyl-7-phenylaminofluoran,
3-(N-Ethyl-N-beta-ethylhexyl)amino-6-methyl-7-phenylaminofluoran
und weitere Fluoran-basierende Farbgrundstoffe. Diese Farbgrundstoffe
können allein oder in Kombination mit Einem oder Mehrerer
dieser als eine Mischung verwendet werden.
-
Das
Farbentwicklungsmaterial kann ausgewählt werden aus organischen
oder anorganischen Materialien, die in Kontakt mit den Farbgrundstoffen
die Farbreaktion auslösen. Das Farbentwicklungsmaterial
ist vorzugsweise sauer.
-
Beispiele
für anorganische Farbentwicklungsmaterialien sind activierter
Clay, Attapulgite, kolloidales Silica, Aluminumsilicat und dergleichen.
Beispiele für organische Farbentwicklungs-materialien sind
phenolische Verbindungen wie z. B. 4-tert-Butylphenol, 4-Hydroxydiphenoxide,
alpha-Naphthol, beta-Naphthol, 4-Hydroxyacetophenol, 4-tert-Octylcatechol,
2,2-Dihydroxydiphenol, 4,4-Isopropylidenebis(2-tert-butylphenol), 4,4-sec-Butylidenediphenol,
4-Phenylphenol, 4,4-Isopropylidenediphenol, 2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)-4-methylpentane,
2,2-Methylenebis(4-chlorophenol), Hydrochinon, 4,4-Cyclohexylidenediphenol,
4,4-Dihydroxydiphenylsulfide, Hydrochinon monobenzyl ether, 4-Hydroxybenzophenone,
2,4-Dihydroxybenzophenone, 2,4,4-Trihydroxybenzophenone, 2,2,4,4-Tetrahydroxybenzophenone,
Dimethyl 4-hydroxyphthalate, Methyl 4-hydroxybenzoate, Propyl-4-hydroxybenzoate,
sec-Butyl-4-hydroxybenzoate, Pentyl-4-hydroxybenzoate, Phenyl-4-hydroxybenzoate,
Benzyl-4-hydroxybenzoate, Tolyl-4-hydroxybenzoate, Chlorophenyl-4-hydroxybenzoate, Phe-nylpropyl-4-hydroxybenzoate,
Phenethyl-4-hydroxybenzoate, p-Chlorobenzyl 4-hydroxybenzoate, p-Methoxybenzyl
4-hydroxybenzoate, Novolak Phenolharz und phenolische Polymere;
aromatische Carbonsäuren wie z. B. Benzoesäure,
p-tert-Butylbenzoesäure, Trichlorobenzoesäure,
Terephthalsäure, 3-sec-Butyl-4-hydroxy-benzoesäure,
3-Cyclohexyl-4-hydroxybenzoesäure, 3,5-Dimethyl-4-hydroxybenzoesäure,
3-tert-Butylsalicylsäure, 3-Benzylsalicylsäure,
3-(alpha-Methylbenzyl)salicylsäure, 3-Chloro-5-(alpha-methylbenzyl)salicylsäure,
3,5-di-tert-Butylsalicylsäure, 3-Phenyl-5-(alpha-dimethylbenzyl)salicylsäure,
3,5-di-alpha-Methylbenzylsalicylsäure und dergleichen;
4-Hydroxydiphenylsulfone-Derivate wie z. B. 4,4-Dihydroxydiphenylsulfone,
4-Hydroxy-4-Isopropyloxydiphenylsulfone, Bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)sulfone,
4-Hydroxy-4-methyldiphenylsulfone, 3,4-Dihydroxydiphenylsulfone,
3,4-Dihydroxy-4-methyldiphenylsulfone und dergleichen; Sulfide Derivate
wie z. B. Bis(3-tert-Butyl-4-hydroxy-6-methylphenyl)sulfid, Bis(2-Methyl-4-hydroxy-6-tert-butylphenyl)sulfide
und dergleichen; Salze der oben angegebenen phenolischen Verbindungen
oder aromatische Carbonsäuren und dergleichen mit polyvalenten
Metallen wie z. B. Zink, Magnesium, Aluminium, Calcium, Titan, Mangan,
Zinn, Nickel und dergleichen und/oder Pyrin Komplexe von Zinkthiocyanaten.
-
Zwischen
dem Substrat a) und der Beschichtung b) und/oder der wenigstens
einen Beschichtung c) ist vorzugsweise wenigstens eine weitere Beschichtung
d) enthaltend wenigstens ein Pigment mit wärmeisolierenden
Eigenschaften angeordnet. Die weitere Beschichtung d) enthält
vorzugsweise wenigstens ein Pigment ausgewählt aus der
Gruppe Kaolin, calciniertes Kaolin, Calciumcarbonat, Zinkoxid, Aluminiumoxid,
Titandioxid, Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid, Bariumsulfat, Zinksulfat,
Talkum, Ton, kolloidales Siliziumdioxid, organisches Hohlkugelpigment
oder Mischungen derselben
-
Vorzugsweise
können in den einzelnen vorgenannten Beschichtungen jeweils
weitere Inhaltsstoffe, wie weitere Bindemittel, Verdickungsmittel,
Netzmittel, optische Aufheller und/oder Sicherheitsmerkmale, die eine
Fälschung des fertigen Aufzeichnungsmaterials verhindern
oder erschweren, enthalten sein.
-
In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform können
in wenigstens einer der vorgenannten Beschichtungen wasserlösliche
Polymere voll- oder teilverseifte, carboxymodifizierte, acetoacetyl
modifizierte und/oder silikonmodifizierte Polyvinylalkohole enthalten
sein. Ebenso können Stärke, modifizierte Stärke,
Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose,
Gelatine und/oder Casein in wenigstens einer der vorgenannten Beschichtungen
enthalten sein. Der Anteil an wasserlöslichen Polymeren
liegt üblicherweise zwischen 10 und 80 Gewichtsprozent
bezogen auf das Gesamttrockengewicht der aufgebrachten Beschichtung. Des
Weiteren können auch wasserunlösliche Polymere
wie Styrolacrylsäureester Copolymere, Polyacrylsäureester,
Copolymere aus Acrylnitril mit Acrylamid und/oder Acrylester eingesetzt
werden. Vorzugsweise enthält die Beschichtung b) enthaltend
das Polyurethan die vorgenannten Polymere. Weiter bevorzugt ist
diese Beschichtung b) eine Schutzschicht.
-
Das
Strichgewicht der vorgenannten Beschichtungen ist vorzugsweise jeweils
0,5 bis 20 g/m2 (ofentrocken), weiter bevorzugt
0,5 bis 10 g/m2. Die jeweiligen Beschichtungen
wird vorzugsweise als wässrige Beschichtung auf das Substrat
aufgebracht und nachfolgend getrocknet.
-
Vorzugsweise
hat das Aufzeichnungsmaterial auf wenigstens einer Seite eine Glätte
gemessen nach DIN 53107 von 50 bis 2000 Bs. Vorzugsweise
ist die Glätte 500 bis 1500 Bs.
-
Das
vorgenannte Aufzeichnungsmaterial wird vorzugsweise als Bedruckstoff
verwendet.
-
Die
mit dem speziellen Polyurethan versehen Beschichtung weist überraschenderweise
eine hervorragende Bedruckbarkeit im Flexodruck und vor allem im
Offsetdruck auf. Des Weiteren zeigt das Aufzeichnungsmaterial der
vorliegenden Erfindung überraschenderweise eine sehr gute
thermische Beständigkeit, wenn es mit einem Thermodruck
versehen wird. Die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials
wird durch die von einem Thermodruckkopf applizierte Wärme
nicht nachteilig beeinflusst. Trotzdem wird die durch Wärme induzierte
Farbreaktion nicht unterdrückt, wenn das Aufzeichnungsmaterial
thermoreaktive Farbstoffe enthält. Außerdem kann
das Aufzeichnungsmaterial überraschenderweise mit handelsüblichen
Tintenstrahldruckern bedruckt werden. Die Aufzeichnungsmaterialien
der vorliegenden Erfindung zeigen hierbei ein hervorragendes Druckergebnis.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung des vorgenannten Aufzeichnungsmaterials umfassend
die Schritte:
- a) Bereitstellung eines Substrates,
- b) Aufbringung einer Beschichtung auf wenigstens einer Seite
des Substrates enthaltend ein Polyurethan erhalten aus:
- a. 7 bis 50 Gew.-% einer wenigstens difunktionelle Polyisocyanate
enthaltenden Polyisocyanatkomponente,
- b. 30 bis 80 Gew.-% einer aromatische Strukturen enthaltenden
Polyolkomponente
- c. 2 bis 10 Gew.-% wenigstens einer hydrophilierenden Komponente,
deren Verbindungen neben wenigstens einer hydrophilen Gruppe wenigstens
eine, vorzugsweise wenigstens zwei isocyanatreaktive Gruppe aufweisen
und
- d. 4 bis 28 Gew.-% wenigstens einer hydrophobierenden Komponente.
-
Das
Polyurethan des Schrittes b) kann wie in der vorhergehenden Beschreibung
des Aufzeichnungsmaterials modifiziert werden.
-
Die
in der Beschreibung des Aufzeichnungsmaterials genannten weiteren
Beschichtungen können in dem Verfahren zur Herstellung
des Aufzeichnungsmaterial an geeigneter Stelle aufgebracht werden.
-
Vorzugsweise
wird die Herstellung des Substrates und die Aufbringung der optionalen
Beschichtung d) in demselben Aggregat durchgeführt (online
Auftrag).
-
Als
Auftragsaggregat zur Aufbringung der jeweiligen Beschichtungen kann
jedes Auftragsaggregat verwendet werden, das dem Fachmann geläufig
ist, insbesondere eine Leimpresse, eine Filmpresse, ein Vorhangstreichaggregat,
eine Luftbürste, ein Rakelauftragsaggregat oder ein Klingenstreichaggregat.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat ein
Papier oder Papierkarton und das Aggregat eine Papiermaschine.
-
Nach
Aufbringung der Beschichtungen kann die Oberfläche des
Aufzeichnungsmaterial vorzugsweise geglättet werden. Hierzu
kann ein Glättwerk, ein Mattkalander, ein Kalander oder ähnliche
Glättaggregate verwendet werden. Vorzugsweise wird die
Glättung in demselben Aggregat durchgeführt, mit
dem auch die jeweilige Beschichtung aufgebracht wird.
-
Beispiele
-
Herstellung des Polyester 1)
-
4784
g Isophthalsäure, 4784 g Terephthalsäure, 2450
g Ethylenglykol und 3079 g Neopentylglykol wurden zur Veresterung
bei 230°C umgesetzt um den Polyester 1) zu erhalten. Polyester
1) hatte eine Säurezahl von 6 mg KOH/g Substanz und eine
OH-Zahl von 103 mg KOH/g Substanz.
-
Herstellung des Polyurethans A)
-
In
ein 3 l Reaktionsgefäß mit Rühren und
Rückflusskühler wurden 427 g des vorgenannten
Polyester 1) bei 120°C aufgeschmolzen, 65 g Dimethylolpropionsäure,
42 g Benzylalkohol und 68 g Stearylalkohol zugegeben und homogenisiert.
Durch langsame Zugabe von 375 g Aceton wurde der Ansatz verdünnt
und dabei auf 55°C abgekühlt, anschließend
wurde unter Rühren eine Mischung aus 155 g Desmodur® T80 (Gemisch aus ca. 80 Teilen
2,4- und ca. 20 Teilen 2,6-Diisocyanatotoluol, Bayer MaterialScience
AG) und 76 g Isophorondiisocyanat zugegeben. Das Reaktionsgemisch
wurde nach 2 Stunden mit 49 g Triethylamin versetzt. Diese Reaktionsmischung
wurde unter Rückfluss solange gerührt, bis ein
NCO-Wert von ca. 0% erreicht war. Dann wurde durch Zugabe von 1450
g destilliertem Wasser dispergiert. Nach der destillativen Abtrennung
des Acetons erhielt man die Polyurethandispersion A) mit einem Festkörpergehalt
von 37%, einer Viskosität von 2000 mPas/23°C,
einem pH-Wert von 8,0 und einer mittleren Teilchengröße
von 40 nm.
-
Herstellung des Aufzeichnungsmaterials
-
Ein
Papiersubstrat wird mit einer Beschichtung gemäß den
nachfolgenden Beispielen versehen. Die Beispiele 1 bis 6 beschreiben
eine Beschichtung enthaltend ein erfindungsgemäßes
Polyurethan. Die Mengenanteile beziehen sich auf die trockenen Gewichtsteile
der Bestandteile enthalten in der Beschichtung, bezogen auf das
getrocknete Gesamtgewicht der Beschichtung. Die Beschichtungen werden
auf das Papiersubstrat aufgebracht und nachfolgend getrocknet. Beispiel
1
| | Teile |
| Polyvinylalkohol
(PVA 110, Kuraray, Japan) | 20 |
| Kaolin
(UW 90, BASF-Engelhard) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| erfindungsgemäßes
PU-Harz | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
2
| | Teile |
| Polyvinylalkohol
(PVA 110, Kuraray, Japan) | 20 |
| CaCO3 (Precarb 105, Schäfer Kalk, Diez,
Germany) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| erfindungsgemäßes
PU-Harz | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
3
| | Teile |
| Acetoacetylierter
Polyvinylalkohol (Gohsefimer 2200, Nippon Gohsei, Japan) | 20 |
| Kaolin
(UW 90, BASF-Engelhard) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| erfindungsgemäßes
PU-Harz | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
4
| | Teile |
| Acetoacetylierter
Polyvinylalkohol (Gohsefimer 2200, Nippon Gohsei, Japan) | 20 |
| CaCO3 (Precarb 105, Schäfer Kalk, Diez,
Germany) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| erfindungsgemäßes
PU-Harz | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
5
| | Teile |
| Silanisierter
Polyvinylalkohol (R 1130, Kuraray, Japan) | 20 |
| CaCO3 (Precarb 105, Schäfer Kalk, Diez,
Germany) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| erfindungsgemäßes
PU-Harz | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
6
| | Teile |
| Silanisierter
Polyvinylalkohol (R 1130, Kuraray, Japan) | 20 |
| Kaolin
(UW 90, BASF-Engelhard) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| erfindungsgemäßes
PU-Harz | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
-
Die
nachfolgenden Beispiele 7 bis 12 sind Vergleichsbeispiele, beschreiben
eine Beschichtung, wie sie üblicherweise verwendet wird
und enthalten ein handelsübliches Polyurethan (PU-Harz). Beispiel
7
| | Teile |
| Polyvinylalkohol
(PVA 110, Kuraray, Japan) | 20 |
| Kaolin
(UW 90, BASF-Engelhard) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| Standard
PU-Harz (Hydran AP 30 F, DIC Corporation Osaka, Japan) | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
8
| | Teile |
| Polyvinylalkohol
(PVA 110, Kuraray, Japan) | 20 |
| CaCO3 (Precarb 105, Schäfer Kalk, Diez,
Germany) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| Standard
PU-Harz (Hydran AP 30 F, DIC Corporation Osaka, Japan) | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
9
| | Teile |
| Acetoacetylierter
Polyvinylalkohol (Gohsefimer 2200, Nippon Gohsei, Japan) | 20 |
| CaCO3 (Precarb 105, Schäfer Kalk, Diez,
Germany) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| Standard
PU-Harz (Hydran AP 30 F, DIC Corporation Osaka, Japan) | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
10
| | Teile |
| Acetoacetylierter
Polyvinylalkohol (Gohsefimer 2200, Nippon Gohsei, Japan) | 20 |
| Kaolin
(UW 90, BASF-Engelhard) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| Standard
PU-Harz (Hydran AP 30 F, DIC Corporation Osaka, Japan) | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
11
| | Teile |
| Silanisierter
Polyvinylalkohol (R 1130, Kuraray, Japan) | 20 |
| CaCO3 (Precarb 105, Schäfer Kalk, Diez,
Germany) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| Standard
PU-Harz (Hydran AP 30 F, DIC Corporation Osaka, Japan) | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
Beispiel
12
| | Teile |
| Silanisierter
Polyvinylalkohol (R 1130, Kuraray, Japan) | 20 |
| Kaolin
(UW 90, BASF-Engelhard) | 68 |
| Zinkstearat
(Hidorin Z7, Chukyo Europe GmbH) | 2,6 |
| Standard
PU-Harz (Hydran AP 30 F, DIC Corporation Osaka, Japan) | 9 |
| Dispergiermittel
(Na-Polyacrylat) | 0,1 |
| Vernetzer
(Glyoxal) | 0,15 |
| Entschäumer | 0,15 |
-
Drucktests
-
Die
hergestellten Aufzeichnungsmaterialien werden im Offsetdruck und
Flexodruck bedruckt. Außerdem wird die thermische Beständigkeit
der Beschichtung ermittelt. Die Beurteilung der Ergebnisse erfolgt
visuell und wird benotet, wobei die Note 1 ein sehr gutes Ergebnis
bedeutet und 6 für ein sehr schlechtes Ergebnis steht.
Die Ergebnisse der Tests sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1
| Beispiele | Offsetbedruckbarkeit | Flexobedruckbarkeit | Thermische
Stabilität |
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 2 | 1–2 | 2 | 2–3 |
| 3 | 1 | 2 | 2 |
| 4 | 1 | 2 | 2 |
| 5 | 1–2 | 2 | 2 |
| 6 | 1 | 2–3 | 2 |
| | 4 | 3 | 3–4 |
| 8 | 4 | 2–3 | 3–4 |
| 9 | 4 | 3 | 3 |
| 10 | 3–4 | 3–4 | 3 |
| 11 | 4 | 3 | 3 |
| 12 | 4 | 3 | 3 |
- Beurteilung: 1 = sehr gut, 6 = sehr schlecht
-
Überraschenderweise
zeigen die Beispiele 1 bis 6 gemäß der Lehre der
vorliegenden Erfindung in Kombination eine gute Offsetbedruckbarkeit,
Flexobedruckbarkeit und thermische Stabilität.
-
Hingegen
zeigen die Aufzeichnungsmaterialien der Vergleichsbeispiele 7 bis
12 in Kombination schlechtere Ergebnisse. Die Offsetbedruckbarkeit,
Flexobedruckbarkeit und thermische Stabilität der Vergleichsbeispiele
7 bis 12 liegt insgesamt auf einem niedrigeren Niveau.
-
Folglich
zeigen die Aufzeichnungsmaterialien gemäß der
Lehre der vorliegenden Erfindungen eine gute Bedruckbarkeit in Kombination
mit einer guten thermischen Beständigkeit.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0916647
A [0029]
- - DE 2446440 A [0029]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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