DE19721238A1

DE19721238A1 - Verwendung von modifizierter Gelatine

Info

Publication number: DE19721238A1
Application number: DE1997121238
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Poerschke; Alexander Dr Raab
Original assignee: Stoess & Co Gelatine
Current assignee: Stoess & Co Gelatine
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: DE19721238C2

Description

Für die Beschichtung von Inkjet-Papieren werden bisher über wiegend synthetische Polymere verwendet. Versuche, derartige Beschichtungen aus Gelatine oder Gemischen von Kunststoffen und Gelatine herzustellen, haben nicht zu den gewünschten optimier ten Eigenschaften geführt. Wie aus der Literatur bekannt ist, können die Eigenschaften der Farbempfangsschicht durch Derivati sierung der Gelatine und/oder Zumischung von Additiven, wie z. B. Polyalkylenoxiden verbessert werden (vgl. US-Patent 4,946,741). Bisher wurden beispielsweise für die Inkjet-Beschichtung Deriva te der Gelatine mit Phthalsäure, Bernsteinsäure oder Maleinsäu re verwendet. Diese Derivate sind aber nicht mit allen Polymeren und/oder sonstigen Additiven lückenlos mischbar. Insgesamt ist somit festzustellen, daß die bisher erzielten Ergebnisse nicht zufriedenstellend waren.

Gewünscht wird zum Beispiel für ein hochwertiges glänzendes Inkjet-Papier, auf welchem auch Tinten verwendet werden können, die neben Wasser auch organische Lösungsmittel wie Glykole enthalten, daß eine homogene Oberfläche entsteht, keine Risse auf bedruckten Flächen entstehen, der Ausdruck farbecht ist, die Beschichtung nicht klebrig ist, die Beschichtung eine kurze Trocknungszeit aufweist und kein Zusammenfließen der Farbtropfen zu größeren Einheiten zeigt, was zu einem fleckigen Erschei nungsbild der Farbfläche führt. Schließlich soll die Herstellung leicht, reproduzierbar und preiswert sein.

Die Aufgabe, alle oben genannten Anforderungen zu erfüllen, wurde mit den bisher verwendeten Rezepturen oder den verwendeten derivatisierten Gelatinen und Abmischungen mit verschiedenen Additiven immer nur zum Teil gelöst.

Es wurde jetzt gefunden, daß die oben dargelegte komplexe Aufgabe gelöst werden kann durch die Verwendung von mit Alkylen bernsteinsäuren modifizierter Gelatine als Bestandteil der Tintenempfangsschicht für Inkjet-Drucker. Vorzugsweise wird Gelatine verwendet, die mit Dodecenylbernsteinsäure modifiziert ist.

Die erfindungsgemäß verwendeten modifizierten Gelatinen werden vorzugsweise erhalten durch Umsetzung der Gelatine mit Alkylen bernsteinsäureanhydrid in wäßriger Lösung bei erhöhter Tempera tur und einem pH-Wert im Bereich von 8 bis 9. Nach der Umsetzung werden dieses Reaktionsansätze vorzugsweise neutralisiert oder schwach sauer eingestellt.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die mit Alkylen bernsteinsäure modifizierte Gelatine ein oder mehrere Netzmittel enthält. Prinzipiell geeignet sind nichtionische, kationische oder amphotere Netzmittel. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt mit nichtionischen Tensiden, die Polyoxyethylen-Gruppen enthalten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit die Verwendung von mit Alkylenbernsteinsäure modifizierter Gelatine als Be standteil der Tintenempfangsschicht für Inkjet-Drucker oder anders ausgedrückt, das Verfahren zur Herstellung der Tinten empfangsschicht für Inkjet-Drucker, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Alkylenbernsteinsäure modifizierte Gelatine enthält.

Gelatine ist ein in großen Mengen hergestelltes Polypeptid, welches durch sauren, alkalischen oder enzymatischen Abbau der Kollagenfasern, insbesondere von Knochen- und Hautkollagen, entsteht. Ihre Molmasse kann nach Ward (A.G. Ward und A. Courts, The Science and Technology of Gelatine) mit ca. 30.000 bis 300.000 g/mol angegeben werden. Gelatine ist in der Lage, unter anderem aufgrund von freien Hydroxyl-Gruppen und Amino-Gruppen mit reaktiven Verbindungen, wie zum Beispiel Aldehyden und Säureanhydriden zu reagieren. Die Umsetzung mit Aldehyden führt zum Beispiel zu Vernetzung, die auch Härtung genannt wird. Die Umsetzung mit Säureanhydriden führt ebenfalls zu einer Ver änderung der Eigenschaften, insbesondere zur Verbesserung der chemischen und thermischen Stabilität. So wird beispielsweise für gewisse Gelatinekapseln eine mit Bernsteinsäureanhydrid umgesetzte Gelatine, sogenannte succinylierte Gelatine einge setzt. Diese modifizierte Gelatine ist beispielsweise resistent gegen aldehydgruppenhaltige Wirkstoffe.

Sofern bei der Herstellung der Inkjet-Beschichtung Gelatine oder ihre Derivate eingesetzt wurden, waren diese phthalylierte, succinylierte oder maleinierte Gelatine. Diese Gelatine-Derivate weisen gegenüber unmodifizierter Gelatine eine erhöhte Hydrophi lie auf.

Im Gegensatz dazu führt die Umsetzung von Gelatine mit Alkylen bernsteinsäureanhydriden zu einer gewissen Hydrophobierung und zu einer besseren Mischbarkeit mit vielen Polymeren und den unterschiedlichsten Additiven, die für die Herstellung einer guten Inkjet-Beschichtung notwendig sein können.

Alkylenbernsteinsäuren bzw. deren Anhydride sind herstellbar durch eine En-Reaktion ungesättigter Kohlenwasserstoffe mit Maleinsäureanhydrid. Prinzipiell geeignet sind für diese Reak tion Alkylengruppen mit 4 bis 25 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise werden Alkylenbernsteinsäure-Reste eingesetzt, deren Alkyl-Gruppen 8 bis 16 Kohlenstoffatome aufweisen. Vorzugsweise wird die Dodecenylbernsteinsäure eingesetzt, da diese preiswert und in größeren Mengen erhältlich ist und mit ihr hervorragende Ergebnisse bei der Herstellung von Inkjet-Papier erzielt werden.

In den nachfolgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläu tert.

Beispiel 1 Herstellung und Eigenschaften der Gelatine

6 kg Gelatine werden in 22 l 70°C vorgewärmtes Wasser eingerührt und nach den vollständigen Auflösen mit Natronlauge auf pH-Wert 8,5 eingestellt. 640 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid (0,04 mol/100 g) werde innerhalb von 30 Minuten zudosiert, wobei der pH-Wert auf 8,5 nachreguliert wird durch Zugabe von 50%iger NaOH. Nach beendeter Zugabe wird weitere 60 Minuten bei 70°C und pH 8,5 gerührt. Anschließend wird der pH-Wert durch Zugabe von Eisessig auf pH 6,0 eingestellt. Dieses Gemisch wird in 5 cm hohen Schichten ausgegossen und nach dem Gelieren zerkleinert und bei 30°C und Umgebungsfeuchte getrocknet. Das so erhaltene Produkt hat einen Trockengehalt von 90,8%. Die Viskosität beträgt 22,54 mPa.s. Der IIP (Isoionierter Punkt) beträgt 5,0. Der Umsetzungsgrad (Glutaraldehyd) beträgt 92%. Die Leitfähig keit beträgt 6,51 mS und die Transmission bei 620 nm 94,15%. Bei 450 nm beträgt die Transmission noch 83,50%.

Beispiel 2 Herstellung der Inkjet-Beschichtung

Zur Herstellung der Beschichtungslösung werden 5 g oben genann ter Gelatine und 1,5 g Netzmittel (Crovol A 40, Croda GmbH oder Tween 80, ICI) mit Wasser auf 50 g aufgefüllt. Nach Quellen, Lösen bei 60°C und pH Korrektur auf 7 wird die Lösung kurz bei 50°C im Ultraschallbad entgast. Anschließend erfolgt die Be schichtung durch Rakelauftrag (75 µm) auf eine Unterlage. Als Unterlage wurde coronisiertes Polyethylen-beschichtetes Papier verwendet. Die beschichtete Unterlage wurde bei ca. 70°C und 30% relativer Feuchte getrocknet.

Eine zusätzliche Non-Curl Schicht der Rückseite der Unterlage war nicht erforderlich.

Beispiel 3 Druckergebnisse

Zur Beurteilung der Druckergebnisse wurde als Referenz ein handelsübliches high glossy Druckerherstellerpapier (Epson Stylus Color 11) verwendet, welches keine Gelatinederivate enthält, relativ teuer ist aber zur Zeit das beste erhältliche Papier ist. An verschiedenen Druckbildern wurden die relativen Ab weichungen der Trocknungszeit, der Homogenität, des Glanzes, der Farbechtheit, der Klebrigkeit und der Auflösung nach Noten skala bewertet. Das erfindungsgemäße Papier ist in wesentlichen Punkten (z. B. Glanz und Auflösung) mindestens äquivalent und einfach und preiswert herstellbar.

Claims

1. Verwendung von mit Alkylenbernsteinsäuren modifizierter Gelatine als Bestandteil der Tintenempfangsschicht für Inkjet-Drucker.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelatine modifiziert ist mit Dodecenylbernsteinsäure.

3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die modifizierte Gelatine erhalten wurde durch Umset zung der Gelatine mit Alkylenbernsteinsäureanhydrid in wäßriger Lösung bei erhöhter Temperatur und einem pH-Wert im Bereich 8 bis 9.

4. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelatine ein oder mehrere Netz mittel enthält.

5. Verwendung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nichtionische Tenside mit Polyoxyethylen-Gruppen eingesetzt werden.

6. Verfahren zur Herstellung der Tintenempfangsschicht für Inkjet-Drucker, dadurch gekennzeichnet, daß mit Alkylen bernsteinsäure modifizierte Gelatine verwendet wird.