DE102014116550A1 - Thermosublimationspapier - Google Patents

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Dr. Kühne Lutz
Dr. Jurisch Claus
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Papierfabrik August Koehler SE
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Thermosublimationspapier zum Bedrucken mit Tinten, insbesondere mit Ink-Jet-Tinten, bei dem auf einem Basispapier eine zu bedruckende Thermotransferschicht ausgebildet ist. In der Thermotransferschicht befinden sich thermoplastische Teilchen einer Teilchengröße von 0,3 bis 5 µm und eines Schmelzpunktes von 35°C bis 150°C. Dieses Thermosublimationspapier lässt sich dadurch vorteilhaft herstellen, dass auf ein Basispapier in einer Papier- oder Streichmaschine on- oder offline eine wässrige Streichmasse aufgetragen wird, die thermoplastische Teilchen und zur Ausbildung einer hydrophilen Thermotransferschicht geeignete Bestandteile enthält und danach eine Trocknung durchgeführt wird. Das Thermosublimationspapier lässt sich mit Vorteil zum Bedrucken flächiger Materialien, insbesondere von Folien und Textilen, heranziehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Thermosublimationspapier zum Bedrucken mit Tinten, insbesondere mit Ink-Jet-Tinten, bei dem auf einem Basispapier eine zu bedruckende Thermotransferschicht ausgebildet ist, ein Verfahren zu dessen Herstellung und die Verwendung zum weitergehenden Bedrucken flächiger Materialien, insbesondere Textilien.
  • Die Erfindung geht von dem Stand der Technik nach der US 2005/0186363 A1 aus. Dieser betrifft ein zum Bedrucken mittels Ink-Jet-Tinten geeignetes Thermotransferpapier, das auf der zu bedruckenden Seite mit einer Trenn- oder Sperrschicht versehen ist. Diese soll eine Durchlässigkeit bzw. Porosität von höchstens 100 ml/min (nach ISO-Norm 5636-3) aufweisen und vorzugsweise auf Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Alginat und Gelatine beruhen. Besonders bevorzugt ist Carboxymethylcellulose eines Substitutionsgrades (DS) von etwa 0,2 bis etwa 0,3. Der Sperrschicht können Füllstoffe einverleibt sein. Dieses Thermosublimationspapier soll, wenn es nach dem Ink-Jet-Druck eingefärbt wird, kein oder ein nur geringes Verlaufen der aufgedruckten Farben zeigen. Gleichzeitig soll beim Thermotransfer des sich auf der Oberfläche der Sperrschicht befindenden Farbstoffs auf ein Substrat eine hohe Transferausbeute erreicht werden. Dies wird darauf zurückgeführt, dass die Eigenschaften der Sperrschicht und deren geringe Durchlässigkeit dazu führen, dass die dispergierten Farbstoffteilchen im Wesentlichen an der Oberfläche der Sperrschicht verbleiben und nicht oder nur in stark begrenztem Ausmaß in deren Poren eindringen. Die Trennschicht soll eine solche Zusammensetzung aufweisen, dass das Wasser der wässrigen Dispersion der sublimierbaren Farbstoffteilchen der Ink-Jet-Tinte verhältnismäßig schnell aufgenommen wird, insbesondere durch das darunterliegende Basispapier oder andere Schichten zwischen dem Basispapier und der Trennschicht, ohne die Poren der jeweiligen Schichten zu verstopfen.
  • Es hat sich gezeigt, dass das bekannte Thermosublimationspapier verbesserungsbedürftig ist, insbesondere für das Bedrucken von Textilien, dies im Hinblick auf eine verbesserte Haftung der Textilien in der Transferpresse, auf ein schnelles Trocknen der Oberfläche der Trennschicht beim Bedrucken mit einer wässrigen Tinte, insbesondere einer Ink-Jet-Tinte, und auf ein nachteiliges Verwischen bzw. Verlaufen der Farben beim Tintenaufdruck.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu beheben. Es soll insbesondere die Haftung des Thermosublimationspapiers beim Bedrucken von Textilien optimiert, die Tintentrocknung beim Bedrucken des Thermosublimationspapiers mit Tinten, insbesondere Ink-Jet-Tinten, beschleunigt und ein nachteiliges Mottling des Transferausdrucks auf dem Textil weitestgehend reduziert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Thermosublimationspapier der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass sich in der Thermotransferschicht thermoplastische Teilchen einer Teilchengröße von 0,3 bis 5 µm und eines Schmelzpunktes von 35°C bis 150°C befinden. Dabei ist es bevorzugt, dass die thermoplastischen Teilchen einen Schmelzpunkt von 55 bis 105°C, insbesondere von 75 bis 100°C, aufweisen. Zudem ist es zweckmäßig, dass die thermoplastischen Teilchen eine Teilchengröße von 0,5 bis 3 µm, insbesondere 0,7 bis 1,5 µm, aufweisen.
  • Die Menge der in die Thermotransferschicht einbezogenen thermoplastischen Teilchen ist nicht kritisch. Zweckmäßigerweise beträgt sie 5 bis 65 Gew.-%, insbesondere 10 bis 45 Gew.-%.
  • Die thermoplastischen Teilchen beruhen auf einem Polymer, das man auch als "klebendes Polymer" mit relativ hoher Teilchengröße bezeichnen kann. Die Erfinder vermuten, dass die isolierte Lage der einzelnen thermoplastischen Teilchen in der Matrix der Thermotransferschicht deren Verschmelzen zu einem Film bei der Trocknung in der Papier- oder Streichmaschine verhindert, wobei sie gleichzeitig als Störpartikel die Ausbildung einer geschlossenen Sperrschicht des wasserlöslichen Polymers graduell behindern. Dadurch bleibt die für eine schnelle Trocknung erforderliche offene Struktur der Papieroberfläche erhalten. Die gewählte vergleichsweise hohe Größe der eingesetzten thermoplastischen Partikel erweist sich bzgl. dieses Mechanismus als vorteilhaft. Das bedeutet eine vorteilhafte Textilhaftung der Thermotransferschicht beim Farbtransfer in einer Farbtransferpresse bei gleichzeitig beschleunigter Trocknung der Ink-Jet-Tinten beim vorhergehenden Ink-Jet-Bedrucken des Papiers.
  • Beim Basispapier spielt dessen ausreichende Festigkeit und Dimensionsstabilität im Hinblick auf die spätere Anwendung zum Bedrucken verschiedener Materialien, insbesondere von Textilien, eine Rolle. So wählt man zur Ausbildung des Basispapiers vorzugsweise eine solche Zusammensetzung, dass beim Ausbilden der Thermotransferschicht und beim Bedrucken von Textilien mit der wässrigen Ink-Jet-Tinte eine ausreichende Festigkeit und Dimensionsstabilität gewährleistet bleibt, so dass sich das Papier dimensionsinstabil verhält, zumindest beim Bedrucken.
  • In der Wahl des thermoplastischen Materials der Teilchen, die der Thermotransferschicht einverleibt sind, unterliegt die Erfindung keiner kritischen Einschränkung. Es ist von Vorteil, wenn diese auf Polyolefin, insbesondere auf ein Copolymer aus Ethylen und Propylen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymeren, Polylactaten, Polycarbonaten, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyetherketonen, Zelluloid oder Polyamiden beruhen.
  • Im Hinblick darauf, dass sich die thermoplastischen Teilchen in einer mehr oder weniger hydrophil ausgebildeten Thermotransferschicht befinden, hat es sich für das funktionelle Zusammenwirken zwischen thermoplastischen Teilchen und den sie einbeziehenden übrigen Materialkomponenten der Thermotransferschicht gezeigt, dass Vorteile erreicht werden, wenn auf deren Oberfläche hydrophile Gruppen, insbesondere in Form von Carboxylat-, Hydroxyl-, Sulfonat- und/oder Amino-Gruppen, ausgebildet sind.
  • Um die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe in dem wünschenswerten Umfange zu lösen, weist das Thermosublimationspapier gemäß der Erfindung eine Porosität von höchstens 200 ml/min, insbesondere höchstens 150 ml/min, und/oder mindestens 25 ml/min (nach ISO-5636-3) auf. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Porosität 120 bis 40 ml/min, insbesondere 100 bis 60 ml/min, beträgt. Die Porositätsangaben werden weitestgehend durch die Porosität der Thermotransferschicht bestimmt, so dass man deren Porositätswerte unter praktischen Gesichtspunkten mit denjenigen des Thermosublimationspapiers gleichsetzen kann. Abweichendes gilt, wenn eine Zwischenschicht oder eine Rückseitenbeschichtung eine geringere Porosität als die Thermotransferschicht aufweist und somit porositätsbestimmend für das gesamte Thermosublimationspapier wird. In einem solchen Fall sind auch Luftdurchlässigkeitswerte bis 0 ml/min denkbar.
  • In Einzelfällen ist es von Vorteil, wenn die Thermotransferschicht auf die Siebseite des Basispapiers aufgetragen wird, da diese eine höhere Glätte als die Filzseite aufweist. Diese ist normalerweise glatter als die Filzseite. Es kann auf diese Weise eher eine ausreichend glatte und geschlossene Thermotransferschicht erzielt werden. Daher ist weniger Streichmasse für eine solche geschlossene Thermotransferschicht erforderlich. Dies ändert nichts daran, dass der Auftrag einer ausreichend dicken und glatten Thermotransferschicht auf die Filzseite nicht die gleiche Wirkung haben könnte. Grundsätzlich gilt, dass in einer dichteren Thermotransferschicht die Transferausbeute und die Gleichförmigkeit des späteren Druckbildes auf beispielsweise Textilien besser sind. Demzufolge ist es, noch einmal angesprochen, ein Vorteil des Aufbringens einer Thermotransferschicht auf die Siebseite des Papiers, dass die Siebseite glatter als die Filzseite ist. Daraus ergibt es sich, dass die ausgebildete Thermotransferschicht eine konstantere Dichte und Stärke aufweist. Eine gleichmäßige Thermotransferschicht mit konstanter Dichte und Stärke ergibt eine gleichmäßigere Absorption bzw. einen gleichmäßigeren Transport des Wassers der Tinte, was der Qualität des Thermotransferdrucks zugute kommt. Ein weiterer Vorteil der Ausbildung der Thermotransferschicht auf der Siebseite ist der, dass Unregelmäßigkeiten, welche normalerweise in Papier auftreten, einen geringeren Einfluss ausüben. Ein ungleichmäßige Thermotransferschicht führt zu einer ungleichmäßigen Absorption und damit zu einer Verminderung der Farbtransferausbeute sowie zu einem unregelmäßigen Farbtransfer der sublimierbaren Farbstoffe vom Thermosublimationspapier auf die zu bedruckende Fläche, insbesondere Textilien.
  • Das bevorzugte Flächengewicht der Thermotransferschicht liegt zwischen 2 und 25 g/m2 otro und insbesondere zwischen 4 und 10 g/m2 otro. Hierbei gilt der Bereich von 5 bis 8 g/m2 otro als besonders bevorzugt. Das Flächengewicht des Basispapiers beträgt vorzugsweise 35 bis 130 g/m2 otro, insbesondere 70 bis 100 g/m2 otro.
  • Zweckmäßig ist es, den Cobb-Wert des Basispapiers zu bedenken. Es hat sich gezeigt, dass der Cobb-Wert des Basispapiers vorzugsweise 55 bis 150 g/m2, insbesondere 70 bis 140 g/m2, beträgt.
  • Die Thermotransferschicht lässt sich insbesondere auf einen vorteilhaften Grad an Hydrophilie einstellen, wenn wasserlösliche Mono-, Oligo- oder Polymere einbezogen werden, insbesondere Polyvinylalkohol, Carboxyalkylcellulose, Stärke, Stärkeabbauprodukte, insbesondere in Form von Dextrinen, modifizierte Stärke, Cellulosederivate, höherwertige Alkohole insbesondere in Form von fünfwertigen Alkoholen (Pentiten) sowie sechswertigen Alkoholen (Hexiten), insbesondere in Form von Sorbit, Alginaten, und/oder Gelatine.
  • Demzufolge sind die zur Ausbildung der Thermotransferschicht herangezogenen monomeren, oligomeren oder polymeren Materialien nicht nur wasserlöslich, sondern sie vermitteln im Rahmen der Erfindung den relevanten Schichten (Thermotransferschicht und Basispapier) die wünschenswerte Hydrophilie. Es handelt sich demzufolge um hydrophile Mono-, Oligo- oder Polymere.
  • Es kann in Einzelfällen vorteilhaft sein, wenn die Thermotransferschicht bis zu 60 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 35 Gew.-%, eines Füllstoffs, insbesondere in Form von Kaolin, kalziniertem Kaolin, gefälltem CaCO3 und/oder Kieselsäure, enthält. Dies führt zu dem Vorteil, dass die Tintentrocknung und die Schärfe des Druckbildes begünstigt wird.
  • Es ist im Belieben des Fachmanns, bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Thermosublimationspapiers weitere Additive einzubeziehen, insbesondere auch in die Thermotransferschicht und/oder weiter optional einbezogene Schichten bzw. Zwischenschichten. Dabei kann es sich beispielsweise um organische Materialien, insbesondere spezielle Bindungsmittel und/oder oberflächenaktive Stoffe, und/oder anorganische Materialien handeln. In Einzelfällen ist der Einbezug oberflächenaktiver Stoffe von Vorteil, wobei hier keine Einschränkung existiert. Es kann sich demzufolge bei den oberflächenaktiven Stoffen um solche anionischer, kationischer, amphoterer oder nicht-ionischer Form handeln.
  • Die Ink-Jet-Tinten, die beim Sublimationstransferdruck herangezogen werden, und zwar sowohl bei den hier nicht im Vordergrund stehenden Kontaktverfahren als auch bei den berührungsfreien Druckverfahren, insbesondere dem Ink-Jet-Verfahren, sind wässrige Tinten, bei denen der Farbstoff in Form von Teilchen vorliegt, insbesondere in Form von Pigmenten. Die Ink-Jet-Tinten sind solche, die Wasser als überwiegenden flüssigen Bestandteil enthalten, wobei die Farbstoffteilchen in der wässrige Phase dispergiert vorliegen. Derartigen Tinten können Verdicker zugegeben werden, wenn die Tinte eine pastöse Masse, beispielsweise in einem Rotationssiebdruck, weiterverarbeitet. Ink-Jet-Tinten enthalten typischerweise Farbstoff- bzw. Pigmentteilchen in einer Größenordnung von etwa 0,05 bis 1 µm, insbesondere 0,2 bis 1 µm, in praktischen Anwendungsfällen zweckmäßigerweise 0,2 bis 0,3 µm. Demzufolge wurde erfindungsgemäß die Thermotransferschicht so ausgestaltet, dass die Farbstoffteilchen nicht oder nur in unwesentlichem Ausmaß in die Poren der Thermotransferschicht eindringen.
  • Das erfindungsgemäße Thermosublimationspapier zeigt weitere vorteilhafte Werte, die insbesondere bei ihrer Anwendung in Erscheinung treten: 1. Eine optimale Haftung des Thermosublimationspapiers beim Thermotransferdruck auf den zu bedruckenden Substraten, 2. einen günstigen Tintentrocknungswert und 3. ein vorteilhaft reduziertes Mottling.
  • Das erfindungsgemäße Thermosublimationspapier zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Haftung der Transferschicht auf einem zu bedruckenden Substrat die Note 3 oder weniger, insbesondere 1 oder 2, aufweist. Die Methode, nach der der Haftungswert bestimmt wird, wird nachfolgend beschrieben. Ferner zeichnet sich das erfindungsgemäße Thermosublimationspapier durch einen vorteilhaften Tintentrocknungswert von weniger als 15%, insbesondere weniger als 10%, aus, wobei ein Wert von 0 bis 8 % besonders vorteilhaft ist. Bei der Bestimmung dieses Tintentrocknungswertes wird in der später beschriebenen Weise vorgegangen.
  • Ein unerwünschtes Mottling wird erfindungsgemäß weitestgehend reduziert. Es hat sich gezeigt, dass ein Mottling von weniger als 3, insbesondere weniger als 2, demzufolge auch 1, erreichbar ist. Die Methode, nach der das Mottling bewertet wird, wird später im Einzelnen dargestellt.
  • Allgemein lässt sich das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Thermosublimationspapiers dadurch kennzeichnen, dass auf ein Basispapier in einer Papier- oder Streichmaschine on- oder offline eine wässrige Streichmasse aufgetragen wird, die thermoplastische Teilchen und die zur Ausbildung einer hydrophilen Thermotransferschicht geeigneten Bestandteile, wie vorstehend definiert, enthält und danach zum Erhalt des gebrauchsfähigen Thermosublimationspapiers eine Trocknung durchgeführt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise dadurch weitergebildet, dass zwischen der Thermotransferschicht und dem Basispapier in einem getrennten Arbeitsschritt oder gleichzeitig on- oder offline eine oder mehrere Schichten ausgebildet werden, die der Thermotransferschicht entspricht, jedoch keine thermoplastischen Teilchen enthält.
  • Auch ist es in Einzelfällen zweckmäßig, dass zwischen der Thermotransferschicht und dem Basispapier in einem getrennten Arbeitsschritt oder gleichzeitig on- oder offline eine oder mehrere Schichten ausgebildet werden, die nicht der Zusammensetzung der Thermotransferschicht entsprechen. Ferner kann es vorteilhaft, dass zwischen der Thermotransferschicht und dem Basispapier in einem getrennten Arbeitsschritt oder gleichzeitig on- oder offline eine Schicht ausgebildet wird, die der Thermotransferschicht entspricht.
  • In der Regel ist es bevorzugt, ein ungeleimtes Basispapier einzusetzen. In Einzelfällen ist es für den mit der Erfindung angestrebten Erfolg nicht hinderlich, ein schwach geleimtes Basispapier heranzuziehen, was Vorteile zeigen kann, wie eine verbesserte Dimensionsstabilität. Ein schwach geleimtes Basispapier enthält vorzugsweise als Leimungsmittel Harzleim, Alkenyl-Bernsteinsäureanhydrid (ASA), Alkyl Keten Dimer (AKD) und/oder ein synthetisches Leimungsmittel auf Basis von Styrol-Acrylat (SA).
  • Die Streichmasse kann zur Ausbildung der Thermotransferschicht nach üblichen Streichverfahren aufgebracht werden, insbesondere in Form eines Vorhangstrichs, als Walzen- oder Düsenauftrag mit Rollrakel oder Rakelmesser, mit einer Filmpresse oder mittels eines Druckverfahren, insbesondere mit einer Rasterwalze. Ferner ist es zweckmäßig, wenn man den Effekt einer gewissen Sperrwirkung für Streichfarben- oder Tintenbestandteile beim Streichen oder Bedrucken erzielen will, dass das Basispapier anorganische Bestandteile, insbesondere in Form von Pigmenten mit ausgeprägter Plättchenstruktur, wie z.B. Kaolin oder Talkum, enthält.
  • Schließlich kann es zu Vorteilen führen, wenn auf der Rückseite des Thermosublimationspapiers on- oder offline eine oder mehrere weitere Schichten ausgebildet werden, insbesondere als Schutzschicht zur Vermeidung der ungewünschten Sublimation von Transferfarbstoffen durch die Rückseite des Thermosublimationspapiers. Weitere Funktionen der Rückseitenbeschichtung können darin bestehen, dass die Planlage gesteuert oder ein unerwünschtes Verblocken in der Rolle oder im Stapel durch eine vorteilhafte Wahl der Formulierung der Rückseitenbeschichtung vermieden wird. Um diese oder andere Effekte zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Rückseitenbeschichtung bzw. die Beschichtung derart ausgebildet wird bzw. werden, dass sie organische Materialien, insbesondere Bindemittel und/oder oberflächenaktive Stoffe, und/oder anorganische Materialien, insbesondere Pigmente, enthält.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt der Fachmann neben den oben angestrebten erfindungsgemäßen Merkmalen des Thermosublimationspapiers keine weiteren wesentlichen verfahrenstechnischen Anweisungen. Hier kann er im Rahmen handwerklicher Bemühungen vorgehen.
  • Das erfindungsgemäße Thermosublimationspapier, das sich durch die wünschenswerte Haftung bei der Anwendung bzw. Ausübung des Thermosublimationsdrucks sowie durch eine vorteilhaft schnelle Trocknung beim Drucken mit Ink-Jet-Tinten auszeichnet, lässt sich mit Vorteil zum Bedrucken flächiger Materialien heranziehen. Bevorzugt gilt das für Folien, unabhängig davon, ob sie mehr oder weniger hydrophil oder hydrophob sind, sowie für Textilien, wie insbesondere Gewebe, Gewirke und/oder Filz, insbesondere wenn diese aus Kunstfasern aufgebaut sind.
  • Vor der angesprochenen Verwendung wird das erfindungsgemäße Thermosublimationspapier demzufolge insbesondere mit Ink-Jet-Tinten in Form einer wässrigen Suspension bedruckt. Nach dem Trocknen verbleiben die Farbstoffteilchen auf der Oberfläche der Thermotransferschicht. Das ausgebildete Farbmuster wird anschließend im Thermotransferdruck auf die zu bedruckende Fläche (Substrat) übertragen.
  • Vorteile der Erfindung wurden vorstehend im Einzelnen zum Ausdruck gebracht. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das erfindungsgemäße Thermosublimationspapier beim Bedrucken mit einem Tintenstrahldrucker mit einer wässrigen Ink-Jet-Tinte, die eine Suspension sublimierbarer Farbstoffe enthält, praktisch kein Verfließen der Ink-Jet-Tinte zeigt. Dies bedeutet, dass kein starkes Vermischen der Pixel auftritt und später ein sauberes und zufriedenstellendes Farbbild entsteht. Vorteilhafterweise wird bei dem Transferdruck zudem eine geringe Druckwolkigkeit (Mottling) erzielt. Schließlich erzielt man mit dem erfindungsgemäßen Thermosublimationspapier beim Thermotransfer unter vorausgehendem Bedrucken mit Ink-Jet-Tinte zudem eine wünschenswert hohe Transferausbeute. Bedeutsam ist es auch, dass zum Bedrucken des erfindungsgemäßen Thermosublimationspapiers beliebige andere Drucktechniken geeignet sind, bei denen eine wässrige Tinte mit darin suspendiertem Farbstoff herangezogen wird. Hierbei kann es sich auch um Kontaktdruckverfahren, wie das Siebdruckverfahren, handeln. In jedem Fall wird beim Sublimationsdruck, beispielsweise in der Transferpresse, eine hinlänglich hohe Temperatur eingestellt, die in der Regel zwischen etwa 170 und 210°C liegt. Ein Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass das zu bedruckende Substrat, vorzugsweise in flächiger Form, bei den Thermosublimationstemperaturen mit einem Farbdruck versehen wird, nicht sonderlich eingeschränkt ist. So kann es sich um textile Materialien handeln, aber auch um Substrate aus Stein, Holz oder Metall oder anderen vergleichbaren Materialien.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand verschiedener Beispiele noch näher erläutert.
  • Beispiele
  • Auf zwei verschiedenen Rohpapieren (Basispapier) wurde jeweils eine Thermotransferschicht ausgebildet, wobei bei einem Vergleichsbeispiel keine thermoplastischen Teilchen einbezogen wurden, demgegenüber jedoch bei dem erfindungsgemäßen Beispiel eine modifizierte Beschichtung, die zusätzlich eine Polyolefindispersion enthält, aufgetragen wurde. Es wurde jeweils ein Strichauftrag von 7,5 bis 8 g/m2 appliziert. Die aufgetragene Thermotransferschicht wurde auf dem Basispapier anschließend in einem Trockenschrank getrocknet und anschließend 24 h bei 21 °C und 53 +/–3 % rel. Luftfeuchte klimatisiert. Die resultierenden Thermosublimationspapiermuster wurden anschließend anwendungstechnisch bewertet. Hierbei wurden die Muster mit der handelsüblichen Ink-Jet-Tinte J-next Subly (vertrieben von der Firma J-Teck3 SRL) sowie der handelsüblichen Ink-Jet-Tinte Sawgrass ArTainium UV+ (vertrieben von der Fa. Sawgrass Europe) mit einem handelsüblichen Tintenstrahldrucker (EPSON STYLUS PRO4450) bedruckt. Die Druckereinstellungen wurden hierbei wie folgt gewählt: Medium: Photo Quality Ink Jet Paper, Qualitätsstufe: Stufe 4, Qualität: Superfein 1440 × 720 dpi, Birektional: Ein, Farbe: Farb-/SW-Foto, Farbanpassung: ICM, Modus: Treiber-ICM (Standard). Der Transferdruck in der Transferpresse wurde für 40 s bei 204 °C vorgenommen; als Textil wurde hierbei ein Tuch aus Polyester mit einem Flächengewicht von 250 g/m2 und einem Randwinkel von 56–58 °/2 gewählt, wobei auf ein ungestrichenes Schutzpapier mit einem Flächengewicht ≤ 60 g/m2 das Textilstück mit der zu bedruckenden Seite nach oben und anschließend das Thermosublimationspapier mit der bedruckten Thermotransferschicht nach unten, gefolgt von einem weiteren ungestrichenen Schutzpapier mit einem Flächengewicht < 60 g/m2 aufgelegt wurde. Als Transferpresse wurde eine Qubeat Transferpresse (Model No. HP 3802 1400 W) eingesetzt. Tabelle I (Materialangaben)
    Figure DE102014116550A1_0001
    Anmerkungen: * Zu den in der Tabelle I in den nachfolgenden Tabellen II bis IV mit einem Stern gekennzeichneten Werten werden nachfolgend Bestimmungs- bzw. Bewertungsmethoden näher bezeichnet.
    ** Polyethylen-Polypropylen-Copolymer, Schmelzpunkt 89°C, mittlere Teilchengröße ca. 1 µm (Hersteller Fa. Dow) Tabelle II (Messwerte zu Rezepturen der Tabelle I)
    Figure DE102014116550A1_0002
    Tabelle III (Materialangaben)
    Figure DE102014116550A1_0003
    Anmerkung: ** Polyethylen-Polypropylen-Copolymer, Schmelzpunkt 89°C, mittlere Teil-5 chengröße ca. 1 µm (Hersteller Fa. Dow) Tabelle IV (Messwerte zu Tabelle III)
    Figure DE102014116550A1_0004
  • Mess- bzw. Bewertungsmethoden, deren Ergebnisse in den Tabellen I bis IV bezeichnet sind:
    • 1. Der Cobb-Wert wird bestimmt nach ISO-535, die Luftdurchlässigkeit (bzw. Porosität) nach Bendtsen nach ISO-5636-3 sowie das Flächengewicht nach ISO-536.
  • 2. Tintentrocknungswert
  • Die Trocknungsgeschwindigkeit der Tinte auf dem Thermosublimationspapier wird als Kontrastwert in % im Schwarzfeld angegeben. Hierzu wurde der bedruckte Thermosublimationsbogen unmittelbar nach Beendigung des Drucks mit der unbedruckten Seite nach unten auf eine Kartonauflage gelegt, 15 s nach Beendigung des Drucks ein Konterstreifen (Phoenix Imperial II/II, APCO lichtecht glänzend weiß, holzfrei 150 g/m2, Fa. Scheufelen) auf den bedruckten Bereich gelegt und unmittelbar mit einer 2,3 kg schweren Metallwalze druckfrei überrollt. Anschließend wurde der Konterstreifen abgenommen und auf der dem ursprünglichen Ink-Jet-Druck zugewandten Seite der Kontrastwert durch Messung der Reflexion mit einem handelsüblichen Messgerät (Elrepho SE 070 Gerät der Fa. Lorentzen & Wettre) an einer ursprünglich dem Schwarzfeld zugewandten Stelle (a) sowie an einer einem ursprünglich unbedruckten Bereich zugewandten Stelle (b) des Konterstreifens wie folgt ermittelt: Kontrast [%] = (R2 – R1)100 / R2 (R2 = Reflexion (Y 395nm) der Stelle b, R1 = Reflexion der Stelle a)
  • 3. Mottling
  • Die Bestimmung des Mottlings als Grad der Wolkigkeit des transferierten Ausdrucks auf dem Textil erfolgte visuell und wurde nach folgender Notenskala bewertet:
    • Note 1: Sehr gut, Druck absolut wolkenfrei
    • Note 2: Gut, Druck wolkenfrei
    • Note 3: Befriedigend, Druck leicht unruhig
    • Note 4: Ausreichend, Druck unruhig
    • Note 5: Mangelhaft, Druck wolkig
    • Note 6: Ungenügend, Druck sehr wolkig
  • 4. Randwinkel
  • Für die Bestimmung des Randwinkels wurde ein handelsübliches Randwinkelmessgerät der Fa. Lorentzen & Wettre herangezogen. Die Tropfengröße (Höhe und Breite) wurde 10 s nach Aufsetzen des Wassertropfens (demineralisiertes Wasser) mit der Spritzenspitze gemessen. Es wurden jeweils drei Messungen an einem 15 mm breiten Prüfstreifen durchgeführt und der Mittelwert ohne Nachkommastelle angegeben.
  • 5. Haftung
  • Die Bestimmung der Haftung des Thermosublimationspapiers an dem Textil wurde wie folgt bestimmt. Nach Ausführung des Transferdrucks in der Transferpresse wurde auf einem Labortisch die Haftung des Thermosublimationspapiers an dem Textil bei händischer Trennung dieser Lagen in Noten wie untenstehend charakterisiert. Die Trennung wurde hierbei derart vorgenommen, dass eine Ecke des flächigen Textils von der Papierlage getrennt wurde und anschließend das Textil händisch in einem Winkel von 90 ° bis 120 ° von dem flach liegenden Papier abgezogen wurde.
    • Note 1: Muster klebt deutlich am Textil
    • Note 2: Muster klebt leicht am Textil
    • Note 3: Muster klebt sehr leicht am Textil
    • Note 4: Muster klebt nicht am Textil
    • Note 5: Ein Ablösen des Musters von dem Textil ist nur unter Beschädigung
    • des Musters möglich
    • Note 6: Ein Ablösen des Musters von dem Textil ist nur unter Zerstörung
    • des Musters möglich
    • 6. Die optische Dicht wurde mit einem GretagMacbeth D19C im Automatischen Farbmodus gemessen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO-Norm 5636-3 [0002]
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    • ISO-535 [0034]
    • ISO-5636-3 [0034]
    • ISO-536 [0034]

Claims (30)

  1. Thermosublimationspapier zum Bedrucken mit Tinten, insbesondere mit Ink-Jet-Tinten, bei dem auf einem Basispapier eine zu bedruckende Thermotransferschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Thermotransferschicht thermoplastische Teilchen einer Teilchengröße von 0,3 bis 5 µm und eines Schmelzpunktes von 35°C bis 150°C befinden.
  2. Thermosublimationspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Teilchen einen Schmelzpunkt von 55 bis 105°C, insbesondere von 75 bis 100°C, aufweisen.
  3. Thermosublimationspapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermotransferschicht 5 bis 65 Gew.-%, insbesondere 10 bis 45 Gew.-%, thermoplastische Teilchen enthält.
  4. Thermosublimationspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Tintentrocknungswert von < 15%, insbesondere von < 10%, erreicht.
  5. Thermosublimationspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftung der Thermotransferschicht auf einem zu bedruckenden Substrat die Note 3 oder weniger, insbesondere 1 oder 2, aufweist.
  6. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Teilchen auf Polyolefinen, insbesondere auf einem Copolymer aus Ethylen und Propylen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymeren, Polylactaten, Polycarbonaten, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyetherketonen, Zelluloid oder Polyamiden beruhen.
  7. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastischen Teilchen auf ihrer Oberfläche hydrophile Gruppen, insbesondere in Form von Carboxylat-, Hydroxyl-, Sulfonat- und/oder Amino-Gruppen, aufweisen.
  8. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Cobb-Wert des Basispapiers 55 bis 150 g/m2, insbesondere 70 bis 140 g/m2, beträgt.
  9. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Thermotransferschicht auf der Siebseite des Basispapiers befindet.
  10. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermosublimationspapier eine Porosität von höchstens 200 ml/min, insbesondere höchstens 150 ml/min, und/oder mindestens 25 ml/min (gemessen nach ISO-5636-3) aufweist.
  11. Thermosublimationspapier nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität 120 bis 40 ml/min, insbesondere 100 bis 60 ml/min, beträgt.
  12. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermotransferschicht durch Einbezug von in Wasser löslichen Mono-, Oligo- oder Polymeren hydrophil eingestellt wird, insbesondere mit Polyvinylalkohol, Carboxyalkylcellulose, Stärke, Stärkeabbauprodukten, insbesondere in Form von Dextrinen, modifizierter Stärke, Cellulosederivaten, höherwertigen Alkoholen, insbesondere in Form von fünfwertigen Alkoholen (Pentiten) sowie sechswertigen Alkoholen (Hexiten), insbesondere in Form von Sorbit, Alginaten und/oder Gelatine.
  13. Thermosublimationspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermotransferschicht bis zu 60 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 35 Gew.-%, eines Füllstoffs, insbesondere in Form von Kaolin, kalziniertem Kaolin, gefälltem CaCO3 und/oder Kieselsäure, enthält.
  14. Thermosublimationspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weitere eigenschaftsbeeinflussende Additive enthält, insbesondere oberflächenaktive Stoffe in amphoterer, kationischer, anionischer oder nicht-ionischer Form.
  15. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Thermotransferschicht 2 bis 25 g/m2 otro, insbesondere 4 bis 10 g/m2 otro, beträgt.
  16. Thermosublimationspapier nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Thermotransferschicht 5 bis 8 g/m2 otro beträgt.
  17. Thermosublimationspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basispapier anorganische Bestandteile, insbesondere in Form von CaCO3, Kaolin oder Talkum, enthält.
  18. Thermosublimationspapier nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des Basispapiers 35 bis 130 g/m2 otro, insbesondere 70 bis 100 g/m2 otro, beträgt.
  19. Verfahren zur Herstellung eines Thermosublimationspapiers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Basispapier in einer Papier- oder Streichmaschine on- oder offline eine wässrige Streichmasse aufgetragen wird, die thermoplastische Teilchen und zur Ausbildung einer hydrophilen Thermotransferschicht geeignete Bestandteile, wie in den vorstehenden Ansprüchen definiert, enthält und danach zum Erhalt des Thermosublimationspapiers eine Trocknung durchgeführt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Thermotransferschicht und dem Basispapier in einem getrennten Arbeitsschritt oder gleichzeitig on- oder offline eine oder mehrere Schichten ausgebildet werden, die der Thermotransferschicht entsprechen, jedoch keine thermoplastischen Teilchen enthält.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Thermotransferschicht und dem Basispapier in einem getrennten Arbeitsschritt oder gleichzeitig on- oder offline eine oder mehrere Schichten ausgebildet werden, die nicht der Zusammensetzung der Thermotransferschicht entsprechen.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Thermotransferschicht und dem Basispapier in einem getrennten Arbeitsschritt oder gleichzeitig on- oder offline eine Zwischenschicht ausgebildet wird, die der Thermotransferschicht entspricht.
  23. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein ungeleimtes oder nur schwach geleimtes Basispapier eingesetzt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das schwach geleimte Basispapier Leimungsmittel in Form von Harzleim, Alkenyl-Bernsteinsäureanhydrid (ASA), Alkyl Keten Dimer (AKD) und/oder ein synthetisches Leimungsmittel auf Basis Styrol-Acrylat (SA) enthält.
  25. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmasse zur Ausbildung der Thermotransferschicht nach üblichen Streichverfahren aufgetragen wird, insbesondere in Form eines Vorhangstrichs, als Walzen- oder Düsenauftrag mit Rollrakel oder Rakelmesser, mit einer Filmpresse oder mittels eines Druckverfahrens, insbesondere mit einer Rasterwalze.
  26. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Thermosublimationspapiers on- oder offline eine oder mehrere weitere Schichten ausgebildet werden, insbesondere als Schutzschicht.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückseitenbeschichtung ausgebildet wird, die organische Materialien, insbesondere Bindemittel und/oder oberflächenaktive Stoffe, und/oder anorganische Materialien, insbesondere Pigmente, enthält.
  28. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausbildung der Schichten, insbesondere der Zwischenschichten, weitere eigenschaftsbestimmende Additive einbezogen werden, insbesondere oberflächenaktive Stoffe in anionischer, kationischer, amphoterer und/oder nicht-ionischer Art.
  29. Verwendung des Thermosublimationspapiers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18 zum Bedrucken flächiger Materialien, insbesondere von Folien und Textilien.
  30. Verwendung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilien Gewebe, Gewirke und/oder Filz, insbesondere kunstfaserhaltige Textilien darstellen.
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