DE19601267A1 - Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahldruckverfahren - Google Patents

Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahldruckverfahren

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DE19601267A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein für den Tintenstrahldruck geeignetes Aufzeichnungs­ material sowie ein Verfahren zur Herstellung von bedruckten Aufzeichnungsmate­ rialien.
Aus der EP-A-49 55 91 sind Aufzeichnungsmaterialien für das Tintenstrahldruck­ verfahren bekannt, die Rohpapier als Grundträger und eine Beschichtung aus einem Pigment, einem Bindemittel und zwei oder mehr Leimungsmitteln auf­ weisen.
Gegenstand der JP-A-06 27 83 57 ist ein Aufzeichnungsmaterial für den Tinten­ strahldruck, welches beidseitig beschichtet ist. Die tintenaufnehmende Seite enthält ein weißes anorganisches Pigment, Stärke, Bindemittel, einen kationischen Farb­ stoff-Fixierer und kolloidale Kieselsäure. Die Beschichtung auf der Rückseite enthält hochmolekularen Latexbinder.
Aus der DE-A-43 38 486 ist ein Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungs­ materialien für das Tintenstrahldruckverfahren bekannt, bei welchem auf ein geleimtes Rohpapier ein wäßriges Beschichtungsmittel, bestehend aus einer Stärke und einem Copolymerisat aufgetragen wird.
Dieses Verfahren hat sich für Schwarzdrucke als geeignet erwiesen, weist jedoch bei Farbdrucken Nachteile wie Verlust an Farbstärke und Ausbluten bzw. Ineinanderlaufen verschiedenfarbiger Tinten auf.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen preisgünstigen Aufzeichnungsmaterials für den Tintenstrahl­ druck zu entwickeln, daß die genannten Nachteile wie Verlust an Farbstärke und Ausbluten nicht aufweist. Das Aufzeichnungsmaterial soll sich durch eine hohe Farbdichte und Konturenschärfe beim farbigen und monochromen Tintenstrahl­ druck auszeichnen, ohne das Trocknungsverhalten der Tinte negativ zu beein­ flussen.
Die Erfindung betrifft ein für den Tintenstrahldruck geeignetes Aufzeichnungs­ material auf Basis eines faserhaltigen Trägers, welcher auf wenigstens einer Seite mit einem kationischen Leimungsmittel sowie einem stark kationischen Polymer und/oder einer ionischen Aluminiumverbindung behandelt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leimungsmittel ein Ladungsäquivalentgewicht von wenig­ stens 10 000 g/mol aufweist sowie daß das stark kationische Polymer ein Ladungsäquivalentgewicht von höchstens 2000 g/mol aufweist.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial ermöglicht die Aufzeichnung per Tintenstrahldruck mit hoher Farbstärke und hoher Kantenschärfe ohne Ausbluten beim Farbdruck, wobei gleichzeitig die erforderliche kurze Trocknungszeit erhalten bleibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der faserhaltige Träger ein Rohpapier, das entweder unbehandelt oder in der Masse vorgeleimt ist. Es ist aber auch möglich, daß der faserhaltige Träger einen ein- oder beidseitigen Strich aus vorzugsweise einem Streichpigment, einem Bindemittel und chemischen Hilfs­ mitteln, aufweist, auf den die erfindungsgemäße Kombination von Leimungsmittel und Polymer aufgebracht wurde. Als Streichpigmente werden hier insbesondere Aluminiumhydroxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Calciumsilikat, Calciumsulfo­ aluminat, Kaolin, Talkum, Titandioxyd, Zinkoxyd sowie organische Pigmente aller Art verwendet. Bevorzugte Bindemittel sind Stärken, Casein, Carboxymethylcellu­ lose, Polyvinylalkohol, Tierleime und Latices.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Leimungsmittel ein Poly­ merisat oder Polykondensat. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform weist das kationische Polymer keine leimende oder hydrophobierende Wirkung auf.
Das Ladungsäquivalentgewicht des kationischen Leimungsmittels und des kationischen Polymeren bestimmt die Menge eines Hilfsmittel s in Gramm, welche 6.0225 × 10²³ geladene Gruppen enthält. Dieses wird nach der in der Bayer Farbenrevue 33 "Naßfestmittel für Papier" bzw. Bayer Farbenrevue 31/32 "Retention und Entwässern bei der Papierherstellung" dargestellten Methode dadurch bestimmt, daß man die Lösung des kationischen Polymers vorlegt - z. B. 10 ml - und unter ständigem Rühren einige Tropfen TB-O (o-Toluidin-Blau) Lösung zugibt, bis die Testlösung hellblau gefärbt ist. Dann wird langsam eine 0,001%ige Stammlösung von PVS-K (Polyvinylalkohol-Schwefelsäurehalbester, K-Salz) zugesetzt, bis der Farbton von Hellblau nach schwach Purpur umgeschla­ gen ist. Zur Auswertung der Titration ist noch eine Blindprobe zu titrieren, also eine Lösung ohne kationisches Polymer, und eine Eichkurve aufzunehmen.
Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel:
Kp = Konzentration der Probenlösung (mg/ml)
Vp = Volumen der Probenlösung (ml)
N = Normalität der PVS-K-Lösung (mäquiv/ml) (Äquivalentgewicht des PVSK: 162)
V = Verbrauch der PVS-K-Lösung-Blindwert bis zum Farbtonumschlag
Zusätzlich zu den stark kationischen Polymeren oder anstelle des kationischen Polymeren kann eine ionische Aluminiumverbindung, insbesondere ein Alumi­ niumsalz verwendet werden. Besonders bevorzugte Aluminiumverbindungen sind Alaun und Polyaluminiumchlorid, insbesondere Aluminiumsulfat.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeich­ nungsmaterials aus einem faserhaltigen Träger, dadurch gekennzeichnet, daß man den Träger auf wenigstens einer Seite mit einem kationischen Leimungsmittel mit einem Ladungsäquivalentgewicht von wenigstens 10 000 g/mol und einem stark kationischen Polymeren mit einem Ladungsäquivalentgewicht von höchstens 2000 g/mol und/oder einer ionischen Aluminiumverbindung - bevorzugt aus wäßriger Dispersion - ausrüstet.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial, welches mit einem Tintenstrahldruckgerät bedruckt wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Material dadurch hergestellt, daß man das kationische Leimungsmittel sowie das stark kationische Polymer und/oder die Aluminiumverbindung aus wäßriger Flotte ein- oder beidseitig auf ein Rohpapier aufträgt, das entweder unbehandelt oder in der Masse vorgeleimt ist.
Übliche Einsatzkonzentrationen für dieses kationische Leimungsmittel in der wäß­ rigen Dispersion sind 5 bis 100 g/l (Handelsware). Bevorzugt werden 5 bis 50 g/l eingesetzt.
Als kationische Leimungsmittel kommen Produkte in Frage, die z. B. durch Emul­ sionspolymerisation von 100 Gew.-Teilen einer Monomermischung hergestellt werden, bestehend aus
  • (a) 10-90 Gew.-Teilen Styrol, α-Methylstyrol, Acrylnitril und/oder Meth­ acrylnitril
  • (b) 10-90 Gew.-Teilen Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester mit 1 bis 18 C-Atomen im Alkoholrest,
  • (c) 0-25 Gew.-Teilen Monomeren mit tert. und/oder quart. Aminogruppen,
  • (d) 0-20% an weiteren ungesättigten Monomeren,
wobei die Summe aller Monomeren 100 Teile beträgt.
Als Monomere der Gruppe a) kommen vorzugsweise Styrol, α-Methylstyrol, Acrylnitril und/oder Methacrylnitril sowie deren Mischungen in Frage. Bevorzugt werden Styrol und Acrylnitril verwendet.
Monomere der Gruppe b) sind vorzugsweise Ester der Methacryl- oder Acrylsäure mit 1-18 C-Atomen im Alkoholrest. Bevorzugt sind Ester der Methacryl- oder Acrylsäure mit Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol und tert.Butanol.
Monomere der Gruppe c) sind vorzugsweise Monomere, die ein basisches Stickstoffatom enthalten, entweder als freie Base oder in quaternierter Form. Bevorzugt sind Dimethylaminoethyl(meth)acrylat und Dimethylaminopropyl- (meth)acrylamid.
Monomere der Gruppe d) sind vorzugsweise Acrylamid, Methacrylamid oder Isobuten, die dem Emulsionspolymerisat besondere Eigenschaften wie ein ver­ bessertes Aufziehvermögen verleihen sollen oder als Extender eine Verbilligung bewirken.
Bevorzugte erfindungsgemaß als Leimungsmittel zu verwendende Emulsions­ polymerisate sind in DE-A-31 03 917, DE-A-35 37 824 DE-A-36 27 594, DE-A- 37 02 712 DE-A-42 00 715 beschrieben.
Ihre Herstellung erfolgt vorzugsweise durch radikalische Emulsionspolymerisation in Gegenwart eines natürlichen oder synthetischen Schutzkolloids. Als natürliche Schutzkolloide kommen z. B. wasserlösliche Proteine wie Gelatine oder Casein, wasserlösliche Celluloseether wie Hydroxyethylcellulose, native, abgebaute und/oder chemisch modifizierte Stärke in Betracht.
Als synthetische Schutzkolloide sind z. B. Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrro­ lidon geeignet sowie wasserlösliche kationische Copolymerisate, die erhalten werden durch Lösungspolymerisation von z. B. Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid mit kationischen Monomeren, die tertiäre und/oder quartäre Ammoniumgruppen enthalten wie z. B. Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Dimethyl­ aminopropylacrylamid bzw. ihre Quaternierungsprodukte. Als synthetische Schutzkolloide geeignet sind ferner kationische, hydrophobierte Polykondensate, die durch Hydrophobierung eines basischen Polyamidamins aus Polyaminen und Dicarbonsäuren mit hydrophoben Monocarbonsäuren und nachfolgende Protoni­ sierung und/oder Quaternierung hergestellt sind.
Als kationische Leimungsmittel auf Basis von Polykondensaten kommen Produkte in Frage, die z. B. wäßrige Zubereitungen quaternierter basischer Fettsäureamide sind, die durch Kondensation von Polyaminen und langkettigen Fettsäuren mit 10 bis 26 C-Atomen sowie anschließende Quaternierung mit z. B. Epichlorhydrin hergestellt werden können. Solche Produkte sind z. B. in DE-A-28 19 039 und DE- A-35 15 480 beschrieben.
Obwohl die Wirkungsweise des erfindungsgemäß zu verwendenden stark kationischen Polymeren noch nicht ganz klar ist, wird angenommen, daß das Polymer insbesondere zur Immobilisierung des Farbstoffes beiträgt und dadurch auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterial so fixiert, daß ein Wegschlagen des Farbstoffes in das Innere des Aufzeichnungsmaterials mit entsprechendem Verlust an Farbstärke vermieden wird.
Beispiele für als Farbstoffimmobilisator geeignete stark kationische Polymere sind Polykondensate, die z. B. durch Kondensation von Cyanamid, Dicyandiamid, Guanidin oder Biguanidin mit Formaldehyd oder polyfunktionellen Aminen mit mehreren primären, sekundären und/oder tertiären Aminogruppen wie Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin usw. unter Abspaltung von Ammoniak hergestellt werden können, wobei bis zu 50 Molprozent von Cyanamid, Dicyandiamid, Guanidin oder Biguanidin durch eine Dicarbonsäure oder Ester davon ersetzt werden können. Beispielhaft sei ein Kondensat aus Dicyandiamid und Diethylentriamin genannt.
Geeignet sind weiterhin quaternierte Polyether, die durch Kondensation von Hydroxyalkylaminen, ggf. durch Cokondensation mit Polyolen, und anschließende Quaternierung hergestellt werden. Beispiele sind Kondensate aus Alkyl- bzw. Cyclohexyl-bis-hydroxyethylamin, die mit Dimethylsulfat quaterniert sind.
Geeignet sind ebenfalls Kondensate aus Aminen wie Dimethylamin oder Diethyl­ amin mit Epichlorhydrin, die ggf. weitere Polyamine enthalten können.
Diese Polykondensate sind bekannt und z. B. in DE-A-8 55 001, DE-A-21 12 878, DE-A-35 25 104, DE-A-39 40 481 und DE-A-34 16 693 beschrieben. Die erfin­ dungsgemäß eingesetzten Dispersionen enthalten diese Polykondensate in Konzen­ trationen von 5 bis 200 g/l, vorzugsweise 10 bis 80 g/l (Handelsware).
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem kationischen Leimungsmittel um eine Verbindung gemäß EP-A-5201. In einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem kationischen Polymeren um eine Verbindung gemäß DE-A-34 16 693.
Ganz besonders bevorzugte kationische Polymere weisen einen Cochenille-Wert von wenigstens < 300% rel. Farbstärke auf, wobei der Cochenille-Wert wie folgt bestimmt wird:
Ein geleimtes Testpapier (Papier auf Basis von 80%, Birkensulfat- und 20% Kie­ temsulfatzellstoff, Masseleimung 1% AKD, Flächengewicht 80 g/m²) wird zur Bestimmung des Nullwertes in der Oberfläche mit einer 1%igen Leimungsmittel­ dispersion (Dispergiermittel: 0,5% Stärkelösung) so ausgerüstet, daß 50% der wäßrigen Dispersion (bezogen auf Papier) aufgenommen werden. Dieses Papier wird getrocknet und anschließend 20 Minuten in eine 0,1%ige, 70°C warme, wäß­ rige Cochenillerotlösung getaucht. Die erzeugte Rotfärbung des Testpapiers wird gemessen und die angenommene Farbstoffmenge als 100% rel. Farbstärke fest­ gesetzt.
Zur Bestimmung des Cochenille-Wertes von kationischen Polymeren wird das gleiche Testpapier mit einer Dispersion, welche 2% des Polymeren und 1% des Leimungsmittels enthält (Dispergiermedium: 5%ige oxidierte Stärkelösung) so ausgerüstet, daß ebenfalls 50% der wäßrigen Dispersion aufgenommen werden. Anschließend wird die Cochenille-Lösung wie oben aufgetragen und die Aus­ färbung bestimmt.
Weitere Bestandteile können insbesondere aus wäßriger Dispersion aufgetragen werden, Stärken, Gelatine und feinteilige Pigmente sein.
Als Stärke kommen native, aufgeschlossene oder chemisch modifizierte Stärken in Betracht wie Weizenstärke, Maisstärke, Kartoffelstärke, oxidativ oder enzymatisch abgebaute Stärken, kationische oder amphotere Stärken, Phosphatstärke, Hydroxy­ ethylstärke, Hydroxypropylstärke usw. Erforderlich ist eine ausreichende Löslich­ keit der Stärke, was gegebenenfalls durch Erhitzen bzw. einen oxydativen oder enzymatischen Abbau der Stärke erreicht werden kann. Übliche Einsatzmengen an Stärke in der erfindungsgemäßen Dispersion sind 10 bis 200 g/l, bevorzugt 40-100 g/l.
Bei den Pigmentzusätzen sind beispielsweise Kreide, Clay, Titandioxid, Barium­ sulfat, Magnesiumcarbonat, Aluminiumoxid und Gips zu nennen. Diese Pigmente werden einzeln oder in Abmischungen der wäßrigen Dispersion zugegeben. Die Einsatzmengen dieser Pigmentzusätze liegen üblicherweise in Bereichen zwischen 0 und 500 g/l, vorzugsweise zwischen 10 und 100 g/l. Der Teilchendurchmesser dieser Pigmente liegt vornehmlich unterhalb 20 µm.
Daneben können die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Disper­ sionen weitere Komponenten enthalten wie z. B. optische Aufheller, Nuancier­ farbstoffe, Dispergiermittel, Entschäumer, Naßfestmittel wie Epichlorhydrine und/oder Polyisocyanate, zusätzliche Bindemittel wie Kasein, Polyethylenglykol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol usw. Besonders geeignete Zusatzkompo­ nenten sind Polyisocyanate, wie sie z. B. in DE-A-42 11 480, DE-A-42 26 110, DE-A-44 46 334, DE-A-195 16 405 und DE-A-195 20 092 beschrieben sind, die eine erhöhte Naß- und Trockenverfestigung der ausgerüsteten Papiere ergeben sowie durch Erhöhung der Oberflächenfestigkeit die Bedruckbarkeit weiter verbessern können.
Als Rohpapier für das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise ein Papier verwendet, welches alle bekannten Faser- und Füllstoffe für die Papiererzeugung enthalten kann. Faserstoffe können beispielsweise Sulfit- und Sulfatzellstoffe, Holzschliff, thermomechanischer Stoff (TMP), chemothermomechanischer Stoff (CIMP), Druckschliff (PGW) sowie deinkte und nicht deinkte Sekundärfaserstoffe sein. Diese Faserstoffe können gebleichte oder ungebleichte Fasern verschiedener Längen und Mahlgrade beinhalten, vorzugsweise liegt der Mahlgrad zwischen 20 und 60°SR (Schopper-Riegler). Der Füllstoffgehalt im Papier kann max. 40 Gew.-% betragen und liegt vorzugsweise bei 10 bis 20%. Als verwendbare Füllstoffe sind Kreide, Kaolin, Clay, Talkum, Titandioxid, Calciumsulfat, Barium­ sulfat, Aluminiumoxid, Satinweiß oder Mischungen dieser Füllstoffe zu nennen.
Das Flächengewicht des Rohpapiers für den Aufzeichnungsträger beim Tinten­ strahldruck liegt üblicherweise zwischen 40 und 120 g/m², kann aber auch höhere oder niedrigere Werte annehmen. Dieses Papier ist vorzugsweise in der Masse vor­ geleimt, kann jedoch auch ungeleimt sein. Der Cobb-Wert (ISO 535 Zusammen­ hang DIN 53132) des für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Rohpapiers liegt nach 60 Sekunden vorzugsweise bei 20 bis 35 g/m², kann aber durchaus Werte zwischen 15 und 100 g/m² annehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck zeigt besonders positive Effekte bezüglich erhöhter Farbstärke und Kantenschärfe, wenn das Rohpapier vor der Oberflächenausrüstung in der Masse vorgeleimt ist. Hierzu können alle herkömmlichen Leimungsmittel verwendet werden, wie z. B. Harzleim, Fettalkyldiketene (AKD), Alkenylbernstein­ säureanhydrid (ASA) und/oder Polymerleimungsmittel. Diese sind beispielsweise in EP-B 0257 412 oder in der EP-B-0 276 770 beschrieben.
Zusätzlich können die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Roh­ papiere optische Aufheller, Nuancierfarbstoffe und übliche Papierhilfsmittel wie Retentionsmittel, Entwässerungshilfsmittel oder Naßfestmittel z. B. auf Basis eines Polyamidamin-Epichlorhydrin-Harzes oder Polyisocyanates enthalten.
Die erfindungsgemäße Oberflächenausrüstung mit der beschriebenen wäßrigen Dis­ persion erfolgt vornehmlich unmittelbar nach der Erstellung des Rohpapiers im gleichen Prozeß (online) mit den herkömmlichen Auftragsaggregaten wie z. B. Leimpresse und Filmpresse und kann sowohl einseitig wie auch beidseitig erfol­ gen. Der Oberflächenauftrag kann ebenfalls in einem weiteren Prozeß (offline), nach der Erstellung des Trägermaterials, erfolgen.
Bei der erfindungsgemäßen Oberflächenausrüstung werden beispielsweise 0,1 bis 3% des Leimungsmittels und beispielsweise 0,2 bis 5% des Farbstoffimmobilisa­ tors aufgetragen (Handelsware bezogen auf Papier). Man erhält Papiere, die sich hervorragend für den monochromen und farbigen Tintenstrahldruck eignen. Diese Papiere verleihen dem Druckbild besonders beim farbigen Druck höchste Farb­ stärken bei besten Konturschärfen. Ein Ineinanderlaufen der Farben sowie ein Durchschlagen der Tinte kann dadurch vermieden werden.
Als weiterer Vorteil wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Ober­ flächenausrüstung eine Weißgraderhöhung der in der Masse aufgehellten Papier festzustellen ist. Diese liegt bei bis zu 10 Punkten CIELab Weiße.
Weiterhin weisen die Papiere eine erhöhte Penetrationsgeschwindigkeit auf. Diese nimmt mit zunehmender Dosierung des kationischen Polykondensats zu.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial eignet sich zur Verwendung in allen Tintenstrahldruckverfahren, also der continuous jet und drop on demand Techno­ logie. Das Ablenkprinzip des Tintenstrahls kann dabei mechanisch, elektrostatisch, durch Ionenstrahlprojektion und magnetisch erfolgen.
Eine besondere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ist die Möglichkeit, dieses auch für andere Aufzeichnungsmethoden wie Elektrophoto­ graphie, Offset sowie Hoch- und Tiefdruck vorteilhaft verwenden zu können. Bei diesen Aufzeichnungsmethoden konnte eine deutlich verbesserte Aufnahme und Haftung der Druckfarben bzw. der Tonerpartikel erreicht werden.
Prüfungsverfahren
Die Papiere wurden gemäß "Hewlett Packard Paper Acceptance Criteria Test for Deskjet 500C, 550C & 560C Printers" bedruckt. Dieses von Hewlett-Packard entwickelte Software Programm dient zur Bewertung von Papier für den Tinten­ strahldruck. Von diesen Druckbildern wurde beim farbigen Druck das Ineinander­ laufen der Farben und die rel. Farbstärke bewertet. Weiterhin geprüft wurde die Tintenpenetration der Tintenstrahltinten mit einem modifizierten Hunterlab Färbmeßgerät, Typ D25D2P. Die optische Dichte beim Schwarzdruck wurde mit dem Macbeth Densitometer, Typ RD 917 gemessen. Bei den Messungen der relativen Farbstärke verwendete man das Elrepho 2000.
Entsprechende Ergebnisse wurden bei Verwendung der folgenden Testtinte mit einer Hewlett Packard Farbkartusche, Type HP 51625 A und einem Hewlett Packard Diskjet Drucker 560c erhalten.
Beispiel 1
Ein aus 70% Eukalyptussulfat- und 30% Kiefernsulfat hergestelltes Papier mit 14 g (bezogen auf Stoff) Calciumcarbonat Füllstoff (Mahlgrad 300 SR) wurde in der Masse mit 0,8% AKD geleimt. Es wurde ein Cobb-Wert von 29 g/m² erzielt.
Das obengenannte Rohpapier wurde mit der erfindungsgemäßen Rezeptur auf eine Laborleimpresse ausgerüstet. Als Stärke wurde eine oxidierte Kartoffelstärke eingesetzt. (Prozentangabe bezogen auf Leimpressflotte).
Als Leimungsmittel wurde eine Verbindung gemäß EP-A 0 005 201 eingesetzt, die wie folgt hergestellt wurde:
60 Teile Triethylentetramin wurden mit 231,6 Teilen Stearinsäure gemischt und unter Stickstoff 2 Stunden bei 175°C unter Rückfluß erhitzt. Anschließend wurde die Temperatur auf 195 bis 200°C erhöht und dabei innerhalb von 6 Stunden ca. 20 Teile Wasser abdestilliert. Die erhaltene Schmelze wurde auf 120°C abgekühlt und in 1072,2 Teile Wasser I eingerührt, die zuvor auf 55°C erwärmt wurden. Dabei bildete sich eine homogene Dispersion. Es wurde auf 63°C abgekühlt. Bei dieser Temperatur wurden 49,3 Teile Epichlorhydrin innerhalb von 15 Minuten unter schnellem Rühren zudosiert. Der Ansatz wurde nach beendeter Zugabe noch 2 Stunden bei 70 bis 75°C gerührt und dann mit 713,2 Teilen Wasser II verdünnt. Nach Zusatz von 1,6 Teilen Kochsalz und 65,8 Teilen Wasser wurde noch 1 Stunde bei 55°C nachgerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Man erhielt eine 15%ige wäßrige Dispersion des Leimungsmittel, die in dieser Form eingesetzt wurde.
Als kat. Polymer wurde Polyether A gemäß DE-A-34 16 693 eingesetzt.
Papier 1: 5% Stärke
Papier 2 5% Stärke, 1% Leimungsmittel
Papier 3 5% Stärke, 1% Leimungsmittel, 1% kationisches Polymer
Papier 4 5% Stärke, 1% Leimungsmittel, 4% kationisches Polymer
Papier 5 5% Stärke, 1% Leimungsmittel, 8% kationisches Polymer
Die Flottenaufnahme bei dem Papier betrug ca. 40%. Die Prüfergebnisse sind der folgenden Tabelle 1, 2 und 3 zu entnehmen.
Tabelle 1
Tabelle 2
In Tabelle 1 wurden dabei die Werte für die Farbstärken auf der bedruckten Seite wie folgt bestimmt:
Die behandelten Papiere werden nach 24stündiger Klimatisierung unter Normalklima (23°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit) mit einem Elrepho 2000 farbvermessen. Dabei wird die rel. Farbstärke der drei Grundfarben Gelb, Cyan und Magenta, sowie eine durch zwei Farben subtraktiv gemischte Farbe (hier rot) und durch drei Farben subtraktiv gemischte Farbe (Zusammengesetztes Schwarz) bestimmt. Als Bezug wurde Papier 1 gewählt und die rel. Farbstärke des Druckbildes gleich 100% gesetzt.
In Tabelle 2 wurde die Penetrationsgeschwindigkeit wie folgt bestimmt:
Das in einen Probenhalter eingespannte Papier wird mit 7 ml Tinte übergossen. An der Unterseite des Papiers wird mit einem Farbmeßgerät das Durchdringen der Tinte in zeitlicher Abhängigkeit gemessen. Aus den gemessenen Kurven kann beispielsweise die Zeit gemessen werden, in der die Ausgangsremission auf 90% ihres Wertes sinkt. Die Messungen wurden mit dem Hunterlab Farbmeßgerät Typ D25D2P durchgeführt.
Die Kantenschärfe sowie das Verlaufen der Farben wurde visuell verglichen. Die Bewertung ist aus Tabelle 3 entnehmen.
Tabelle 3
Muster
Bewertung
Papier 1
schlecht
Papier 2 schlecht
Papier 3 gut
Papier 4 gut
Papier 5 ausgezeichnet
Die Vorteilhaftigkeit der erfindungsgemäßen Papiere 3 bis 5 gegenüber den Pa­ pieren 1 bis 2 ergibt sich aus Tabelle l aus den überraschend stark verbesserten Werten für die relativen Farbstärken, für die Einzelfarben und für das zusammen­ gesetzte Schwarz, ohne daß hierbei die optische Dichte bei Verwendung einer schwarzen Tinte (Spalte optische Dichte) beeinträchtigt wird. Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß durch Konzentrationsänderungen die Penetrationsgeschwindigkeit ge­ steuert werden kann.
Aus Tabelle 3 ergibt sich, daß bei steigender Einsatzmenge neben einer Zunahme der rel. Farbstärke auch eine deutliche Verbesserung der Kantenschärfe und des Farbverlaufens erreicht wird.
Beispiel 2
Entsprechende Ergebnisse wurden erhalten, wenn das Leimungsmittel mit folgen­ den geänderten Mengen an Ausgangsstoffen hergestellt wurde, wobei die nicht ge­ nannten Komponenten in der gleichen Menge wie bei Beispiel 1 eingesetzt wurden:
  • a) 33,2 Teile Epichlorhydrin
  • b) 904,7 Teile Wasser I
  • c) 654,5 Teile Wasser II
  • d) 1,6 Teile NaCl und 133,7 Teile Wasser.

Claims (9)

1. Ein für den Tintenstrahldruck geeignetes Aufzeichnungsmaterial auf Basis eines faserhaltigen Trägers, welcher auf wenigstens einer Seite mit einem kationischen Leimungsmittel sowie einem kationischen Polymer und/oder einer ionischen Aluminiumverbindung behandelt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Leimungsmittel ein Ladungsäquivalentgewicht von wenigstens 10 000 g/mol aufweist, sowie daß das kationische Polymer ein Ladungs­ äquivalentgewicht von höchstens 2 000 g/mol aufweist.
2. Material gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeich­ nungsmaterial ein ungestrichenes Papier ist.
3. Material gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leimungsmittel ein Polymerisat oder Poly­ kondensat ist.
4. Material gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische Polymer ein Polykondensat oder ein quaternierter Polyether ist.
5. Material gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische Polymer keine leimende oder hydro­ phobierende Wirkung aufweist.
6. Material gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische Polymer einen Cochenille-Testwert von wenigstens 300% aufweist.
7. Material gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leimungsmittel in einer Menge von 0,1 bis 3%
und das kationische Polymer in einer Menge von 0,2 bis 5%, bezogen auf Handelsware bezogen auf Papier, aufgetragen wurde.
8. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials auf Basis eines faserhaltigen Trägers, dadurch gekennzeichnet, daß man den Träger auf wenigstens einer Seite mit einem kationischen Leimungsmittel mit einem Ladungsäquivalentgewicht von wenigstens 10 000 g/mol und einem kationischen Polymeren mit einem Ladungsäquivalentgewicht von höchstens 2 000 g/mol, bevorzugt aus wäßriger Dispersion, ausrüstet.
9. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Tintenstrahlgerät bedruckt wurde.
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