DE19721238C2 - Aufzeichnungspapier für Tintenstrahldrucker - Google Patents

Description

Für die Beschichtung von Tintenstrahl-Papieren werden bisher überwiegend synthetische Polymere verwendet. Versuche, derartige Beschichtungen aus Gelatine oder Gemischen von Kunststoffen und Gelatine herzustellen, haben nicht zu den gewünschten optimierten Eigenschaften geführt. Wie aus der Literatur bekannt ist, können die Eigenschaften der Farbemp­ fangsschicht durch Derivatisierung der Gelatine und/oder Zumischung von Additiven, wie z. B. Polyalkylenoxiden verbessert werden (vgl. US- Patent 4,946,741). Bisher wurden beispielsweise für die Tintenstrahl-Be­ schichtung Derivate der Gelatine mit Phthalsäure, Bernsteinsäure oder Maleinsäure verwendet. Diese Derivate sind aber nicht mit allen Polyme­ ren und/oder sonstigen Additiven lückenlos mischbar. Insgesamt ist somit festzustellen, dass die bisher erzielten Ergebnisse nicht zufriedenstellend waren.

Die EP 0 764 546 A1 beschreibt ein Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahl- Druckverfahren, bei welchem Gelatine zur Anwendung kommt, die mit Phthalsäure-, Maleinsäure- und vorzugsweise Bernsteinsäureanhydrid umgesetzt wurde, wobei die Gelatine einen Restgehalt an freien Ami­ nogruppen von bis zu 50 Mol.-% enthält.

Die EP 0 620 315 A1 beschreibt die Modifizierung von Stärke mit 1 bis 5% Akylenbernsteinsäuregruppen. Stärke ist ein Polysaccharid und unter­ scheidet sich in erheblichem Maße von Gelatine, die ein Polypeptid ist.

Gewünscht wird für ein hochwertiges glänzendes Tintenstrahl-Papier, auf wel­ chem 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 Farb­ tropfen zu größeren Einheiten zeigt, was zu einem fleckigen Erschei­ nungsbild der Farbfläche führt. Schließlich soll die Herstellung leicht, re­ produzierbar und preiswert sein.

Die Aufgabe, alle oben genannten Anforderungen zu erfüllen, wurde mit den bisher verwendeten Rezepturen oder den verwendeten derivatisier­ ten 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 Tintenemp­ fangsschicht für Tintenstrahl-Drucker. Vorzugsweise wird Gelatine verwendet, die mit Dodecenylbernsteinsäure modifiziert ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Aufzeichnungspapier für Tinten­ strahldrucker gemäß nachstehendem Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäß verwendeten modifizierten Gelatinen werden vor­ zugsweise erhalten durch Umsetzung der Gelatine mit Alkylen­ bernsteinsäureanhydrid in wässriger Lösung bei erhöhter Temperatur und einem pH-Wert im Bereich von 8 bis 9. Nach der Umsetzung werden die­ se Reaktionsansätze vorzugsweise neutralisiert oder schwach sauer ein­ gestellt.

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

Gelatine ist ein in großen Mengen hergestelltes Polypeptid, welches durch sauren, alkalischen oder enzymatischen Abbau der Kollagenfasern, insbe­ sondere 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 Alde­ hyden 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 Veränderung der Eigenschaften, insbesondere zur Verbesserung der chemischen und thermischen Stabilität. So wird beispielsweise für gewisse Gelatinekapseln eine mit Bernsteinsäureanhydrid umgesetzte Gelatine, sogenannte succi­ nylierte Gelatine eingesetzt. Diese modifizierte Gelatine ist beispielsweise resistent gegen aldehydgruppenhaltige Wirkstoffe.

Sofern bei der Herstellung der Tintenstrahl-Beschichtung Gelatine oder ihre Derivate eingesetzt wurden, waren diese phthalylierte, succinylierte oder maleinierte Gelatine. Diese Gelatine-Derivate weisen gegenüber unmodi­ fizierter Gelatine eine erhöhte Hydrophilie 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 unterschied­ lichsten Additiven, die für die Herstellung einer guten Tintenstrahl-Beschichtung notwendig sein können.

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

In den nachfolgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung und Eigenschaften der Gelatine

6 kg Gelatine werden in 22 l 70°C vorgewärmtes Wasser eingerührt und nach dem vollständigen Auflösen mit Natronlauge auf pH-Wert 8,5 einge­ stellt. 640 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid (0,04 mol/100 g) werden innerhalb von 30 Minuten zudosiert, wobei der pH-Wert auf 8,5 nachre­ guliert 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 Ge­ lieren zerkleinert und bei 30°C und Umgebungsfeuchte getrocknet. Das so erhaltene Produkt hat einen Trockengehalt von 90,8%. Die Viskosität beträgt 22,54 mPas. Der IIP (Isoionierter Punkt) beträgt 5,0. Der Umset­ zungsgrad (Glutaraldehyd) beträgt 92%. Die Leitfähigkeit 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 Tintenstrahl-Beschichtung

Zur Herstellung der Beschichtungslösung werden 5 g oben genannter Gelatine und 1,5 g Netzmittel (Polyethylenglykol-2-Glycerid der Mandel­ säure oder Polyoxyethylen-(20)-sorbitan-monooleat) 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 Beschichtung durch Rakelauftrag (75 µm) auf eine Unterlage. Als Unter­ lage wurde coronisiertes, Polyethylen-beschichtetes Papier verwendet. Die beschichtete Unterlage wurde bei ca. 70°C und 30% relativer Feuchte getrocknet.

Eine zusätzliche Anti-Einrollschicht der Rückseite der Unterlage war nicht erforderlich.

Beispiel 3 Druckergebnisse

Zur Beurteilung der Druckergebnisse wurde als Referenz ein handelübli­ ches Hochglanz-Druckerherstellerpapier verwendet, welches keine Gela­ tinederivate enthält, relativ teuer, aber zur Zeit das beste erhältliche Papier ist. An verschiedenen Druckbildern wurden die relativen Ab­ weichungen der Trocknungszeit, der Homogenität, des Glanzes, der Farb­ echtheit, der Klebrigkeit und der Auflösung nach Notenskala bewertet.

Das erfindungsgemäße Papier ist in wesentlichen Punkten (z. B. Glanz und Auflösung) mindestens äquivalent und einfach und preiswert herstellbar.

Claims (4)

1. Aufzeichnungspapier für Tintenstrahldrucker, bestehend aus einem Träger und einer modifizierten Gelatine enthaltend zu Aufzeichnungs­ schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine eine mit Alky­ lenbernsteinsäure modifizierte Gelatine ist.

2. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine modifiziert ist mit Dodecenylbernsteinsäure.

3. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Gelatine ein oder mehrere Netzmittel enthält.

4. Aufzeichnungspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es nichtionische Tenside mit Polyoxyethylen- Gruppen enthält.