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Die Erfindung betrifft ein im Tintenstrahldruckverfahren
mit einer Tinte, bestehend aus einer Trägerflüssigkeit und einem darin enthaltenen
Farbmittel, beschriftbares flächiges
Medium, mit einer Absorptionsschicht und einer Trägerschicht,
die beide aus polymerem, thermoplastischem Material bestehen.
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Der Begriff "Farbmittel" soll als Sammelbezeichnung für alle farbgebenden
Stoffe dienen, die nach DIN 55944 eingeteilt werden in anorganische
und organische Farbmittel und diese jeweils in natürliche und
synthetische Farbmittel. Die anorganischen Farbmittel sind Pigmente
und haben gegebenenfalls auch Füllstoff-Charakter,
während
die organischen Farbmittel sowohl Pigmente als auch Farbstoffe umfassen.
Der flüssige
Träger
kann auch Pigmente enthalten, insbesondere bei Anwendungen im Außenbereich,
wo es auf hohe Lichtbeständigkeit
ankommt.
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Beim Tintenstrahldruckverfahren werden
Tintentröpfchen
auf ein flächiges
Medium aufgesprüht,
das wenigstens eine Absorptionsschicht für die Tintenflüssigkeit
besitzt. Diese Absorptionsschicht ist normalerweise porös und nimmt
den flüssigen
Träger,
der in vielen Fällen
und üblicherweise
Wasser ist, auf. Dabei sollte die Absorptionsschicht folgenden Kriterien
genügen,
um eine hohe Druckqualität
sicherzustellen:
- (1) Fixieren der Tinte auf
dem Träger
in kurzer Zeit;
- (2) beim Überlappen
von Druckbereichen (dots) sollen die Druckbereiche nicht ineinander
fließen.
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Aus der Literatur sind zahlreiche
Substanzen für
derartige Absorptionsschichten bekannt. Genannt wird zum Beispiel
in der US-Patentschrift 4 642 247 hydrophiles Polyurethan. Bekannt
ist, diese Absorptionsschichten mit Hilfe von Streichverfahren auf
einem geeigneten Trägermaterial
zu applizieren. Diese bekannten Verfahren erfordern einen hohen
technologischen Aufwand, der dem heutigen Stand der Kunststofftechnologie nicht
gerecht wird. Insbesondere sind lange Trocknungszeiten zu beachten,
die die Herstellungszeiten wesentlich verlängern können.
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Medien, die im Tintenstrahldruckverfahren
bedruckbar sind, sogenannte "Inkjet-Papiere", sind aus
EP 0 949 084 A1 bekannt.
In dieser Schrift ist ein Schichtaufbau aus einer Trägerschicht
und einer Absorptionsschicht beschrieben. Die Trägerschicht, beispielsweise
ein Polyolefin, ist mit einer Absorptionsschicht mit besonderem
Weißheitsgrad
beschichtet, die unter anderem Gelatine und Carboxymethylcellulose
enthalten kann. Die Beschichtung erfolgt durch übliche Beschichtungsverfahren
wie Beschichten mit Zuflusstrichter, Luftmessern, durch Aufrollen
oder dergleichen. Bekannt sind weiterhin aus der
EP 0 595 706 B1 Schichtmaterialien
aus kompatibilisierten Polyamid/Polyolefin-Mischungen, die mit einem Haftmittel
versehen sind und mittels Inkjet-Bedruckung verziert werden können. Es
werden mit Hilfe eines Mehrfach-Extruders gleichzeitig mehrere verschiedene
Polyamid/Polyolefin-Mischungen coextrudiert, zum Beispiel gefärbte und
ungefärbte
Mischungen. Es handelt sich jedoch hierbei nicht um eine inkjet-bedruckbare
Folie, sondern um ein Beschichtungsmaterial, das zum Dekorieren
von Substraten verwendet werden soll.
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Schließlich sei noch auf die
US 4 701 369 hingewiesen,
die ein coextrudiertes Mehrschicht-Material mit absorbierender Oberfläche beschreibt.
Hierbei wird eine nichtabsorbierende Kernschicht vorzugsweise auf ihren
beiden Seiten mit einem thermoplastischen Matrix-Polymer beschichtet.
Das Matrix-Polymer dient dazu, möglichst
viel Flüssigkeit
aufzusaugen bzw. aufzunehmen. Als Flüssigkeiten werden Tinte (ink),
wasserbasierende Klebstoffe, Öle
und dergleichen genannt. Das Matrix-Polymer besteht beispielsweise
aus einem orientierten Polypropylen-Polyamid-Gemisch. Das Material
erscheint nicht geeignet, im Tintenstrahldruckverfahren beschriftet
zu werden, da eine Begrenzung von aufgebrachter Flüssigkeit,
wie sie für
eine exakte Beschriftung im Tintenstrahldruckverfahren erforderlich
ist, nicht möglich
ist.
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Es stellt sich daher die Aufgabe,
ein flächiges
Medium für
das Tintenstrahldruckverfahren anzugeben, das den oben genannten
Kriterien genügt
und einfacher herzustellen ist als ein Medium im Streich- oder Auftragsverfahren.
Insbesondere sollen Trocknungszeiten keine wesentliche Rolle bei
der Herstellung spielen.
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Diese Aufgabe wird bei einem im Tintenstrahldruckverfahren
beschriftbaren Medium der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das thermoplastische absorptive Material der Absorptionsschicht
aus der Gruppe Polyvinylalkohole, Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon,
Carboxymethylcellulose oder Kombinationen daraus gewählt ist
und dass die Absorptionsschicht und die Trägerschicht mittels Coextrusion in
einem Arbeitsgang zu einer mehrschichtigen Folie verarbeitet sind.
Zwischen der Trägerschicht
und der Absorptionsschicht kann auch ein Haftvermittler eingesetzt
sein.
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Die Absorptionsschicht kann eine
Schichtdicke von 1 bis 300 μm,
vorzugsweise zwischen 5 bis 150 μm
besitzen.
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Der Absorptionsschicht kann Kieselsäure (amorphes
SiO2) in verschiedenen Granulationsstufen,
insbesondere im Bereich 20 bis 5000 nm Durchmesser, oder andere
bekannte anorganische Substanzen, beispielsweise Aluminiumsilikat,
als Absorptionsverstärker
bis zu einem Gehalt von 50 Gew.-% beigefügt sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiels sowie anhand
weitere Beispiele erläutert.
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Die Figur zeigt einen Schnitt durch
eine Folie, die als beschriftbares Medium im Tintenstrahldruckverfahren
geeignet ist. Mit 1 ist eine Trägerschicht bezeichnet, mit
2 eine Absorptionsschicht. Auf die Absorptionsschicht 2 ist
eine durchsichtige Lackschicht 3 aus einer Polyacrylat-Verbindung mit einer
Dicke von 0,5 μm
bis 2 μm
aufgebracht, die zahlreiche Poren 5 aufweist. Die Poren 5 haben
einen mittleren Durchmesser von 10 bis 100 μm. Während die Lackschicht 3 hydrophob
ist, ist die darunterliegende Absorptionsschicht 2 hydrophil eingestellt.
Auftreffende Tintentröpfchen 4 werden
ihre Farbflüssigkeit
dosiert an die darunterliegende Absorptionsschicht 2 abgeben,
wobei sich die Farbe auch unter der Lackschicht 3 ausbreitet.
Die Trägerschicht 1 und die
Absorptionsschicht 2 bestehen beide aus polymerem, thermoplastischem
Material und sind mittels Coextrusion in einem Arbeitsgang zu einer
mehrschichtigen Folie verarbeitet. Das thermoplastische absorptive
Material der Absorptionsschicht 2 ist aus der Gruppe Polyvinylalkohole,
Polyvinylacetat, Polyvinylpyrrolidon, Carboxymethylcellulose oder
Kombinationen daraus gewählt.
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Beispiel 1
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Ein dreischichtiges, für die Tintenstrahlanwendung
geeignetes Medium wird durch Coextrusion einer 50 μm dicken
Polyvinylalkoholschicht auf einer 90 μm dicken Polypropylenschicht
als Trägerschicht
coextrudiert. Zwischen der Polyvinylalkoholschicht und der Polypropylenschicht
ist eine Haftvermittlerschicht angeordnet, welche die Verbindung
zwischen der absorptiven Polyvinylalkoholschicht und der Trägerschicht
herstellt. Als Haftvermittler wird eine 10 μm dicke Schicht aus einem Polyolefin
mit aufgepfropften Maleinsäureanhydrid verwendet.
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Die spezielle Polyvinylalkoholschicht
besteht aus folgenden Komponenten (jeweils in Gew.-%). Dabei ist
die Viskosität
des Polyvinylalkohols definiert als gemessen an einer 4 Gew.-%igen
wässrigen
Lösung
bei 20°C.
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84% eines teilverseiften, niedrigviskosen
(Hydrolysegrad 90% bei einer Viskosität von 4 bis 10 mPa·s) Polyvinylalkohols,
| 2% | Polyvinylacetatpulver, |
| 0,2% | einer Fettsäure, hier Stearinsäure, |
| 8,5% | Glycerin, |
| 3,4% | Wasser, |
| 0,5% | eines Tensids, |
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1,0% eines an die zu verwendende
Tinte angepassten kationischen Fixierhilfsmittels zum Fixieren des Farbmittels
auf der und zum Verankern in der Absorptionsschicht.
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Die vorgenannten Komponenten werden
mittels eines Coextrusionsverfahrens zu einer mehrschichtigen Folie
mit folgendem Aufbau verarbeitet: Die Folie besteht aus einer Trägerschicht,
einer Haftvermittlerschicht sowie der Absorptionsschicht. Die Trägerschicht
besteht hierbei aus einem Polypropylen der spezifischen Dichte 0,90
g/cm3 und weist eine Dicke von 100 μm auf, während die
im Wesentlichen aus Polyvinylalkohol bestehende Absorptionsschicht
eine Dicke von 10 bis 50 μm
aufweist.
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Beispiel 2
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Anstelle einer in der Hauptmasse
aus Polyvinylalkohol bestehenden Absorptionsschicht kann auch folgende
Rezeptur (jeweils in Gew.-%) Anwendung finden:
42% eines mittelviskosen
(Viskosität
25 bis 35 mPa·s),
teilverseiften (Hydrolysegrad 89 bis 92%) Polyvinylalkohols,
19%
eines niedrigviskosen (Viskosität
8 bis 10 mPa·s)
Polyvinylalkohols,
16% eines anderen mittelviskosen (Viskosität 15 bis
25 mPa·s)
teilverseiften (Hydrolysegrad 89 bis 92 %) Polyvinylalkohols,
2%
eines Polyvinylacetatpulvers,
0,2% einer Fettsäure, zum
Beispiel Stearinsäure,
12,8%
Glycerin,
6% Wasser,
0,5% eines Tensids,
1,5% eines
an die zu verwendende Tinte angepassten kationischen Fixierhilfsmittels
zum Fixieren des Farbmittels auf der und zum Verankern in der Schicht.
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Die vorgenannten Komponenten werden
mittels eines Coextrusionsverfahrens wie in Beispiel 1 zu einer
mehrschichtigen Folie mit folgendem Aufbau verarbeitet: Die Folie
besteht aus einer Trägerschicht,
einer Haftvermittlerschicht sowie der Absorptionsschicht. Die Trägerschicht
besteht hierbei aus einem Polypropylen der spezifischen Dichte 0,91
g/cm3 und weist eine Dicke von 90 μm auf, während die
im Wesentlichen aus Polyvinylalkohol bestehende Absorptionsschicht
eine Dicke von 20 bis 45 μm
aufweist.
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Beispiel 3
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Ein dreischichtiges, für die Tintenstrahlanwendung
geeignetes Medium wird durch Coextrusion einer 50 μm dicken
Polyvinylalkoholschicht auf einer 90 μm dicken Polyethylenschicht
als Trägerschicht
hergestellt. Zwischen der Polyvinylalkoholschicht und der Polyethylenschicht
ist eine Haftvermittlerschicht angeordnet, welche die Verbindung
zwischen der absorptiven Polyvinylalkoholschicht und der Trägerschicht
herstellt. Als Haftvermittler wird eine 10 μm dicke Schicht aus einem Polyolefin
mit aufgepfropften Maleinsäureanhydrid
verwendet.
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Die spezielle Absorptionsschicht
besteht aus folgenden Komponenten (jeweils in Gew.-%):
60,3%
eines teilverseiften, niedrigviskosen Polyvinylalkohols (Hydrolysegrad
88 bis 93%; Viskosität
20 bis
30 mPa·s),
24%
eines Polyvinylpyrrolidons,
2% eines Polyvinylacetatpulvers,
0,2%
einer Fettsäure,
zum Beispiel Stearinsäure,
8%
Glycerin,
4% Wasser,
0,5% eines Tensids,
1,0% eines
an die zu verwendende Tinte angepassten kationischen Fixierhilfsmittels
zum Fixieren des Farbmittels auf der und zum Verankern in der Schicht.
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Die vorgenannten Komponenten werden
mittels eines Coextrusionsverfahrens wie in Beispiel 1 zu einer
mehrschichtigen Folie mit folgendem Aufbau verarbeitet: Die Folie
besteht aus einer Trägerschicht,
einer Haftvermittlerschicht sowie der Absorptionsschicht. Die Trägerschicht
besteht hierbei aus einem Polyethylen der spezifischen Dichte 0,92
g/cm3 und weist eine Dicke von 100 μm auf, während die
im Wesentlichen aus Polyvinylalkohol bestehende Absorptionsschicht
eine Dicke von 10 bis 60 μm
aufweist.
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Allgemein gilt für alle Rezepturen, dass die
Absorptionsschicht entsprechend den Erfordernissen variiert werden
kann und dass bei größerer Schichtdicke
sich die Trocknungszeit der Tintenträgerflüssigkeit verkürzt. Wesentlich
ist, dass im Prinzip nur ein Arbeitsgang, nämlich ein Coextrudieren, zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Mediums
erforderlich ist.