DE2234823C3

DE2234823C3 - Aufzeichnungsmaterial für Ink-Jet-Bilder

Info

Publication number: DE2234823C3
Application number: DE2234823A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dr. König
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1972-07-15
Filing date: 1972-07-15
Publication date: 1984-06-20
Also published as: BE802169A; DE2234823B2; DE2234823A1; GB1426341A; US3889270A

Description

In neuerer Zeit ist unter der Bezeichnung Ink-Jet-Verfahren eine Aufzeichnungstechnik bekanntgeworden, bei der ein aus einer Kapillare austretender sehr feiner Farbflüssigkeitsstrahl in seiner Dichte durch elektrische Felder bildmäßig moduliert wird. Der aus der Kapillare austretende Farbflüssigkeitsstrahl trifft mit hoher Geschwindigkeit (ca. 20 m/sec) auf die Unterlage auf. Das Ink-Jet-Verfahren ist z. B. in der deutschen Auslegeschrift DE-AS 1271 754 und in der britischen Patentschrift GB-PS 1123 587 eingehend beschrieben.

Es hat sich nun herausgestellt, daß die Bildqualität sehr stark von den Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials abhängt. Je nachdem, ob ein Aufsichts- oder Durchsichtsbild erzeugt werden soll, wurde bisher als Aufzeichnungsträger ein Papier oder papierähnlicher Kunststoff bzw. eine transparente Folie verwendet.

Zur Verbesserung der Bildqualität bei Aufsichtsbildern wurden dem Papier bereits weiße oder getönte Pigmente zugesetzt. Bei unbeschichtetem Papier beobachtet man jedoch, daß die Farbtröpf.chen auf der Oberfläche zerplatzen oder die Farblösung in der Breite verläuft, was zu einer Verschlechterung der erreichbaren Bildqualität bezüglich Auflösung und visueller Dichte führt. Die Farben sind matt und stumpf. Spritzt man bei der Herstellung von Colorbildern mehrere verschiedene Farblösungen gleichzeitig oder in kurzen zeitlichen Abständen auf die Unterlage, so besteht außerdem die Gefahr, daß die Lösungen nicht schnell genug eintrocknen bzw. in die Unterlage einziehen, sondern ineinanderlaufen. In diesem Fall beobachtet man insbesondere bei größeren farbigen oder schwarzen Flächen wolkige Unregelmäßigkeiten. Außerdem sind die aufgespritzten Farben auf unbeschichteten Oberflächen im allgemeinen nicht wischfest.

Es ist bekannt, die zu verwendenden Papiere mit Schichten zu überziehen, die die Oberflächeneigenschaften der Papiere für bestimmte nachfolgende Behandlungen verbessern. Für das Bedrucken der Papiere mit verschiedenen Farben werden leicht benetzbare Schichten mit guten Druckeigenschaften aus einer wäßrigen Lösung von Na-Sulfoethylcellulose unter Zufügung von Alkaliphosphaten, -halogeniden und -nitraten sowie Pigmenten aufgebracht (US-PS 2 776 912).

Die US-PS 3 084 131 beinhaltet ein Schreibpapier, das mit einer Schicht versehen ist, die ein wasserlösliches Copolymer von Acrylamid und a-Methacrylamid sowie SiO₂-SoI enthält und an der Oberfläche benetzbar gemacht ist.

Ein anderes Druckpapier mit einer wasserfesten Beschichtung umfaßt eine Dispersion von Pigment, substituierter Stärke, PVA sowie als Härter Glyoxal in wäßrigem Medium (US-PS 3357846).

Die DE-AS 1221893 beschreibt ein gestrichenes Papier mit gutev Drucktintenaufnabme und -trocknung, dessen Oberfläche mit einer Streichmasse behandelt ist, die neben Pigmenten Stärke, tierische Leime, Latex und/oder Kunststoffdispersionen enthält.

Diese beschichteten Papiere sind speziell für Druckverfahren mit Farben oder Drucktinten entwikkelt worden, die auf der Oberfläche gut haften und auf der Oberfläche verbleiben sollen, um ein Einsinken der Farben zu vermeiden und so einen Glanzeffekt zu erzeugen. Da diese Schichten Spritztinten nicht in der Tiefe aufsaugen, also keine Tiefensaugfähigkeit besitzen, sind sie nicht für Tintenspritzverfahren geeignet. Durch die in den Schichten enthaltenen Pigmente oder lichtbrechenden Stoffe würde bei in die Schicht eingedrungener Tinte Lichtbrechung und Lichtstreuung erfolgen, die den Eindruck der Unscharfe erzeugen würde. Durch die enthaltenen Pigmente eignen sich diese Schichten auch nicht für transparente Bilder.

Die DE-OS 1546439 beschreibt eine Schicht für ein Papier oder auch Transparentpapier, das mit hydrophilen Homo-und Mischpolymerisaten von Vinylpyrrolidon beschichtet ist und das einen nicht auslaufenden Tinten- oder Tuschestrich zeigt.

Diese Schicht zeigt ein verbessertes Saugvermögen für Tinten, die beim Schreiben oder Zeichnen aufgebracht werden, ist aber für ein Tintenspritzverfahren für mehrere Tinten, die zugleich oder kurz hintereinander aufgebracht werden, nicht brauchbar, da die Tiefensaugfähigkeit zu gering ist.

Zur Herstellung von Durchsichtsbildern mittels Tintenspritzen verwendet man als Träger eine transparente Folie (z. B. Celluloseester-Folie oder Polyester). Diese Folien haben jedoch im allgemeinen den Nachteil, daß ihre Oberflächen die Farblösungen abstoßen. Die Tintentröpfchen agglomerieren auf der Oberfläche zu größeren Tropfen. Man erreicht keine zusammenhängenden Farbflächen. Eine Beschichtung der Folien mit durchsichtigen, schnell und stark saugfähigen Schichten für das Ink-Jet-Verfahren ist nicht bekannt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Aufzeichnungsmaterial für Aufsichts- und Durchsichtsbilder für das Ink-Jet-Verfahren zu finden. Im einzelnen bezieht sich die angestrebte Verbesserung auf folgende Eigenschaften:

1. Das Auflösungsvermögen soll erhöht werden;

2. die Farbstofflösung soll nach dem Aufspritzen nicht verlaufen, sondern möglichst schnell aufgesaugt und in der Tiefe der Bildempfangsschicht festgelegt werden;

3. die Wischfestigkeit soll erhöht werden; ||

4. um eine hohe visuelle Reflexionsdichte und eine '*; große Brillanz der Farben bei Aufsichtsbildern ;,;i zu erzielen, wird ein Glanzeffekt angestrebt;

5. bei Durchsichtsbildern sollen gleichmäßige optische Dichten erzielt werden.

Diese Bedingungen werden bei einem Aufzeichnungsmaterial, das aus einem durchsichtigen oder undurchsichtigen Träger und einer darauf befindlichen

Bildempfangsschicht besteht, weitgehend erfüllt, wenn für die Bildempfangsschicht eine Gelatineschichi verwendet wird, die von der Farbflüssigkeit auf wäßriger Basis benetzt wird und in die die Farbflüssigkeit nach dem Aufspritzen mindestens einige um tief eindringt.

Vorteilhaft enthält bei Aufsichtsbildern die Bildempfangsschicht Farbstoffe und/oder Weißpigmente und/ oder Weißtöner zur Erhöhung des Weißgrades.

Eine Verbesserung des Aufzeichnungsmaterials kann bei Aufsichtsbildern erreicht werden, wenn die Bildempfangsschicht mit Mitteln versehen wird, die eine gerichtete Reflexion im optisch sichtbaren Wellenlängenbereich erzeugen. Ein derartiger Glanzeffekt kann in vorteilhafter Weise dadurch erzeugt werden, daß die Bildempfangsschicht auf eine Schicht aus Polyolefinen, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen aufgegossen ist. Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung eines Glanzeffektes besteht darin, daß nach der Aufzeichnung eine Schicht aus Polyolefinen auf die Bildempfangsschicht aufgegossen wird. Ferner kann man auch durch Heizung in einer Hochglanzpresse oder durch Kalandrieren eine glänzende Oberfläche auf der Bildempfangsschicht erzeugen.

Das verwendete Aufzeichnungsmaterial ist für das Spritzverfahren von Tinten auf wäßriger Basis deshalb geeignet, weil die Gelatine sehr schnell sehr viel dieser Flüssigkeit bis zu mehreren μΐη in der Tiefe der Schicht aufsaugen kann und weiterhin den Vorteil hat, daß sie Stoffe aufnehmen kann, die die eingedrungenen Farben stabilisieren.

Gelatine enthält keine lichtbrechenden Stoffe, so daß die Schärfe der Aufzeichnung sehr gut ist und somit die Auflösung und Brillanz wesentlich erhöht werden. Die Eindringtiefe der Tinten in die Schichten kann durch die Art und Menge eines Härtungsmittels beeinflußt werden.

Zur Prüfung der Bildqualität des Aufzeichnungsmaterials wird eine Tinte (wäßrige Lösung der Farbstoffe Blaugrün, Purpur oder Gelb) mit der Viskosität

1.2 mPa · s bei Zimmertemperatur mit einem Druck von 40 bar durch eine Glaskapillare mit einer Düsenöffnung von 7 μπι aufgespritzt. Die Scan-Geschwindigkeit, d. h. die Relativgeschwindigkeit zwischen Aufzeichnungsträger und Tintenstrahl, beträgt 5 m/ see. Mit Scan-Liniendichten von 10 Linien pro Millimeter erreicht man Aufsichtsdichten zwischen 1,0 und

1.3 bei einer einzelnen Farbe. Mit diesen Daten wurden Aufsichtsbilder sehr hoher Qualität bei den nachfolgenden Bildempfangsschichten erzielt:

Beispiel 1

Ein geeignet pigmentiertes Papier (z. B. Photo-Rohpapier 90 g/nr) wird mit einer Gelatineschicht unter Zusatz eines üblichen Netzmittels und Chromalaun als Härtungsmittel überzogen. Die getrocknete Schicht hat eine Dicke von 10 μπι. Die Farbe dringt etwa 4 μπι tief in die Schicht ein, wie im Dünnschnitt unter dem Mikroskop zu erkennen ist. Die Eindringtiefe der Farbe läßt sich durch Zugabe von mehr oder weniger Härtungsmittel variieren. In Aufsicht zeigt sich unter dem Mikroskop, daß die Spur einer einzelnen Scan-Linie eine Breite von weniger als 50 μίτι hat. Bei unbeschichtetem Papier läuft diese Spur hingegen auf eine Breite von ca. 100 μηι aus. Unter den obengenannten Spritzbedingungen erreicht man für eine Farbe Aufsichtsdichten von 1,1 gegenüber 0,7 bei einer unbeschichteten Papieroberfläche.

Beispiel 2

Man mischt Gelatine und Bariumsulfat (Verhältnis 1:1) mit Wasser zu einer Streichsuspension ( Temperatur 50 bis 60° C). Dieser Suspension werden Härtungsmittel (Chromalaun) und zur Einstellung eines

μ optimalen Weißgrades Weißtöner und Pigmentfarbstoffe zugesetzt. Die Suspension wird so auf das Rohpapier aufgetragen, daß die trockene Schicht eine Dicke von 10 μπι hat. Die Farbe dringt etwa 6 μπι tief in die Schicht ein. Die Aufsichtsdichien liegen bei

Beispiel 3

Das pigmentierte Papier wird zunächst mit einem Polyethylenüberzug als Glanzschicht versehen. Dar-.Mi auf wird wie in Beispiel 1 eine Gelatineschicht gegossen. Man erreicht brillante Farben und eine Steigerung der Aufsichtsdichte auf den Wert 1,3.

Beispiel 4

Auf ein Material, das nach Beispiel 1 hergestellt wurde, wird ein Bild gespritzt. Dieses Bile! wird nachträglich mit einer Klarlackschicht überzogen. Man erreicht so eine Aufsichtsdichte von 1,2 für jede Farbe und gleichzeitig eine Erhöhung der Lichtbeständigkeit ;m und der Wischfestigkeit der Bilder.

Beispiel 5

Die nach Beispiel 2 hergestellte Schicht wird vor Aufbringen des Ink-Jet-Bildes über einen Satinierr, Kalander geführt, dessen Walzen auf etwa 80° C geheizt sind. Man erzielt dadurch einen Glanzeffekt und die erreichbare Aufsichtsdichte wird gegenüber Beispiel 2 auf den Wert 1,3 gesteigert.

Beispiel 6

Auf eine Triacctatunterlagc mit einer Dicke von 125 μπι wird zunächst eine Haftschicht von 0,2 μπι Dicke, bestehend aus 50% Celluloseester-Folie und 50% Gelatine, aufgetragen. Auf die getrocknete

■n Haftschicht werden 3 verschiedene Empfangsschichten aufgebracht:

1. Gelatineschicht

Eine 5%ige Gelatinelösung mit 1% Glutaraldehyd ergibt eine Empfangsschicht mit einer Trok-■)ii kenschichtdicke von 10 μπι.

2. Polyvinylpyrrolidon

Eine 60%ige Polyvinylpyrrolidonlösung in Wasser ergibt eine Trockenschichtdicke von 30 μπι.

3. Copolymer

,5 Ein Copolymer aus Vinylpyrrolidon + Vinylacetat im Verhältnis 70:30 in einer 50%igen Lösung in Alkanol ergibt eine Trockenschichtdicke von ebenfalls 30 μπι.

Auf diese Schichten wird unter gleichen Bedingun-

bo gen mittels eines Tintenstrahldruckers eine wäßrige Tinte aufgespritzt. Bei der Gelatineschicht ist die Tinte innerhalb von 2 Sekunden eingesaugt und nach 5 Sekunden völlig wischfest. Bei den beiden anderen Empfangsschichten ist die Tinte nach 1 Minute nicht

bi aufgesaugt und verwischbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Aufzeichnungsmaterial mit einem durchsichtigen oder undurchsichtigen Träger und einer darauf aufgebrachten Gelatineschicht als Bildempfangsschicht für Ink-]et-Bilder, die durch Aufspritzen eines feinen, modulierten Strahles einer Farbflüssigkeit auf wäßriger Basis erzeugt werden, wobei die Farbflüssigkeit die Gelatineschicht benetzt und mindestens einige μηι tief in diese eindringt.

2. Verwendung des Aufzeichnungsmaterials nach Anspruch 1, wobei die Bildempfangsschicht Farbstoffe und/oder Weißpigmente und/oder Weißtöner enthält.