EP0671279A1 - Flächengebilde mit hochabsorbierenden Oberflächenschichten - Google Patents

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EP0671279A1
EP0671279A1 EP94810155A EP94810155A EP0671279A1 EP 0671279 A1 EP0671279 A1 EP 0671279A1 EP 94810155 A EP94810155 A EP 94810155A EP 94810155 A EP94810155 A EP 94810155A EP 0671279 A1 EP0671279 A1 EP 0671279A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
layer
carboxyl groups
absorbing layer
polymer
Prior art date
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Ceased
Application number
EP94810155A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Heinzer
Peter Hofmann
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Multitec AG
Original Assignee
Multitec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Multitec AG filed Critical Multitec AG
Priority to EP94810155A priority Critical patent/EP0671279A1/de
Publication of EP0671279A1 publication Critical patent/EP0671279A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock

Definitions

  • the invention relates to fabrics, in particular recording materials for ink recording, with continuous layers with a high absorption for solutions containing water and water, and to a process for their production.
  • the recording materials are particularly suitable as media for inkjet printers and also for the diazo type.
  • the object of the present invention is therefore to provide flat structures with continuous, highly absorbent or absorbent surfaces.
  • Another object of the present invention is to provide flat structures with continuous, highly absorbent or absorbent surfaces, the absorption capacity of which has a gradient in a direction perpendicular to the surface.
  • Another object of the present invention is to provide sheets with continuous, highly absorbent or absorbent surfaces, the absorbency of which can be reversed after an ink application.
  • Continuous, highly absorbent layers are produced by applying a polymer with non-neutralized carboxyl groups to a support material in a manner known per se and subjecting the layer obtained to targeted neutralization in one or more further steps, as a result of which the layer has a high level Absorbance maintains.
  • the neutralization can take place in the gas phase, in the spray bath, or can be carried out by applying a neutralizing layer to the coating with the acidic groups, or by first applying a precoating which effects the conversion in the polymer coating by neutralization.
  • the neutralization can also take place in that neutralizing substances migrate through the carrier, so that a neutralization gradient is generated inside the layer in the opposite direction, ie the pH of the applied layer decreases from the carrier to the outside during the neutralization process.
  • an absorption gradient can also be obtained, in which the absorption capacity decreases from the surface towards the inside.
  • capsules or particles which contain a neutralizing agent can also be built into the carrier material, these capsules, which have a thin skin, burst under light pressure (for example a roller) and release the neutralizing agent or the neutralizing agent from the particles diffused out while heating.
  • the polymers can be crosslinked with bi- or higher functional groups in order to reduce the solubility by water.
  • a homogeneous, highly absorbent layer with a thickness of preferably 10 ⁇ m is obtained by the method.
  • a suspension for producing a homogeneous, highly absorbent layer contains, for example, a reaction product of unsaturated carboxylic acids, optionally other monomers, such as acrylates and the like.
  • the polymer suspension can be mixed with crosslinking agents, such as 1,3-dichloroisopropanol, epibromohydrin, epichlorohydrin or polyglycidyl ether. The crosslinking can then take place on the applied layer by heating.
  • the unsaturated carboxylic acids are preferably those which contain an olefinic double bond and at least one carboxyl group.
  • carboxylic acids are: acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, muconic acid and aconitic acid.
  • acrylates methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, and butyl acrylate can be mentioned as examples.
  • the crosslinker is, if necessary is a vinyl crosslinker that is used in a small proportion. Crosslinking is achieved by radical polymerization.
  • Useful polymers are e.g. Acrylic acid-acrylate copolymers, acrylic acid-acrylamide copolymers, acrylic acid-olefin copolymers, acrylic acid-aryl vinyl coolers, acrylic acid-styrene sulfonic acid copolymers, acrylic acid-vinyl ether copolymers, acrylic acid-vinyl acetate copolymers, acrylic acid-vinyl alcohol copolymers, copolymers of Methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid with all of the above comonomers.
  • Halogenated products containing silicon groups can also be used as comonomers, which would increase the hydrophobicity of the layer.
  • Additives can also be added to the polymers, e.g. B. pigments, UV stabilizers, fillers, antioxidants or substances which form lightfast dyes with the applied inks.
  • Such polymers and copolymers are commercially available in the form of suspensions. e.g. by Rohm & Haas, Du Pont, Allied Collo ⁇ ds. Typical products of this type are: Acrysol RM-5® (Rohm & Haas), Acrysol ASE 95® (Rohm & Haas), Acrysol ICS-1® (Rohm & Haas), Acrysol TT-935® (Rohm & Haas), Acrysol ASE 60® (Rohm & Haas), Acrysol J-62® (Rohm & Haas), Acrysol ASE 7, DBC 2627 EB® (Belland), Elvacite 2670® (Du Pont), Elvacite 2669® (Du Pont), Rheovis CR3® (Allied Collo ⁇ ds), Rheovis CRX® (Allied Collo ⁇ ds) and Synthacryl VSC-1490® (Hoechst).
  • Typical products of this type
  • the non-neutralized layer can be applied in the first step with a dispersion or an emulsion which is combined with additives, such as with any binders, wetting agents and fillers, in order to achieve targeted properties of the layer.
  • additives such as with any binders, wetting agents and fillers.
  • additives such as binders, wetting agents, UV stabilizers, color fixatives, pigments and fillers can be added both in the first production step and in the neutralization step.
  • the highly absorbent polyelectrolytes used in absorbent Layers of the sheets of the present invention have a viscosity of ⁇ 10 poise in the unneutralized form, while they are no longer spreadable in the neutralized form.
  • the fabrics according to the invention have not only proven themselves for inkjet recording, but they can also be used for the diazo type with good results.
  • a commercially available aqueous dispersion (Rheovis CRX TM, Allied Colloids) of a non-neutralized acrylic acid copolymer is applied evenly to a 75 ⁇ m polyester film with a wire bar and dried at 120 ° C in a convection oven for one minute, so that a uniform coating with an order quantity of 8 g / m2 arises.
  • sample 1 is neutralized with a mixture of 3% diethylamine and 0.1% saponin in ethanol by overcoating.
  • the overcoating is carried out by wetting with the above-mentioned solution and then brushing away the excess solution with an air brush.
  • the sample is dried in a drying cabinet at 80 ° C for one minute.
  • sample 1 is neutralized in a saturated vapor mixture of ammonia / water at 80 ° C. by passing the sample through the developer part of an ammonia vapor blueprint machine (heli machine).
  • the water absorption is determined by pulling the layer through a water bath with the addition of 0.1% saponin, so that the layer remains in the water for about 3 seconds.
  • the excess water is squeezed off by squeezing between two rubber rollers and a differential weighing to the sample, which has not been drawn through the water bath, is carried out immediately.
  • the water absorption is converted into g / m2.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1, but instead of the polyester film a coated paper (Biber Amabile 150 g / m2, Biberist) is used. The neutralization is carried out with diethylamine as in Example 1, Sample 2.
  • Biber Amabile 150 g / m2, Biberist Biber Amabile 150 g / m2, Biberist
  • sample 1 above is neutralized in a further step with a mixture of 10% diethylamine and 0.1% saponin in ethanol from the back using the air brush method, so that the amine solution reacts through the paper with the side of the coating facing the paper .
  • the sample is dried in a drying cabinet at 80 ° C for one minute.
  • Table 2 sample 5 6 Neutralization one-sided on both sides Ink drying 150 seconds 105 seconds
  • the speed of the ink drying is determined by printing an area of 3.6 cm2 with the inkjet process (HP Deskjet 550C, black color, mixed from cyan, magenta and yellow) and then assessing the drying time.
  • the picture is dry if you can move your finger over the picture without blurring the color.
  • Rheovis CRX or mixtures of Rheovis CRX TM and an acidic aqueous acrylic resin dispersion are applied to a 75 ⁇ m polyester film as described in Example 1 and neutralized with ammonia vapor (see Example 1, Sample 3).
  • the resulting layers have different water resistance.
  • Table 3 sample 7 8th 9 Rheovis CRX 5 g 3 g 2 g Luhydran LR 8833 0 g 2 g 3 g Water resistance 60% 70% 90%
  • the water resistance is determined by printing an area of 3.6 cm2 with the inkjet process (HP Deskjet 550C, black color, mixed from cyan, magenta and yellow) and holding the foils after drying for 20 seconds under running water at approx. 15 ° C become. The color remaining on the film is a measure of the water resistance.
  • Sample 3 from Example 1 is dried for a further minute at 80 ° C. and then sensitized with an aqueous diazo solution.
  • the sensitization takes place by coating with an air brush.
  • the sensitizing solution is a diazo solution without the addition of couplers.
  • the sensitized sample is dried in a drying cabinet at 80 ° C. for 1 minute.
  • the sample is exposed with any template on a blueprint machine and then developed in a semi-moist development unit (Tecoprint TM, Multitec) with a developer.
  • a semi-moist developer (Ecoliquid TM, Multitec) serves as the developer solution.
  • a picture with good development is created.
  • Example 1 The dispersion described in Example 1 is mixed with 0.4% rice starch powder (Amyzet TK TM, Amylum), coated on a polyester film and neutralized with diethylamine (see Example 1, Sample 2). The resulting layer has an increased surface roughness compared to sample 2.
  • rice starch powder Amyzet TK TM, Amylum
  • the filler (Amyzet TK TM) is only added in the neutralization step by adding 0.6% rice starch powder and an addition of 0.5% polyvinylpyrrolidone (Luviskol K90 TM, BASF) to the neutralization solution, so that the surface roughness is only generated when the overcoat is applied becomes.
  • the slight addition of PVP binds the filler to the layer.
  • Table 5 sample 2nd 12th 13 Amyzet TK 0% 4% 6% additive - first layer Neutralization Stickiness strong no sticking no sticking
  • a bar with a width of 1 cm is printed with the inkjet process (Siemens ISP 92C, black color). The sample is left in the air for 10 minutes. A sheet of polyester is then placed on the printing ink and lightly pressed on with your finger. The polyester is removed after 10 seconds. There is a noise when the polyester is pulled away heard when the layer is still sticky.
  • Example 2 The preliminary stage from Example 1 is assumed. Neutralization is carried out with a 3% ethanolic diethylamine solution with the addition of various concentrations of aziridine. (Crosslinker CX-100, Polyvinylchemie) The resulting layers have different water absorption capacities, with a constant application amount of the dried film of 8 g / m2. Table 6 sample 14 15 16 17th Addition of aziridine 0% 1.5% 3.0% 6.0% Water absorption 80 g / m2 34 g / m2 21 g / m2 7 g / m2
  • the layer neutralized with ammonia (sample 1) is wetted with a 1 N acetic acid after printing with the inkjet method and the sample is dried at 80 ° C. in a drying cabinet for one minute.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

Das Flächengebilde, das als Aufzeichnungsmaterial für die Verwendung mit Tinte geeignet ist, besteht aus einer Trägerschicht und mindestens einer kontinuierlichen tintenabsorbierenden Schicht, wobei die tintenabsorbierende Schicht im wesentlichen aus einem Polyelektrolyen besteht, der neutralisierte Carboxyl Gruppen aufweist. Die Herstellung erfolgt durch ein zweistufiges Verfahren, indem a) eine Dispersion oder Emulsion, die ein Polymer enthält, das Carboxyl Gruppen aufweist, auf ein Trägermaterial aufgetragen wird und b) an der erhaltenen Schicht die Carboxyl-Gruppen neutralisiert werden. Das Aufzeichnungmaterial ist besonders als Medium für Tintenstrahldrucker geeignet.

Description

  • Die Erfindung betrifft Flächengebilde, insbesondere Aufzeichnungsmaterialien für die Tintenaufzeichnung, mit kontinuierlichen Schichten mit einer hohen Absorption für Wasser und Wasser enthaltende Lösungen, sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Aufzeichnungsmaterialien sind insbesondere als Medien für Tintenstrahldrucker und auch für die Diazotypie geeignet.
  • Konventionelle kontinuierliche Schichten mit hoher Absorption basieren in der Regel auf Polyvinylalkohol und/oder Polyvinylpyrrolidon. Diese Stoffe haben den Nachteil, dass sie eine gute Wasserlöslichkeit aufweisen und nur eine beschränkte Wassermenge, bezogen auf ihr Trockengewicht, aufzunehmen vermögen. Die Auftragungsmengen dieser Polymere sind wegen zu hohen Viskositäten der Lösungen ebenfalls beschränkt.
  • Anwendungsgebiete solcher Schichten findet man im Bereich der Papier-, Folien- und Textilbeschichtung. Hierzu müssen Träger für wasserenthaltende Farben ein schnelleres Trocknen erlauben, höhere Volumen an Farbe oder Lösungsmittel aufnehmen können, eine bessere Beständigkeit gegenüber Wasser aufweisen und wirtschaftlich herstellbar sein.
  • Die bekannten Polymere mit einer hohen Absorption auf der Basis von Acrylsäure/Methacrylsäure sowie deren Derivate wie zum Beispiel Ester, Nitrile und Amide, die in der Lage sind, bis zum mehrfachen ihrer Masse an Wasser oder Wasser enthaltende Lösungen aufzunehmen, fanden bisher für die Herstellung von absorbierenden Wegwerfartikel, wie Windeln, Fleischverpackungsmaterial, absorbierende Hygieneartikel und dergleichen, Anwendung. Diese Polymere, welche auch als "Superabsorbents" bezeichnet werden, werden jedoch in einer Form (fest) angeboten, die nicht geeignet ist zum Auftragen auf einen Träger mit herkömmlichen Streich- oder Giessverfahren zur Bildung von kontinuierlichen Schichten mit zweckmässigen Schichtdicken.
  • Es ist bekannt, dass neutralisierte Polymere mit hohem Carboxylgruppenanteil stark hydrophil sind. Hochmolekulare Stoffe dieser Gruppe sind in der Lage, ein Mehrfaches ihres eigenen Gewichts an Wasser oder Wasser enthaltende Lösungen aufzunehmen. Derartige Polymere mit neutralisierten Carboxylatgruppen weisen eine hohe Viskosität auf, was ihre Anwendung als Beschichtungsmittel für die gleichmässige Beschichtung von Flächengebilden wie Filmen, Folien oder Papieren schwierig macht oder gar verunmöglicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, Flächengebilde mit kontinuierlichen hochabsorbierenden oder absorbierenden Oberflächen zur Verfügung zu stellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Flächengebilde mit kontinuierlichen hochabsorbierenden oder absorbierenden Oberflächen zur Verfügung zu stellen, deren Absorptionsfähigkeit in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche einen Gradienten aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Flächengebilde mit kontinuierlichen hochabsorbierenden oder absorbierenden Oberflächen zur Verfügung zu stellen, deren Absorptionsfähigkeit nach einem Tintenauftrag wieder rückgängig gemacht werden kann.
  • Es wurde gefunden, dass derartige Gegenstände erhalten werden können, indem
    • in einer ersten Stufe Flächengebilde mit Polymeren mit einem hohen Gehalt an Carbonsäuregruppen beschichtet werden und
    • in einer zweiten Stufe die erhaltene Schicht neutralisiert wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge die in den Patentansprüchen definierten Gegenstände.
  • Die Herstellung kontinuierlicher hochabsorbierendener Schichten erfolgt dadurch, dass ein Polymer mit nicht neutralisierten Carboxyl-Gruppen auf ein Trägermaterial in an sich bekannter Weise aufgetragen und in einem oder mehreren weiteren Schritten die erhaltene Schicht einer gezielten Neutralisation unterworfen wird, wodurch die Schicht die hohe Absorptionsfähigkeit erhält. Die Neutralisation kann in der Gasphase, im Sprühbad erfolgen, oder durchgeführt werden, indem auf die Beschichtung mit den sauren Gruppen eine neutralisierende Schicht aufgetragen wird, oder indem zuerst eine Vorbeschichtung aufgetragen wird, welche die Umwandlung bei der Polymer-Beschichtung durch Neutralisation bewirkt. Die Neutralisation kann auch dadurch erfolgen, dass neutralisierende Stoffe durch den Träger hindurch migrieren, so dass ein Neutralisations-Gradient innerhalb der Schicht in umgekehrter Richtung erzeugt wird, d.h. dass der pH-Wert der aufgetragenen Schicht während dem Neutralisationsvorgang vom Träger nach aussen abnimmt. Durch eine gezielt dosierte Neutralisation an der Oberfläche kann auch ein Absorptionsgradient erhalten werden, bei welchem die Absorptionsfähigkeit von der Oberfläche nach innen abnimmt. Es können in einer speziellen Ausführungsform auch Kapseln oder Partikel in das Trägermaterial eingebaut werden, die ein Neutralisationsmittel enthalten, wobei diese Kapseln, die eine dünne Haut aufweisen, unter leichtem Druck (beispielsweise einer Walze) platzen und das Neutralisationsmittel freisetzen oder von den Partikel das Neutralisationsmittel unter Erwärmen heraus diffundiert. Die Polymere können mit bi- oder höheren funktionellen Gruppen vernetzt sein, um die Anlösbarkeit durch Wasser herabzusetzen. Durch das Verfahren wird eine homogene hochabsorbierende Schicht von einer Dicke von vorzugsweise 10 µm erhalten.
  • Eine Suspension zur Herstellung einer homogenen hochabsorbierenden Schicht enthält beispielsweise ein Reaktionsprodukt von ungesättigten Carbonsäuren, gegebenenfalls anderen Monomeren, wie Acrylaten und dergleichen. Vor einer Beschichtung kann die Polymersuspension mit Vernetzungsmitteln, wie mit 1,3-Dichlorisopropanol, Epibromhydrin, Epichlorhydrin oder Polyglycidylether, versetzt werden. Die Vernetzung kann dann an der aufgetragenen Schicht durch Erwärmung erfolgen.
  • Die ungesättigten Carbonsäuren sind vorzugsweise solche, welche eine olefinische Doppelbindung und mindestens eine Carboxylgruppe enthalten. Beispiele derartiger Carbonsäuren sind: Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Muconsäure und Aconitinsäure. Als Acrylate können Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat,und Butylacrylat als Beispiele erwähnt werden. Der Vernetzer ist, falls ein solcher erforderlich ist, ein Vinylvernetzer, der in geringem Anteil verwendet wird. Eine Vernetzung wird durch Radikal-Polymerisation erreicht.
  • Brauchbare Polymere sind z.B. Acrylsäure-Acrylat-Copolymere, Acrylsäure-Acrylamid-Copolymere, Acrylsäure-Olefin-Copolymere, Acrylsäure-Arylvinyl-Coolymere, Acrylsäure-Styrolsulfonsäure-Copolymere, Acrylsäure-Vinylether-Copolymere, Acrylsäure-Vinylacetat-Copolymere, Acrylsäure-Vinylalkohol-Copolymere, Copolymere von Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure mit all den obigen Comonomeren. Als Comonomere können auch silikongruppenhaltige oder halogenierte Produkte zum Einsatz gelangen, was die Hydrophobie der Schicht erhöhen würde. Den Polymeren können auch Additive zugegeben werden, z. B. Pigmente, UV-Stabilisatoren, Füllstoffe, Antioxidantien oder Substanzen, welche mit den aufgetragenen Tinten lichtechte Farbstoffe bilden.
  • Derartige Polymere und Copolymere sind im Handel in Form von Suspensionen erhältlich. z.B. von Rohm & Haas, Du Pont, Allied Colloïds. Typische derartige Produkte sind: Acrysol RM-5® (Rohm & Haas), Acrysol ASE 95® (Rohm & Haas), Acrysol ICS-1® (Rohm & Haas), Acrysol TT-935® (Rohm & Haas), Acrysol ASE 60® (Rohm & Haas), Acrysol J-62® (Rohm & Haas), Acrysol ASE 7, DBC 2627 EB® (Belland), Elvacite 2670® (Du Pont), Elvacite 2669® (Du Pont), Rheovis CR3® (Allied Colloïds), Rheovis CRX® (Allied Colloïds) und Synthacryl VSC-1490® (Hoechst).
  • Die Auftragung der nicht neutralisierten Schicht im ersten Schritt kann mit einer Dispersion oder einer Emulsion erfolgen, die mit Additiven, wie mit beliebigen Bindemitteln, Netzmitteln und Füllstoffen, kombiniert ist, um gezielte Eigenschaften der Schicht zu erreichen. Der Einsatz von Dispersionen oder Emulsionen von Polymeren mit nicht neutralisierten Carboxyl-Gruppen und einem Festkörperanteil von bis zu 50% erlaubt wesentlich höhere Auftragsmengen.
  • Zusätze von Additiven, wie von Bindemitteln, Netzmitteln, UV-Stabilisatoren, Farbfixiermitteln, Pigmenten und Füllstoffen können sowohl im ersten Herstellungsschritt als auch im Neutralisations-Schritt zugegeben werden.
  • Die hochabsorbierenden Polyelektrolyte, die in absorbierenden Schichten der Flächengebilde der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gelangen, besitzen in der nichtneutralisierten Form eine Viskosität von < 10 Poise, während sie in der neutralisierten Form nicht mehr streichfähig sind.
  • Die erfindungsgemässen Flächengebilde haben sich nicht nur für die Tintenstrahlaufzeichnung bewährt, sondern sie können auch mit guten Ergebnissen für die Diazotypie eingesetzt werden.
    • Beispiel 1 Probe 1 (Vorstufe)
  • Eine handelsübliche wässrige Dispersion (Rheovis CRX™, Allied Colloids) eines nicht neutralisierten Acrylsäure-Copolymers wird mit einem Wirebar gleichmässig auf einen 75 µm-Polyesterfilm aufgetragen und bei 120 ° C im Umluft-Trockenschrank eine Minute lang getrocknet, so dass eine gleichmässige Beschichtung mit einer Auftragsmenge von 8 g/m² entsteht.
    • Probe 2 (Neutralisation mit einem Amin)
  • Die oben beschriebene Vorstufe (Probe 1) wird mit einem Gemisch von 3 % Diethylamin und 0.1 % Saponin in Ethanol durch Überbeschichten neutralisiert. Die Überbeschichtung erfolgt durch Benetzung mit der obengenannten Lösung und anschliessendem Wegbürsten der überschüssigen Lösung mittels einer Luftbürste. Die Probe wird im Trockenschrank bei 80 °C während einer Minute getrocknet.
    • Probe 3 (Neutralisation mit Ammoniak)
  • Die oben beschriebene Vorstufe (Probe 1) wird in einem gesättigten Dampfgemisch aus Ammoniak/Wasser bei 80° C neutralisiert, indem die Probe durch den Entwicklerteil einer Ammoniakdampf-Lichtpausmaschine (Heliomaschine) geführt wird.
    • Probe 4 (Vergleich)
  • Handelsübliche Inkjetfolie Kolok TB CG11.22™ Tabelle 1
    Probe 1 2 3 4
    Auftragsmenge 8 g/m² 8 g/m² 8 g/m² 6 g/m²
    Wasseraufnahme ≦1 g/m² 82 g/m² 92 g/m² 27 g/m²
    • Ermittlung der Wasseraufnahme
  • Die Wasseraufnahme wird ermittelt, indem die Schicht durch ein Wasserbad mit einem Zusatz von 0.1% Saponin gezogen wird, so dass die Verweildauer der Schicht im Wasser etwa 3 Sekunden beträgt. Das überschüssige Wasser wird durch Abquetschen zwischen zwei Gummiwalzen abgedrückt und unverzüglich eine Differenzwägung zur Probe, welche nicht durch das Wasserbad gezogen wurde, durchgeführt. Die Wasseraufnahme wird in g/m² umgerechnet.
    • Beispiel 2 Probe 5
  • Gleiches Vorgehen wie in Beispiel 1, jedoch wird anstelle des Polyesterfilms ein gestrichenes Papier (Biber Amabile 150 g/m², Biberist) verwendet. Die Neutralisation erfolgt mit Diethylamin wie in Beispiel 1, Probe 2.
    • Probe 6
  • Ein Muster der obengenannten Probe 1 wird in einem weiteren Schritt mit einem Gemisch von 10% Diethylamin und 0.1% Saponin in Ethanol von der Rückseite her mit dem Luftbürstenverfahren neutralisiert, so dass die Aminlösung durch das Papier hindurch mit der dem Papier zugewandten Seite der Beschichtung reagiert. Die Probe wird im Trockenschrank bei 80 °C während einer Minute getrocknet. Tabelle 2
    Probe 5 6
    Neutralisation einseitig beidseitig
    Tintentrocknung 150 Sekunden 105 Sekunden
    • Bestimmung der Tintentrocknung
  • Die Geschwindigkeit der Tintentrocknung wird ermittelt, indem eine Fläche von 3.6 cm² mit dem Tintenstrahlverfahren (HP Deskjet 550C, schwarze Farbe, gemischt aus Cyan, Magenta und Gelb) bedruckt und anschliessend die Trocknungszeit beurteilt wird. Das Bild ist trocken, wenn man mit dem Finger über das Bild fahren kann, ohne dass die Farbe verwischt wird.
    • Beispiel 3
  • Rheovis CRX bzw. Mischungen aus Rheovis CRX™ und einer sauren wässrigen Acrylharzdispersion (Luhydran LR8833™, BASF) werden wie in Beispiel 1 beschrieben, auf einen 75 µm Polyesterfilm aufgetragen und mit Ammoniakdampf (siehe Beispiel 1, Probe 3) neutralisiert. Die dabei entstehenden Schichten weisen eine unterschiedliche Wasserbeständigkeit auf. Tabelle 3
    Probe 7 8 9
    Rheovis CRX 5 g 3 g 2 g
    Luhydran LR 8833 0 g 2 g 3 g
    Wasserbeständigkeit 60 % 70 % 90 %
    • Ermittlung der Wasserbeständigkeit
  • Die Wasserbeständigkeit wird ermittelt, indem eine Fläche von 3.6 cm² mit dem Tintenstrahlverfahren (HP Deskjet 550C, schwarze Farbe, gemischt aus Cyan, Magenta und Gelb) bedruckt wird und die Folien nach dem Trocknen 20 Sekunden unter fliessendes Wasser von ca. 15° C gehalten werden. Die auf der Folie zurückbleibende Farbe ist ein Mass für die Wasserbeständigkeit.
    • Beispiel 4 Probe 10
  • Zu 6 g Rheovis CRX™ werden 0.5 g einer 4.5 %igen, wässrigen Polyvinylalkohollösung (Gohsenol KH-17™, Nippon Gohsei) zugegeben. Es entsteht dabei eine mittelviskose Mischung. Das Gemisch wird wie in Beispiel 1, jedoch mit einer erhöhten Auftragsmenge von 26 g/m² Trockenauftrag auf einen Polyesterfilm beschichtet, mit Ammoniakdampf (siehe Beispiel 1, Probe 3) neutralisiert und die Wasseraufnahme sowie die Tintentrocknung ermittelt. Zum Vergleich wird Probe 3 angeführt. Tabelle 4
    Probe 3 10
    Auftragsmenge 8 g/m² 26 g/m²
    Wasseraufnahme 80 g/m² 120 g/m²
    Tintentrocknung 7 Min. 5 Min.
    • Beispiel 5 Probe 11 (Verwendung in der Diazotypie)
  • Die Probe 3 aus Beispiel 1 wird eine weitere Minute bei 80 °C nachgetrocknet und anschliessend mit einer wässrigen Diazolösung sensibilisiert.
  • Die Sensibilisierung erfolgt durch Beschichten mittels Luftbürste. Bei der Sensibilisierungslösung handelt es sich um eine Diazo-Lösung ohne Zusatz von Kupplern.
  • Die Sensibilisierte Probe wir im Trockenschrank bei 80°C während 1 Min. getrocknet.
  • Die Probe wird mit einer beliebigen Vorlage auf einer Lichtpausmaschine belichtet und anschliessend in einer Halbfeucht-Entwicklungseinheit (Tecoprint™, Multitec) mit einem Entwickler entwickelt, Als Entwicklerlösung dient ein Halbfeucht-Entwickler (Ecoliquid™, Multitec). Es entsteht ein Bild mit guter Entwicklung.
    • Beispiel 6 Probe 12
  • Die in Beispiel 1 beschriebene Dispersion wird mit 0.4% Reisstärkepulver (Amyzet TK™, Amylum) versetzt, auf einen Polyesterfilm beschichtet und mit Diethylamin neutralisiert (siehe Beispiel 1, Probe 2). Die dabei entstehende Schicht weist im Vergleich zu Probe 2 eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit auf.
    • Probe 13
  • In einem weiteren Versuch wird der Füllstoff (Amyzet TK™) erst im Neutralisationsschritt zugegeben, indem 0.6 % Reisstärkepulver und ein Zusatz von 0.5% Polyvinylpyrrolidon (Luviskol K90™, BASF) in die Neutralisationslösung gegeben werden, so dass die Oberflächenrauhigkeit erst bei der Überbeschichtung erzeugt wird. Durch den geringen Zusatz von PVP wird der Füllstoff an die Schicht gebunden. Tabelle 5
    Probe 2 12 13
    Amyzet TK 0 % 4 % 6 %
    Zusatz - erste Schicht Neutralisation
    Klebrigkeit stark kein Kleben kein Kleben
  • Durch die erhöhte Oberflächenrauhigkeit lassen sich frisch bedruckte Schichten stapeln, ohne dass die Farbe auf die Rückseite der darüberliegenden Schicht übertragen wird. Zudem werden die Transporteigenschaften in Tintenstrahldruckern (Papiereinzug) sowie das Handling (Empfindlichkeit für Fingerabdrücke) der beschichteten Folien verbessert.
    • Ermittlung der Klebrigkeit
  • Ein Balken von 1 cm Breite wir mit dem Tintenstrahlverfahren (Siemens ISP 92C, schwarze Farbe) bedruckt. Die Probe wird 10 Minuten an der Luft liegen gelassen. Anschliessend wird ein Blatt Polyester auf die Druckfarbe gelegt und mit dem Finger leicht angedrückt. Der Polyester wird nach 10 Sekunden entfernt. Beim Wegziehen des Polyesters ist ein Geräusch zu hören, wenn die Schicht noch klebrig ist.
    • Beispiel 7
  • Es wird von der Vorstufe aus Beispiel 1 ausgegangen. Die Neutralisation erfolgt mit einer 3% igen ethanolischen Diethylaminlösung unter Zusatz von verschiedenen Konzentrationen von Aziridin. (Crosslinker CX-100, Polyvinylchemie) Die dabei entstehenden Schichten weisen unterschiedliche Wasseraufnahmevermögen auf, bei gleichbleibender Auftragsmenge des getrockneten Filmes von 8 g/m². Tabelle 6
    Probe 14 15 16 17
    Zusatz Aziridin 0% 1.5% 3.0% 6.0%
    Wasseraufnahme 80 g/m² 34 g/m² 21 g/m² 7 g/m²
    • Beispiel 8 Probe 18
  • Ausgehend von der mit Ammoniak neutralisierten Schicht aus Beispiel 1 wird nach dem Bedrucken mit dem Tintenstrahlverfahren die Wasserbeständigkeit durch Erwärmen im Trockenschrank während 1 Min. bei 120 °C erheblich verbessert, indem Ammoniak ausgetrieben wird.
    • Probe 19
  • In einen weiteren Versuch wird die mit Ammoniak neutralisierte Schicht (Probe 1) nach dem Bedrucken mit dem Tintenstrahlverfahren mit einer 1 N Essigsäure benetzt und die Probe bei 80 °C im Trockenschrank während einer Minute getrocknet.
  • Die obigen Proben werden in der nachstehenden Tabelle der Probe 2 von Beispiel 1 gegenübergestellt. Tabelle 7
    Probe 2 18 19
    Wasseraufnahme 80 g/m² 7.6 g/m² 1.6 g/m²
    Wasserbeständigkeit 60 % 80 % 90 %
    • Beispiel 9
  • Verschiedene handelsübliche Dispersionen von Polymeren, die Carboxylgruppen enthalten, werden wie in Beispiel 1 auf Polyester beschichtet und vor der Neutralisation die Wasseraufnahme bestimmt. Anschliessend wird mit Ammoniak (siehe Beispiel 1, Probe 3) neutralisiert und erneut das Wasseraufnahmevermögen bestimmt. Tabelle 8
    Nr. Name Lieferant C.P Ion % pH Bemerkungen AM Ws Wn
    20 Acrysol RM-5 R&H A 30 3 wässrige Dispersion 5 <0.3 2.5
    21 Acrysol ASE 95 R&H - A 18 3 wässrige Dispersion 10 <0.3 1.2
    22 Acrysol ICS-1 R&H A 30 3 wässrige Dispersion 11 <0.3 9.2
    23 Acrysol TT-935 R&H X A wässrige Dispersion 11 <0.3 7.4
    24 Acrysol ASE 60 R&H X A 28 3.5 wässrige Dispersion 7 <0.3 2.8
    25 Acrysol J-62 R&H A 50 wässrige Dispersion 10 <0.3 0.3
    26 Acrysol ASE 75 R&H - A 40 3.0 wässrige Dispersion 11 <0.3 1.8
    27 DBC 2627 EB Belland Lösung in Aceton 6 <0.3 1.0
    28 Elvacite 2670 Du Pont Lösung in Ethanol 5 <0.3 1.0
    29 Elvacite 2669 Du Pont Lösung in Ethanol 3.5 <0.3 1.5
    30 Rheovis CR3 All.Col 30 3.5 wässrige Dispersion 8 <0.3 11
    31 Rheovis CRX All.Col. 30 3.5 wässrige Dispersion 8 <0.3 10
    32 Synthacryl VSC-1490 Hoechst Lösung in Aceton 10 <0.3 0.5
    Erklärungen zur Tabelle
    Lieferant: R&H = Rohm & Haas
    CP: Copolymer
    Ion: Ionogenität, A=anionisch, n=nicht ionogen
    % Festkörpergehalt der Polymerlösung / Dispersion
    AM Auftragsmenge trocken auf Polyester in g/m²
    Ws Wasseraufnahme in g, bezogen auf 1g Festkörper, nicht neutralisiert
    Wn Wasseraufnahme in g, bezogen auf 1g Festkörper, neutralisiert

Claims (21)

  1. Flächengebilde mit einer absorbierenden Oberfläche geeignet als Aufzeichnungsmaterial für die Verwendung mit Tinte, bestehend aus einer Trägerschicht und mindestens einer wasserabsorbierenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabsorbierende Schicht kontinuierlich ist und im wesentlichen aus einem Polyelektrolyt besteht, der Einheiten enthält, die neutralisierte Carboxyl-Gruppen aufweisen, wobei der Polyelektrolyt in der protonierten Form wasserunlöslich ist.
  2. Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Acrysäure- oder Methacrylsäure-Copolymer oder eine Mischung davon ist, deren Carboxyl-Gruppen neutralisiert sind.
  3. Flächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabsorbierende Schicht aus einem Polyelektrolyt mindestens das Einfache ihres Eigengewichtes an Wasser aufnehmen kann.
  4. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht aus Papier oder aus transparentem oder opakem Kunststoffilm besteht.
  5. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der absorbierenden Schicht 2 bis 30 µm und vorzugsweise 5 bis 15 µm beträgt.
  6. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht vernetzt ist.
  7. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht beidseitig mit einer wasserabsorbierenden Schicht beschichtet ist.
  8. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserabsorbierende Schicht andere Polymere oder Copolymere, UV-Absorber, Pigmente oder Fixiermittel enthält.
  9. Verfahren zur Herstellung von Flächengebilden mit einer absorbierenden Oberfläche, geeignet als Aufzeichnungsmaterial für die Verwendung mit Tinte, bestehend aus einer Trägerschicht und mindestens einer kontinuierlichen wasserabsorbierenden Schicht, die im wesentlichen aus einem Polyelektrolyt besteht, der Einheiten enthält, die neutralisierte Carboxyl-Gruppen aufweisen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) in einem ersten Schritt ein Polymer, das Einheiten enthält, die Carboxyl-Gruppen aufweisen, auf ein Trägermaterial aufgetragen wird und
    b) in einem zweiten Schritt die Carboxyl-Gruppen in der erhaltenen Schicht mindestens teilweise neutralisiert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt eine Dispersion, Emulsion oder Lösung eines Polymers oder Copolymers, die Einheiten aufweisen, die Carboxyl-Gruppen enthalten, aufgetragen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer, das Einheiten enthält, die Carboxyl Gruppen aufweisen, ein Acrylsäure- oder Methacrylsäure-Copolymer oder eine Mischung davon ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Papier ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine transparente oder opake Kunststoff-Folie, insbesondere eine Polyester-Folie ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation im zweiten Schritt durch Ammoniak oder durch ein Amin, wie Diethylamin, durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation im zweiten Schritt durch Ammoniak oder durch ein Amin vor oder gleichzeitig mit der Auftragung einer Polymerschicht auf die wasserabsorbierende Schicht durchgeführt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägermaterial verwendet wird, das Kapseln oder Partikel mit einer neutralisierenden Substanz enthält, wobei die Neutralisation im zweiten Schritt durch Druck oder Erwärmen erfolgt, wobei die Kapseln das Neutralisationsmittel freisetzen oder dieses aus den Partikeln heraus diffundiert.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Polymer, das im ersten Schritt aufgetragen wird, Additive, wie Netzmittel, Stärke, Pigmente oder UV-Stabilisatoren, zugemischt werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Neutralisation mit Ammoniak der überschüssige Ammoniak durch Trocknen bei einer Temperatur zwischen 70 und 150 °C ausgetrieben wird.
  19. Verwendung des Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Bedrucken mit Tintenstrahldruckern.
  20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmaterial nach dem Bedrucken wasserfest gemacht wird, indem die Carboxylgruppen des Polyelektrolyten in die saure Form übergeführt werden.
  21. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bedrucken die wasserabsorbierende Schicht im Aufzeichnungsmaterial durch Behandlung mit verdünnter Essigsäure hydrophobiert wird.
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