EP0953079B1 - Tintenstrahl-transfersysteme, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben für ein druckverfahren - Google Patents

Tintenstrahl-transfersysteme, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben für ein druckverfahren Download PDF

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EP0953079B1
EP0953079B1 EP98900003A EP98900003A EP0953079B1 EP 0953079 B1 EP0953079 B1 EP 0953079B1 EP 98900003 A EP98900003 A EP 98900003A EP 98900003 A EP98900003 A EP 98900003A EP 0953079 B1 EP0953079 B1 EP 0953079B1
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EP
European Patent Office
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ink
transfer system
jet printable
hot
printable transfer
Prior art date
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EP98900003A
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Ulf Bamberg
Peter Kummer
Ilona Stiburek
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Arkwright Inc
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    • D06P5/00—Other features in dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form
    • D06P5/003—Transfer printing
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    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
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    • B41M5/502—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording characterised by structural details, e.g. multilayer materials
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    • Y10T428/31725—Of polyamide

Definitions

  • the present invention relates to an ink jet transfer system or inkjet transfer printing according to the preamble of claim 1, and method according to independent claims 11 and 13 and Use according to claim 15 in the version for Contracting states DE, FR, GB and IT or procedures according to independent claims 12 and 14 and use according to claim 16 in the version for the contracting states AT, BE, CH, DK, ES, FI, GR, IE, LU, MC, NL, PT, SE.
  • Transfer prints enjoy a big one Popularity because of the application of any graphic Representations, patterns, images or typefaces especially on items of clothing such as T-shirts, Sweatshirts, shirts or other textile substrates such as enable, for example, mouse pads.
  • inkjet transfer systems inkjet transfer prints
  • a computer In a first step by the user of the transfer print using a computer generates the desired, electronically processed image, which from the computer to a suitable printer, for example an ink jet printer, which is again the desired image on the transfer system, printed out.
  • the transfer print produced in this way must have a quality have, which the further use for Printing on, for example, a textile substrate allowed.
  • a suitable transfer print the desired one graphic representation on the desired textile substrate applied for liability.
  • US 5,242,739 describes image-sensitive, heat-sensitive transfer paper which comprises the following components: (a) a flexible cellulosic, non-woven, tissue-like paper, which has an upper and a lower surface and (b) an image-receptive melt transfer film layer, which is on the top surface of the Sheet support is located, c) and, if applicable, a Hotmelt sulfur harsh.
  • the film layer is about 15 to 80% by weight from a film-forming binder and from about 85 to about 20% by weight of a powder thermoplastic polymer, the film-forming Binder and the thermoplastic polymer Has melting point of between about 65 ° C and 180 ° C.
  • US-5,501,902 represents a further development from US-5,242,739, which also consists of a two-layer system exists, but for improvement of the printed image is still an ink viscosity agent is included. Also in transfer printing is US-5,501,902 to improve ink absorption preferably another cationic, thermoplastic Polymer included.
  • pigments for the absorption of the ink dye are usually polyester in the prior art, Polyethylene wax, ethylene-vinyl acetate copolymers and as binders polyacrylates, styrene-vinyl acetate copolymers, Nitrile rubbers, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, Ethylene acrylate copolymers and melamine resins called.
  • Another transfer system is disclosed in EP-A-850,786. In this published publication, a hot melt transfer material with highly porous polyamide pigments is proposed for painting with colored pencils and water colors.
  • the inkjet transfer systems comprise a carrier material, a hotmelt layer applied to the carrier material and at least one ink receiving layer applied to the hot melt layer, wherein the at least one ink receiving layer a mixture of a highly porous pigment and of a binder and wherein the molecules of the highly porous pigments and optionally the binder and optionally the hot melt layer to form essentially chemical bonds with the dye molecules the ink are capable.
  • the conventional Inkjet transfer systems the corresponding Dyes after printing on the textile substrate, for example by ironing, mainly mechanically are bound
  • the dye molecules are the Ink according to the present invention by means of chemical Bonds to the molecules of the pigment and the Binder and optionally the hot melt. This is achieved according to the invention in that the Molecules of the pigment and optionally the binder and optionally the hot melt via reactive groups have which for the formation of chemical bonds with also reactive groups of the dye molecules Ink are capable.
  • the hot melt layer which is directly on is a waxy polymer, easy to melt and can therefore, for example by ironing together with the printed ink receiving layer transferred to the textile substrate in order to then peel off the backing. It is the Hot melt layer, which, thanks to its waxy properties, primarily strengthens the adhesion to the textile substrate.
  • the ink absorption layer (ink layer) is located on the hot melt layer and primarily includes a highly porous pigment and a binder.
  • the highly porous Pigment is used to initially absorb the ink mechanically when printing out the desired graphic representation, with maximum porosity being particularly high Absorbency guaranteed.
  • Binders are necessary around the highly porous pigments on the product surface to bind in order to process (print) of the inkjet transfer system.
  • the chemical bonds between the dye molecules the ink and the molecules of the pigment as well as the binder are among other things under supply trained by energy, for example when ironing on of the ink jet transfer system according to the invention the textile substrate.
  • acid dyes for example azo dyes according to formula I
  • azo dyes are usually used on the market.
  • the molecules of the ink dyes are predominantly in solution as anions and also have reactive groups which allow the formation of chemical bonds with the reactive groups of the pigment molecules and, if appropriate, of the binder molecules.
  • the reactive groups are usually one or more sulfonate groups or carboxylate groups per dye molecule.
  • poly [1,2-bis (aminomethylcyclohexyl) ethane adipic acid amide] of the formula (II) which, with its terminal amino groups, produces the chemical bonds according to the invention (suifonamide groups or acid amide groups) when reacted with the acid groups of an azo dye.
  • the ink receiving layer of the ink jet transfer system from a highly porous pigment and a binder, at least one of the two components, especially the one that is available in large quantities Pigment, has reactive amino groups that are used for training from chemical bonds to the dye molecules the ink liquid are capable.
  • the present invention comprises the ink-receiving layer a highly porous polyamide pigment and a binder consisting of a soluble polyamide, the terminal, free amino groups of the polyamide pigment and of the polyamide binder for fixing reactive Groups, for example sulfonate groups or carboxylate groups, the dye molecules are capable.
  • a chemical fixation of the dye molecules can be achieved.
  • the inkjet transfer system in addition to the inventive requirement of Ability to form chemical bonds between the dye molecules of the ink and the molecules of the pigment as well as the binder, a high absorbency or absorption capacity of ink to ensure a clear print image.
  • a pigment preferably a polyamide pigment, with high porosity.
  • the choice of the preferred polyamide pigment is extremely critical because it has been shown that about the degree of porosity of the polyamide pigment Ink absorption capacity of the inkjet transfer system is decisively influenced.
  • the polyamide pigments which are used for the inkjet transfer systems according to the present invention preferably have a spherical, for example a spherical, geometry and the highest possible inner surface.
  • the grain sizes of the polyamide pigments used according to the invention are in a range from approximately 5 ⁇ m and approximately 45 ⁇ m, a range from 5 to 20 ⁇ m being particularly preferred.
  • the inner surface of the highly porous pigment is at least about 15 m 2 / g, preferably it is between about 20-30 m 2 / g.
  • a highly porous polyamide pigment with an inner surface of at least about 15 m 2 / g and grain sizes of about 5 ⁇ m and about 45 ⁇ m is obtained by means of anionic polyaddition and a subsequent controlled precipitation process.
  • the polyamide pigments according to the invention are literally grown and the growth of the pigments is stopped when the desired grain size is reached. 85-95% of the polyamide pigment thus obtained have the desired shape and grain size, while only a maximum of 15% have a smaller or larger grain size.
  • the binder preferably also from a Polyamide.
  • the polyamide used as a binder is in its nature differs from the polyamide pigment in that when it is used as a solution and therefore does not have to meet any special formal requirements.
  • the usage of polyamide as a binder is therefore less critical. It just has to be in a suitable solvent, for example alcohol or an alcohol-water mixture, be soluble and preferably via free terminals Have amino groups, with the help of dye molecules, for example sulfone groups of azo dyes, or ester groups can be fixed.
  • the ratio of highly porous pigment and the binder in the ink-receiving layer of the inventive Inkjet transfer system is between about 5: 1 and 1: 1, preferably 3: 1 and 2: 1, and very particularly preferably 2.4: 1.
  • the hot melt layer in the inkjet transfer system is located directly on the removable carrier material and is used by the inkjet printer printed graphic representation on the textile substrate transferred to. This transfer is, for example by a cold trigger, i.e. by ironing, cooling and peeling off the carrier layer.
  • a cold trigger i.e. by ironing, cooling and peeling off the carrier layer.
  • the hot-melt layer is first ironed on Melt brought, which is then that of the inkjet printer ink-receiving layer printed on the transfer system transfers to the textile substrate. there become spaces between the pigment and binder particles filled up by the first melted hot melt, before the pigments are largely melted or melted.
  • the hot melt is in contrast to the highly porous Pigment and to the binder wax-like, i.e. he can do it easier be melted.
  • hot melts melt in a range of about 100-120 ° C, while the highly porous pigments preferably in a range of melt about 120-180 ° C, preferably 140-160 ° C.
  • the usual hot melt is, for example, an ethylene acrylic acid copolymer dispersion.
  • hot melts are particularly preferred, which in turn also via reactive groups for fixation of ink dye molecules. This can bind even more dye, which improves the washing properties, i.e. the wash resistance and color fastness the printed graphic representation is particularly high can be adjusted.
  • a hot melt is therefore preferred consisting of a polyethylene copolymer with a polyamide content used.
  • the one to be applied to the textile substrate graphic representation is initially based on the so obtained Inkjet transfer system via a common printer, for example an ink jet printer (ink jet plotter), printed mirror-inverted and then on the desired textile substrate, for example a t-shirt at a temperature of between about 150 and 220 ° C, preferably at 190 ° C for at least 10 seconds ironed.
  • the top layer is the backing material, which after applying the graphical representation and preferably stripped and discarded after cooling will (cold deduction).
  • the preferred carrier layer is a heat-resistant silicone paper is used.
  • the on printed graphics obtained in this way (cold print) Presentation is smooth and shiny.
  • a hot fume cupboard is preferred carried out to the washability, the breathability of the cold-drawn and sealed textile substrate to improve.
  • the hot deduction eliminates still an undesirable shine and prevents bleeding of the dyes during the washing process. Therefore becomes plain white paper or siliconized on one side Paper with the silicone side on the cold-stripped textile substrate with the graphic already printed Representation at a temperature at which the hot melt ironed and melted for about 10 seconds quickly pulled off.
  • the one that is printed in the cold trigger is printed Layer microscopically roughened and the textile fibers are made up of the waxy mix consisting of printed hot melt and ink absorption layer better penetrated, while after the cold deduction primarily only one film-like surface adhesion is achieved.
  • the hot melt layer applied to the carrier material on silicone paper with a layer thickness of 0.1 mm with an ethylene copolymer, which is related to polyamide cut from 60:40 to a layer thickness of 30 ⁇ m coated.
  • the ink-receiving layer is produced in parallel: an ethanol / water mixture in the ratio of 3: 1 is introduced and a soluble polymamide binder is dissolved therein with heating to 45 ° C.
  • the highly porous polyamide pigment "Orgasol 3501 EX D NAT1" with a particle size of 10 ⁇ m and an inner surface of about 25 m 2 / g pigment is then dispersed into the solution.
  • a for organic pigments sold by Coatex provided, dispersing additive with the product name COADIS 123K introduced and the dispersion stirred for 10 minutes at room temperature.
  • the desired slides can be used for the necessary needs are tailored.
  • the ink jet transfer system made in Example 1 is used to display a graph to be printed on a t-shirt. It is in first step the desired electronically processable and stored graphical representation from the computer reversed by means of an inkjet printer printed out the sheet, which in Example 1 as an inkjet transfer system was obtained.
  • the next step is now a normal one white sheet of paper applied to the print and again for 10 seconds at a temperature of about Ironed on at 190 ° C. Without letting it cool down the paper smoothly and quickly without tearing deducted. With the hot fume cupboard there is flexibility reinforced, better washability and full breathability as well as a comfortable grip.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahl-Transfersystem bzw. Tintenstrahl-Transferdruck gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie Verfahren gemäss den unabhängigen Ansprüchen 11 und 13 und die Verwendung gemäss Anspruch 15 in der Fassung für die Vertragsstaaten DE, FR, GB und IT bzw. Verfahren gemäss den unabhängigen Ansprüchen 12 und 14 und die Verwendung gemäss Anspruch 16 in der Fassung für die Vertragsstaaten AT, BE, CH, DK, ES, FI, GR, IE, LU, MC, NL, PT, SE.
Stand der Technik
Transferdrucke erfreuen sich einer grossen Beliebtheit, weil sie das Aufbringen von beliebigen graphischen Darstellungen, Mustern, Bildern oder Schriftbildern insbesondere auf Kleidungsstücke wie T-Shirts, Sweatshirts, Hemden oder auch andere Textilsubstrate wie beispielsweise Mousepads ermöglichen. Von besonderem Interesse sind Tintenstrahl-Transfersysteme (Tintenstrahl-Transferdrucke), die den potentiellen Benutzern die Möglichkeit der individuellen Auswahl des elektronisch verarbeitbaren und mittels Computer abspeichbaren graphischen Darstellungen gibt und vom Benutzer letztendlich selbst auf seinem gewünschten Kleidungsstück bzw. einem anderen Textilsubstrat (Unterlage) aufgedruckt bzw. aufgebügelt werden kann. Dabei wird in einem ersten Schritt vom Benutzer des Transferdrucks mittels eines Computers das gewünschte, elektronisch verarbeitete Bild erzeugt, welches vom Computer zu einem geeigneten Drucker, beispielsweise einem Tintenstrahldrucker, geleitet wird, der wiederum das gewünschte Bild auf das Transfersystem, ausdruckt. Der so erzeugte Transferdruck muss dabei eine Beschaffenheit aufweisen, welcher die Weiterverwendung zum Aufdrucken auf beispielsweise ein Textilsubstrat erlaubt. Mit Hilfe eines geeigneten Transferdrucks wird die gewünschte graphische Darstellung auf das gewünschte Textilsubstrat zur Haftung aufgebracht. Üblicherweise werden graphische Darstellungen über einen Heissabzug und gegebenenfalls durch einen vorgängigen Kaltabzug auf das gewünschte Textilsubstrat appliziert.
In den letzten Jahren wurden grosse Anstrengungen unternommen, um die Heiss- Transfersysteme zu verbessern sowie den Aufdruck der gewünschten graphischen Darstellung auf das Textilsubstrat mit einer zufriedenstellenden Qualität zu ermöglichen.
So beschreibt beispielsweise US-5,242,739 ein bildaufnahmefähiges, wärmeempfindliches Transferpapier welches die folgenden Bestandteile umfasst: (a) ein flexibles zellulosehaltiges, ungewobenes, gewebeartiges Papier, welches eine obere und eine untere Oberfläche aufweist und (b) eine bildaufnahmefähige Schmelztransfer-Filmschicht, welche sich auf der oberen Oberfläche der Blattunterlage befindet, c) sowie gegebenenfalls eine Hotmeltzwischenschicht. Die Filmschicht besteht zu etwa 15 bis 80 Gewichts-% aus einem filmbildenden Bindemittel und zu etwa 85 bis etwa 20 Gew.-% aus einem pulverförmigen thermoplastischen Polymer, wobei das filmbildende Bindemittel und das thermoplastische Polymer einen Schmelzpunkt von zwischen etwa 65°C und 180°C aufweist.
US-5,501,902 stellt eine Weiterentwicklung von US-5,242,739 dar, welche ebenfalls aus einem Zwei-Schichtensystem besteht, wobei allerdings zur Verbesserung des Druckbildes noch ein Tintenviskositätsmittel enthalten ist. Ausserdem ist im Transferdruck von US-5,501,902 zur Verbesserung der Tintenaufnahmefähigkeit vorzugsweise noch ein kationisches, thermoplastisches Polymer enthalten.
Als Pigmente für die Aufnahme des Tintenfarbstoffes werden im Stand der Technik üblicherweise Polyester, Polyethylenwachs, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und als Bindemittel Polyacrylate, Styrol-Vinylacetat-Copolymere, Nitrilrubber, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Ethylenacrylat-Copolymere und Melaminharze genannt. Ein weiteres Transfersystem wird in EP-A-850,786 offenbart. In dieser nach- veröffentlichten Schrift wird ein Hotmelt-Transfermaterial mit hochporösen Polyamidpigmenten für die Bemalung mit Farbstiften und Wasserfarben vorgeschlagen.
Die bekannten Tintenstrahl-Transfersysteme sind bezüglich ihrer Fähigkeit gut aufgelöste Bilder auf ein Textilsubstrat zu übertragen durchaus erfolgreich, allerdings in bezug auf die Farbechtheit bzw. Waschfestigkeit unbefriedigend. Zwar können beliebige graphische Darstellungen in brauchbarer Qualität, beispielsweise auf Kleidungsstücke, aufgedruckt werden, aber diese werden beim Waschen verhältnismässig leicht wieder ausgewaschen, so dass die Farbe schnell wieder verblasst. Ausserdem setzt eine Reihe von auf dem Markt erhältlichen Produkten (enthaltend PVC oder Melaminharze) beim Bügel Vorgang zum Teil toxische Verbindungen frei, wie beispielsweise Allylchlorid oder Formaldehyd und sind daher vom Gesichtspunkt der Ökologie und der öffentlichen Gesundheit äusserst bedenklich.
Darstellung der Erfindung
Es war daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Tintenstrahl-Transfersystem bereitzustellen, welches insbesondere den oben genannten Nachteil der unbefriedigenden Farbechtheit bzw. Waschfestigkeit vermeidet und darüber hinaus ökologisch unbedenklich ist.
Es war ausserdem ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Tintenstrahl-Transfersystemen mit hoher Farbechtheit bzw. Waschfestigkeit bereitzustellen.
Schliesslich war es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Druckverfahren bereitzustellen, mit welchem mit Hilfe von Tintenstrahl-Transfersystemen graphische Darstellungen mit hoher Qualität bzw. mit hoher Farbechtheit bzw. Waschfestigkeit auf Textilsubstrate aufgedruckt werden können.
Die oben genannten Ziele werden gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Die Tintenstrahl-Transfersysteme gemäss der vorliegenden Erfindung umfassen ein Trägermaterial, eine auf dem Trägermaterial aufgebrachte Hotmeltschicht und mindestens eine auf der Hotmeltschicht aufgebrachte Tintenaufnahmeschicht, wobei die mindestens eine Tintenaufnahmeschicht eine Mischung eines hochporösen Pigments und eines Bindemittels umfasst und wobei die Moleküle des hochporösen Pigments und gegebenenfalls des Bindemittels und gegebenenfalls der Hotmeltschicht zur Ausbildung von im wesentlichen chemischen Bindungen mit den Farbstoffmolekülen der Tinte befähigt sind. Während bei den herkömmlichen Tintenstrahl-Transfersystemen die entsprechenden Farbstoffe nach dem Aufdrucken auf das Textilsubstrat, beispielsweise durch Aufbügeln, vorwiegend mechanisch gebunden werden, sind die Farbstoffmoleküle der Tinte gemäss der vorliegenden Erfindung mittels chemischer Bindungen an die Moleküle des Pigments und des Bindemittels und gegebenenfalls des Hotmelts gebunden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Moleküle des Pigments und gegebenenfalls des Bindemittels und gegebenenfalls des Hotmelts über reaktive Gruppen verfügen, welche zur Ausbildung von chemischen Bindungen mit ebenfalls reaktiven Gruppen der Farbstoffmoleküle der Tinte befähigt sind.
Die Hotmeltschicht, welche sich direkt auf dem Trägermaterial befindet, ist ein wachsartiges Polymer, einfach schmelzbar und kann somit beispielsweise durch Aufbügeln zusammen mit der bedruckten Tintenaufnahmeschicht auf das Textilsubstrat übertragen werden, um anschliessend die Trägerschicht abzuziehen. Es ist die Hotmeltschicht, welche, dank ihrer wachsartigen Eigenschaften, verstärkt primär die Haftung zum Textilsubstrat.
Die Tintenaufnahmeschicht (Ink-Schicht) befindet sich auf der Hotmeltschicht und umfasst primär ein hochporöses Pigment und ein Bindemittel. Das hochporöse Pigment dient der zunächst mechanischen Aufnahme der Tinte beim Ausdrucken der gewünschten graphischen Darstellung, wobei eine maximale Porosität eine besonders hohe Aufnahmefähigkeit gewährleistet. Bindemittel sind notwendig um die hochporösen Pigmente auf der Produktoberfläche zu binden um so die Verarbeitung (das Bedrucken) des Tintenstrahl-Transfersystems zu ermöglichen.
Die chemischen Bindungen zwischen den Farbstoffmolekülen der Tinte und den Molekülen des Pigments sowie des Bindemittels werden unter anderem unter Zufuhr von Energie ausgebildet, beispielsweise beim Aufbügeln des erfindungsgemässen Tintenstrahl-Transfersystems auf das Textilsubstrat.
Für das Bedrucken des Tintenstrahl-Transfersystems, beispielsweise mittels Tintenstrahldrucker, werden auf dem Markt üblicherweise Säurefarbstoffe, beispielsweise Azofarbstoffe gemäss der Formel I, verwendet.
Figure 00060001
Die Moleküle der Tintenfarbstoffe liegen vorwiegend in Lösung als Anionen vor und verfügen ebenfalls über reaktive Gruppen, welche die Ausbildung von chemischen Bindungen mit den reaktiven Gruppen der Pigmentmoleküle sowie gegebenenfalls der Bindemittelmoleküle erlauben. Bei den reaktiven Gruppen handelt es sich dabei in der Regel um eine oder mehrere Sulfonatgruppen oder Carboxylatgruppen pro Farbstoffmolekül. Unter geeigneten Bedingungen, beispielsweise unter Erwärmen beim Aufbügeln des Tintenstrahl-Transfersystems auf das Textilsubstrat, können sich chemische oder eher ionogene Bindungen bzw. Zwischenvalenz-Bindungen zwischen den besagten Sulfonatgruppen bzw. Carboxylatgruppen und den reaktiven Gruppen, beispielsweise Aminogruppen, des Pigments bzw. Bindemittels bilden, womit die Farbstoffmoleküle chemisch unter Ausbildung von z.B. Sulfonamiden (-SO2NH-R) bzw. Amidgruppierungen (-CONH-R) bzw. den eher zwitterionischen - SO3 - NH3 +-R Gruppen fixiert werden.
Als Beispiel sei das Poly[1,2-bis(aminomethylcyclohexyl)ethan-adipinsäureamid] der Formel (II) genannt, welches mit seinen terminalen Aminogruppen bei Umsetzung mit den Säuregruppen eines Azofarbstoffes die erfindungsgemässen chemischen Bindungen (Suifonamidgruppen bzw. Säureamidgruppen) erzeugen.
Figure 00070001
Wege zur Ausführung der Erfindung
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Tintenaufnahmeschicht des erfindungsgemässen Tintenstrahl-Transfersystem aus einem hochporösen Pigment und einem Bindemittel, wobei mindestens eine der beiden Komponenten, insbesondere das in grösseren Mengen vorhandene Pigment, über reaktive Aminogruppen verfügt, die zur Ausbildung von chemischen Bindungen zu den Farbstoffmolekülen der Tintenflüssigkeit befähigt sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Tintenaufnahmeschicht ein hochporöses Polyamidpigment und ein Bindemittel bestehend aus einem löslichen Polyamid, wobei die terminalen, freien Aminogruppen des Polyamidpigments und des Polyamid-Bindemittels zur Fixierung von reaktiven Gruppen, beispielsweise Sulfonatgruppen oder Carboxylatgruppen, der Farbstoffmoleküle befähigt sind. Dadurch kann sowohl mit der Pigmentkomponente, als auch mit der Bindemittelkomponente eine chemische Fixierung der Farbstoffmoleküle erreicht werden.
Neben dem erfindungsgemässen Erfordernis der Fähigkeit zur Ausbildung von chemischen Bindungen zwischen den Farbstoffmolekülen der Tinte und den Molekülen des Pigments sowie des Bindemittels, muss das Tintenstrahl-Transfersystem gemäss der vorliegenden Erfindung eine hohe Absorptionsfähigkeit, bzw. Aufnahmefähigkeit von Tinte aufweisen, um so ein klares Druckbild zu gewährleisten. Dieses Erfordernis wird durch Bereitstellung eines Pigments, vorzugsweise eines Polyamidpigments, mit hoher Porosität erzielt.
Die Auswahl des bevorzugten Polyamidpigments ist ausgesprochen kritisch, denn es hat sich gezeigt, dass über den Porositätsgrad des Polyamidpigments die Tintenaufnahmefähigkeit des Tintenstrahl-Transfersystems entscheidend beeinflusst wird.
Die Polyamidpigmente, welche für die Tintenstrahl-Transfersysteme gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet werden, weisen vorzugsweise eine sphärische, beispielsweise eine kugelförmige, Geometrie und eine möglichst hohe innere Oberfläche auf. Die Korngrössen der erfindungsgemäss eingesetzten Polyamidpigmente bewegen sich in einem Bereich von ungefähr 5 µm und etwa 45 µm, wobei ein Bereich von 5 bis 20 µm besonders bevorzugt ist. Je grösser die Korngrösse der Polyamidpigmente ist, desto mehr wird die Oberfläche der besagten Pigmente geschlossen und somit die Tintenaufnahmefähigkeit verringert bzw. sogar verunmöglicht. Die innere Oberfläche des hochporösen Pigments beträgt mindestens etwa 15 m2/g, vorzugsweise liegt sie zwischen etwa 20-30 m2/g.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere ein Polyamidpigment mit der Handelsbezeichnung "Orgasol" die erforderlichen Eigenschaften, insbesondere die hochgradige Porosität, aufweist.
Ein hochporöses Polyamidpigment mit einer inneren Oberfläche von mindestens etwa 15 m2/g und Korngrössen von ungefähr 5 µm und etwa 45 µm wird mittels anionischer Polyaddition und einem anschliessenden kontrollierten Fällungsprozess gewonnen. Im Unterschied zu den herkömmlichen Herstellungsverfahren, in welchen ein Polyamidkondensationsprodukt, beispielsweise als Granulat) hergestellt wird, welches dann vermahlen wird, werden die erfindungsgemässen Polyamidpigmente regelrecht gezüchtet und das Wachstum der Pigmente bei Erreichen der gewünschten Korngrösse abgebrochen. 85-95% des so erhaltenen Polyamidpigments weisen die gewünschte Form und Korngrösse auf, während nur maximal 15% eine kleinere oder grössere Korngrösse aufweisen.
Bei einer Tintenaufnahmeschicht, in welcher hochporöse Polyamide als Pigmente verwendet werden, besteht das Bindemittel vorzugsweise ebenfalls aus einem Polyamid. Das als Bindemittel verwendete Polyamid ist in seiner Beschaffenheit vom Polyamidpigment insofern verschieden, als es als Lösung eingesetzt wird und deshalb keine spezielle Formerfordernisse erfüllen muss. Die Verwendung von Polyamid als Bindemittel ist daher weniger kritisch. Es muss lediglich in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise Alkohol bzw. einem Alkohol-Wassergemisch, löslich sein und vorzugsweise über freie terminale Aminogruppen verfügen, mit deren Hilfe Farbstoffmoleküle, beispielsweise Sulfongruppen von Azofarbstoffen, oder Estergruppen fixiert werden können.
Das Verhältnis von hochporösem Pigment und dem Bindemittel in der Tintenaufnahmeschicht des erfindungsgemässen Tintenstrahl-Transfersystems beträgt zwischen ungefähr 5:1 und 1:1, vorzugsweise 3:1 und 2:1, und ganz besonders bevorzugt 2,4:1.
Die Hotmeltschicht im Tintenstrahl-Transfersystem befindet sich direkt auf dem abziehbaren Trägermaterial und dient dazu die vom Tintenstrahldrucker aufgedruckte graphische Darstellung auf das Textilsubstrat zu übertragen. Diese Übertragung wird beispielsweise durch einen Kaltabzug, d.h. durch Aufbügeln, Abkühlen und Abziehen der Trägerschicht, bewirkt. Beim Aufbügeln wird dabei zuerst die Hotmeltschicht zum Schmelzen gebracht, welche dann die vom Tintenstrahldrucker auf das Transfersystem aufgedruckte Tintenaufnahmeschicht auf das Textilsubstrat überträgt. Dabei werden Zwischenräume zwischen den Pigment- und Bindemittelteilchen vom zuerst geschmolzenen Hotmelt aufgefüllt, bevor die Pigmente dann auch weitgehend geschmol-zen bzw. angeschmolzen sind.
Der Hotmelt ist im Gegensatz zum hochporösen Pigment und zum Bindemittel wachsartig, d.h. er kann leichter geschmolzen werden. Üblicherweise schmelzen Hotmelts in einem Bereich von etwa 100-120°C, während die hochporösen Pigmente vorzugsweise in einem Bereich von etwa 120-180°C, vorzugsweise 140-160°C schmelzen. Ein üblicher Hotmelt ist beispielsweise eine Ethylenacrylsäure-Copolymer-Dispersion.
Besonders bevorzugt sind allerdings Hotmelts, welche ihrerseits auch über reaktive Gruppen zur Fixierung von Tintenfarbstoffmolekülen verfügen. Dadurch kann noch mehr Farbstoff gebunden werden, womit die Wascheigenschaften, d.h. die Waschbeständigkeit und Farbechtheit der aufgedruckten graphischen Darstellung besonders hoch eingestellt werden kann. Bevorzugt wird daher ein Hotmelt bestehend aus einem Polyethylencopolymer mit einem Polyamidanteil verwendet.
Weitere Zusatzstoffe können im Tintenstrahl-Transfersystem gemäss der vorliegenden Erfindung noch enthalten sein, allerdings ist bei der Verwendung solcher Zusatzstoffe darauf zu achten, dass sich dadurch nicht die Waschfestigekeit des letztendlichen Transferdrucks verschlechtert. Aus verfahrenstechnischen Gründen ist beispielsweise die Verwendung eines Dispergieradditivs für organische Pigmente zur Herstellung des erfindungsgemässen Tintenstrahl-Transfersystems sinnvoll.
Als Trägermaterial kann für den Kaltabzug jedes Trennpapier verwendet werden, bevorzugt wird ein hitzebeständiges Papier, beispielsweise Silikonpapier verwendet. Beim Heissabzug dagegen wird vorzugsweise Normalpapier verwendet.
Neben dem Tintenstrahl-Transfersystem selbst besteht ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung im Verfahren zu dessen Herstellung. Das Beschichtungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:
  • a) Auftragen einer Hotmeltschicht auf ein Trägermaterial, beispielsweise Silikonpapier, mit Hilfe eines Beschichtungsmittels, beispielsweise einer Beschichtungsmaschine, wobei eine Schichtdicke von ungefähr 30 bis 40 µm eingestellt wird, danach Trockenen der Hotmeltschicht, und
  • b) Auftragen einer ersten Tintenaufnahmeschicht-Dispersion auf die Hotmeltschicht, und gegebenenfalls
  • c) Auftragen einer zweiten und gegebenenfalls weiteren Tintenaufnahmeschicht-Dispersion auf die erste Tintenaufnahmeschicht, so dass eine Gesamtschichtdicke der Tintenaufnahmeschicht von ungefähr 20-35 µm erreicht wird,
  • d) Trocknen des Tintenstrahl-Transfersystems.
    • Das zweimalige/mehrmalige Auftragen Tintenaufnahmeschicht hat den Vorteil, dass eine glatte und gleichmässige Oberfläche sowie eine Tintenaufnahmeschicht mit ausgeglichener Schichtdicke gebildet wird, wodurch das Druckverfahren bzw. das resultierende Druckbild positiv beeinflusst werden.
    Die auf das Textilsubstrat zu applizierende graphische Darstellung wird zunächst auf das so erhaltene Tintenstrahl-Transfersystem über einen üblichen Drucker, beispielsweise einen Tintenstrahldrucker (Ink-jet-plotter), spiegelverkehrt aufgedruckt und anschliessend auf das gewünschte Textilsubstrat, beipielsweise ein T-shirt bei einer Temperatur von zwischen etwa 150 und 220°C, vorzugsweise von 190°C, während mindestens 10 Sekunden aufgebügelt. Die oberste Schicht ist das Trägermaterial, welches nach dem Applizieren der graphischen Darstellung und vorzugsweise nach dem Abkühlen abgezogen und verworfen wird (Kaltabzug). Als bevorzugte Trägerschicht wird ein hitzebeständiges Silikonpapier verwendet. Die auf diese Weise (Kaltabzug) erhaltene aufgedruckte graphische Darstellung ist glatt und glänzend.
    Bevorzugt wird anschliessend noch ein Heissabzug durchgeführt, um die Waschbarkeit, die Atmungsaktivität des kaltabgezogenen und versiegelten Textilsubstrats zu verbessern. Ausserdem beseitigt der Heissabzug noch ein allfällig unerwünschten Glanz und unterbindet ein Verlaufen der Farbstoffe beim Waschvorgang. Daher wird weisses Normalpapier oder einseitig silikonisiertes Papier mit der Silikonseite auf das kaltabgezogene Textilsubstrat mit der bereits aufgedruckten graphischen Darstellung bei einer Temperatur bei der der Hotmelt schmilzt während ungefähr 10 Sekunden aufgebügelt und schnell abgezogen. Dabei wird die im Kaltabzug aufgedruckte Schicht mikroskopisch aufgeraut und die Textilfasern werden von der wachsartigen Mischung bestehend aus bedrucktem Hotmelt und Tintenaufnahmeschicht besser durchdrungen, während nach dem Kaltabzug primär nur eine folienartige Oberflächenhaftung erzielt wird.
    Im folgenden soll nun die vorliegende Erfindung anhand von zwei Beispielen verdeutlicht werden, wobei die Beispiele nicht als beschränkend auf den Schutzbereich anzusehen sind.
    Beipiel 1 Herstellung eines Tintenstrahl-Transfersystems
    In einem ersten Schritt wird die Hotmeltschicht auf das Trägermaterial aufgetragen: Dabei wird auf Silikonpapier mit einer Schichtdicke von 0,1 mm mit einem Ethylencopolymer, welches mit Polyamid im Verhältnis von 60:40 verschnitten ist, auf eine Schichtdicke von 30 um beschichtet.
    Die Tintenaufnahmeschicht wird parallel hergestellt: ein Ethanol/Wassergemisch im Verhältnis von 3:1 wird vorgelegt und ein lösliches Polymamid-Bindemittel wird darin unter Erwärmen auf 45°C gelöst. Anschliessend wird das hochporöse Polyamidpigment "Orgasol 3501 EX D NAT1" mit einer Korngrösse von 10 um sowie einer inneren Oberfläche von etwa 25 m2/g Pigment in die Lösung eindispergiert.
    Um die Dispersion zu stabilisieren, wird ein von der Firma Coatex vertriebenes, für organische Pigmente vorgesehenes, Dispergieradditif mit der Produktbezeichnung COADIS 123K eingebracht und die Dispersion während 10 Minuten bei Raumtemperatur gerührt.
    Auf die feste Hotmeltschicht wird nun die Dispersion enthaltend die Tintenaufnahmeschicht in zwei Durchgängen aufgetragen. Im ersten Durchgang wird eine Schichtdicke von 1.5 µm und im zweiten Durchgang eine Schichtdicke von 10 µm aufgegetragen, womit sich eine Gesamtschichtdicke der Tintenaufnahmeschicht von 25 µm ergibt.
    Schliesslich lässt man die Lösungsmittel verdunsten, um so eine feste Tintenaufnahmeschicht zu erhalten, auf welche die gewünschte graphische Darstellung mittels eines Tintenstrahldruckers aufgedruckt werden kann.
    Die gewünschten Folien können beliebig für die erforderlichen Bedürfnisse zurechtgeschnitten werden.
    Beispiel 2 Verwendung eines Tintenstrahl-Transfersystem zum Druck
    Das in Beispiel 1 hergestellte Tintenstrahl-Transfersystem wird verwendet, um eine graphische Darstellung auf ein T-shirt aufzudrucken. Dabei wird im ersten Schritt die gewünschte elektronisch verarbeitbare und gespeicherte graphische Darstellung vom Computer mittels eines Tintenstrahldruckers spiegelverkehrt auf das Blatt ausgedruckt, welches im Beispiel 1 als Tintenstrahl-Transfersystem erhalten wurde.
    Anschliessend wird der Ausdruck mit der Farbseite auf die gewünschte Seite des ausgewählten T-shirts aufgelegt und mittels eines heissen Bügeleisen (Temperatur von ungefähr 190°C) während 10 Sekunden aufgebügelt. Danach wird das so bearbeitete T-shirt auf etwa Raumtemperatur abgekühlt und das Trägermaterial, d.h. das Silikonpapier abgezogen. Das so erhaltene Bild ist glänzend und glatt.
    Im nächsten Schritt wird jetzt ein normales weisses Blatt Papier auf den Aufdruck aufgebracht und erneut während 10 Sekunden bei einer Temperatur von ungefähr 190°C aufgebügelt. Ohne abkühlen zu lassen, wird das Papier gleichmässig und schnell, ohne zu reissen abgezogen. Mit dem Heissabzug wird die Flexibilität verstärkt, eine bessere Waschbarkeit und volle Atmungsaktivität sowie ein angenehmer Griff erzielt.
    Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschreiben sind, ist klat darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

    Claims (16)

    1. Ein tintenstrahlbedruckbares Transfersystem umfassend ein Trägermaterial, eine auf dem Trägermaterial aufgebrachte Hotmeltschicht und mindestens eine Tintenaufnahmeschicht, dadurch gekennzeichnet, dass .die mindestens eine Tintenaufnahmeschicht eine Mischung eines hochporösen Pigments mit einer Oberfläche von mindestens 15 m2/g und einer mittleren Korngrösse von 5-25 µm und eines Bindemittels umfasst, wobei die Moleküle des Piments über Aminogruppen verfügen, welche unter Erwärmung zur Ausbildung von chemischen Bindungen mit den Farbstoffmolekülen der Tinte befähigt sind.
    2. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Moleküle des Bindemittels über Aminogruppen verfügen, welche zur Ausbildung von chemischen Bindungen mit den Farbstoffmolekülen der Tinte befähigt sind.
    3. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Moleküle des Hotmelts über Aminogruppen verfügen, welche zur Ausbildung von chemischen Bindungen mit den Farbstoffmolekülen der Tinte befähigt sind.
    4. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hochporöse Pigment ein hochporöses Polyamidpigment enthält oder daraus besteht und dass das Bindemittel ein in Alkohol oder einem Alkohol-Wassergemisch lösliches Polyamid enthält oder daraus besteht und dass der Hotmelt gegebenenfalls ein Polyamid enthält oder daraus besteht.
    5. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hochporöse Pigment eine Oberfläche von 20-30 m2/g aufweist.
    6. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hochporösen Pigmente eine mittlere Korngrösse von 5-15 µm aufweisen.
    7. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen hochporösem Pigment und dem Bindemittel auf Gewichtsbasis bezogen zwischen 5:1 und 1:1, vorzugsweise 3:1 und 2:1 und ganz besonders bevorzugt 2,4:1 beträgt.
    8. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hotmeltschicht eine Mischung aus einem Verschnitt umfassend ein Ethylenacrylsäure-Copolymer und ein Polyamid, welches über reaktive terminale Aminogruppen verfügt, enthält oder daraus besteht.
    9. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht aus einem bei einer Temperatur von zwischen 150 und 220°C, vorzugsweise von 190°C, während mindestens 10 Sekunden hitzebeständigem Trennpapier, vorzugsweise Silikonpapier besteht.
    10. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht nur einseitig, auf der Hotmeltseite, aus hitzebeständigem Silikonpapier besteht.
    11. Das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich noch ein Dispergieradditiv für organische Pigmente in der Tintenaufnahmeschicht enthalten ist.
    12. Verfahren zur Herstellung eines tintenstrahlbedruckbaren Transfersystems gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die folgenden Schritte:
      a) Auftragen einer Hotmeltschicht auf einem Trägermaterial, wobei eine Schichtdicke von 30 bis 40 µm eingestellt wird, und
      b) Auftragen von mindestens einer Tintenaufnahmeschicht-Dispersion auf die Hotmeltschicht so dass eine Gesamtschichtdicke der Tintenaufnahmeschicht von 20-35 µm erreicht wird, und
      c) Verdampfenlassen der Lösungsmittel.
    13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Tintenaufnahmeschichten aufgetragen werden.
    14. Verfahren zum Bedrucken von Textilsubtraten dadurch gekennzeichnet, dass eine graphische Darstellung vom Computer über einen Drucker auf das tintenstrahlbedruckbare Transfersystem gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 spiegelverkehrt aufgedruckt wird und anschliessend auf das Textilsubstrat heiss aufgebügelt wird und dass das Trägermaterial nach dem Abkühlen kalt abgezogen wird.
    15. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kaltabzug noch ein Heissabzug durchgeführt wird, wobei ein weisses Normalpapier oder einseitig silikonisiertes Papier mit der Silikonseite auf das kaltabgezogene Textilsubstrat aufgebügelt und ohne abkühlen zu lassen abgezogen wird.
    16. Verwendung eines tintenstrahlbedruckbaren Transfersystems gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Bedrucken mit einer graphischen Darstellung mittels eines Tintenstrahldruckers.
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