EP1048480B1 - Ink-Jet-Aufzeichnungspapier mit Pigmentschichten - Google Patents

Ink-Jet-Aufzeichnungspapier mit Pigmentschichten Download PDF

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EP1048480B1
EP1048480B1 EP99108448A EP99108448A EP1048480B1 EP 1048480 B1 EP1048480 B1 EP 1048480B1 EP 99108448 A EP99108448 A EP 99108448A EP 99108448 A EP99108448 A EP 99108448A EP 1048480 B1 EP1048480 B1 EP 1048480B1
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EP
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recording material
ink
jet recording
material according
pigment
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EP1048480A1 (de
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Richard Dr. Barcock
Alastair Dodds
Kirsten Dr. Werner
Dieter Dr. Becker
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Felix Schoeller Jr Foto und Spezialpapiere GmbH
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Felix Schoeller Jr Foto und Spezialpapiere GmbH
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    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • 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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    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings

Definitions

  • the invention relates to a recording material for the Ink jet recording method.
  • EP 0 650 850 is a recording material known, which consists of a polyolefin-coated Base paper and a receiving layer.
  • the Material allows the production of high-quality images Resolution, color and high gloss in the Overall impression with conventional photographic images are comparable.
  • a disadvantage of this Plastic coated paper is the bad pick the ink liquid, due to the sealing Effect of the plastic, causing the bad Drying behavior of the recording material leads.
  • the Recording material is characterized by Ink leakage and poor overall image properties out.
  • JP 10-119424 a recording paper with high gloss suggested that a hydrophobic carrier and two porous, silica-containing layers contains, with the silica of the upper layer has smaller particles than the silica of lower layer.
  • a disadvantage of this Recording material is the long drying time.
  • EP 0 450 540 B1 discloses an inkjet recording material having a lower pigment layer and an upper pigment layer disposed thereon. Both layers contain alumina as the main pigment, with the lower layer alumina having a smaller specific surface area ( ⁇ 90 m 2 / g) than the upper layer alumina (90-170 m 2 / g). With this recording material, images with high color density and high color fastness (little color change after storage) can be produced.
  • EP 0 806 299 A2 discloses a recording material for ink-jet printing processes comprising a barium sulfate-containing undercoat and a boehmite-containing topcoat. This recording material has high water resistance, short drying time and good bleed behavior.
  • the object of the invention is to provide a shiny Recording material for ink-jet recording method to provide with which images of high color density can be generated and which has a high ink absorbency, a short Drying time and a resulting good Has wipe resistance.
  • the object is achieved by a recording material for ink jet recording method with a carrier and pigmented layers coated thereon, wherein the recording material is a barium sulfate and at least one further pigment-containing lower layer and an alumina pigment containing topcoat or one from at least two pigments of a particle size less than about 500 nm mixture containing upper layer contains.
  • At least one further pigment is contained in the lower layer in the lower layer.
  • Particularly suitable as a further pigment is an aluminum oxide and a silica or barium oxide.
  • the alumina is a so-called active alumina which is obtained, for example, by calcination from aluminum hydroxide and has a specific surface area of about 160 to 240 m 2 / g and an average particle size of about 0.7 to 5 ⁇ m , in particular about 1 to 3 ⁇ m has.
  • precipitated silicas having a specific surface area of about 30 to 800 m 2 / g proved to be particularly suitable.
  • Precipitated silicas having a particle size of 0.7 to 5 microns, in particular 3 to 5 microns are preferably used.
  • the particle size of the barium sulfate is about 0.2 to 2.0 .mu.m , in particular about 0.7 to 1.2 .mu.m .
  • the ratio of barium sulfate / aluminum oxide is about 4: 1 to 1: 1.
  • the use of an aluminum oxide or a Silica in the lower layer causes an increase in the Absorbency of this baryt Anlagenn layer, so that the order weight of the upper class can be reduced can, without the absorption capacity of the whole Affecting recording paper.
  • the Reduction of the coating weight of the upper class can the in the drying of the layer resulting and the Image quality degrading "cracking" effect be eliminated.
  • the above-mentioned leads Modification of the barite layer to eliminate the Dusting problems and to improve the adhesion to the substrate.
  • the binder used in said undercoat may be selected from the group of hydrophilic colloidal and / or water-soluble binders are selected as Polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, Gelatin, starch, starch derivatives, casein, Cellulose esters, alginates, polyethylene glycol, Polyacrylic acid or mixtures of these binders.
  • gelatin particularly suitable as a binder in the Undercoat is gelatin.
  • This can be any type of gelatin be used.
  • the amount ratio of pigment to binder in the Underlayer is 1: 1 to 10: 1, in particular 1: 1 to 8: 1.
  • the coating weight of the underlayer is 5 to 30 g / m 2 , in particular 10 to 25 g / m 2 .
  • the pigment mixture contained in the top layer consists from at least two finely divided pigments whose Particle size may not exceed about 500 nm.
  • Particularly preferred is a mixture of alumina with a particle size of about 50 to 150 nm and Silica with a particle size of about 200 to 300nm.
  • Silica with a particle size of about 200 to 300nm.
  • a particular embodiment of the invention is a mixture of a cationically modified Alumina and a cationically modified Silica used.
  • the quantity ratio Alumina to silica is about 4: 1 to 1: 1.
  • the Upper layer barium sulfate and / or barium oxide.
  • the amount of these pigments in the upper layer can be up to 50% by weight be, based on the dried layer.
  • the binder used in said topsheet may be selected from the group of hydrophilic colloidal and / or water-soluble binders are selected as Polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, Gelatin, starch, starch derivatives, casein, Cellulose esters, alginates, polyethylene glycol, Polyacrylic acid or mixtures of these binders.
  • Particularly suitable as a binder in the upper class is polyvinyl alcohol, being a fully saponified Polyvinyl alcohol with high viscosity of 35 to 80 cP, in particular 50 to 75 cP (measured on 4% aqueous Solutions at 20 ° C) is preferred.
  • partially saponified polyvinyl alcohols or cationic modified polyvinyl alcohols can be used.
  • the amount ratio pigment / binder in the upper layer is 20: 1 to 1: 1, in particular 14: 1 to 6: 1.
  • the topsheet may also contain other adjuvants such as dye-fixing compounds, crosslinking agents, color pigments and optical brighteners.
  • the dye-fixing agents include, for example, quaternary polyammonium salts, cationic polyamines, cationic polyacrylamides, cationic polyethyleneimines.
  • the amount of the excipients may be up to 5 wt.%, Based on the dried layer.
  • the coating weight of the top layer is 10 to 25 g / m 2 , in particular 15 to 20 g / m 2 .
  • the carrier material used may preferably be a neutral or acid sized uncoated or coated paper. Particularly suitable is a one-sided on the back with resin coated paper with a basis weight of 50 to 300 g / m 2 .
  • a synthetic resin for example, polyolefins or polyesters can be used.
  • the polyolefin used to coat the base paper is preferably low density polyethylene (LDPE) and / or high density polyethylene (HDPE).
  • the application rate of the synthetic resin coating which may additionally contain pigments and other substances, is at least 5 g / m 2 , in particular up to 20 g / m 2 .
  • Layers on the substrate can be any, well-known application and dosing process be used as roller application, engraving or Nipp process and airbrush or roll doctor dosage.
  • the coated Paper After applying the layers and drying them can in a further process step, the coated Paper subjected to a smoothing process in a calender to increase the shine again.
  • the front side of an alkyl ketene dimer neutral sized and starch surface sized base paper having a basis weight of 135 g / m 2 was coated with a baryte-containing coating composition using a Meyer bar (Meyer Bar) and then dried.
  • the coating weight of the obtained undercoat 1A was 15 g / m 2 .
  • a second coating composition was applied to the first layer (lower layer) with the aid of a slot-die applicator and dried.
  • the coating weight of the obtained upper layer 1B was 20 g / m 2 .
  • a base paper according to Example 1 was provided with the following lower layers and upper layers: example Under layer / coating weight Cap / coating weight 2 2A 15 g / m 2 1B 15 g / m 2 3 3A 14 g / m 2 1B 20 g / m 2 4 3A 15 g / m 2 5B 20 g / m 2 5 2A 15 g / m 2 3B 20 g / m 2 6 2A 15 g / m 2 4B 20 g / m 2 7 4A 20 g / m 2 1B 15 g / m 2 8th 4A 14 g / m 2 2 B 15 g / m 2 9 5A 15 g / m 2 1B 20 g / m 2
  • a recording paper was prepared in the same manner as in Example 3, except that a base paper coated on the reverse side with a clear low density polyethylene (LDPE) was used as the substrate.
  • compositions of the backsheets and topsheets are shown in Tables 1 and 2.
  • Particle size 3-5 ⁇ m (Gasil® HP 35,) - - - - 17.3 Gelatin, 140 ⁇ 20 bloom 9.7 9.7 13.2 13.2 13.2 alum 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 TAF / formaldehyde 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 Topsheet / composition Quantity, weight% 1B 2 B 3B 4B 5B Alumina, avg. Particle size: 130-140 nm, specific. Surface: 50-60 m 2 / g (Cabot® 003) 62.14 44.37 71.73 80.15 82.83 Silica, avg.
  • Particle size 300 nm, 26,60 44.37 7.97 8.59 10.35 Polyvinyl alcohol, degree of saponification: 98%, viscosity: 62-72 cP (4% aqueous solution, at 20 ° C.), (Airvol® 350) 11:10 11.10 20.00 11.10 6.70 boric acid 0.16 0.16 0.30 0.16 0.12
  • a neutral sized and surface sized base paper having a basis weight of 160 g / m 2 was first provided with a standard baryta layer in an application amount of 20 g / m 2 and in the second step with a top layer according to 1B in an application amount of 30 g / m 2 coated.
  • a neutral sized base paper having a basis weight of 160 g / m 2 was coated first with the underlayer 3A in an application amount of 15 g / m 2 and in the second step with the following top layer in an application amount of 20 g / m 2 :
  • Upper layer / Comparative Example 2 Silica, avg. Particle size: 300 nm, specific. Surface area: 23.6 m 2 / g, 88.74% by weight
  • a base paper having a basis weight of 150 g / m 2 was coated with the following subbing layer in an application amount of 15 g / m 2 .
  • the application of the top layer was carried out according to FIG. 1B in an amount of 20 g / m 2 .
  • Undercoat / Comparative Example 3 Barium sulfate, avg. Particle size: 0.7-1.2 ⁇ m, 69.1% by weight Calcium carbonate, avg. Particle size: 10 ⁇ m 17.30% by weight Gelatin, 140 ⁇ 20 bloom 13.30% by weight alum 0.20% by weight TAF / formaldehyde 0.10% by weight
  • the recording papers were read using the Ink jet printer Epson 740 at 720 DPI (dots per inch).
  • the gloss was on unprinted material with the lab Reflectometer RL3 from Dr. Ing. Long in accordance with DIN 67530 measured at a measuring angle of 60 °.
  • the color density was determined using an X-Rite densitometer type 428 in the colors cyan, magenta, yellow and black measured.
  • the smudge resistance was achieved by rubbing off the printed image checked with a white cloth. This exam was for each color done and graded individually. The grade 1 stands for a very good smudge resistance (no color residues on the cloth) and the note 5 stands for poor smudge resistance (significant color residues on the Flap recognizable).
  • test results are summarized in Table 3.
  • exam results color density drying time Bleed note smudge resistance shine cyan magenta yellow black 1 2.78 1.83 1.57 2.76 ⁇ 10 s 2 1 32 2 2.79 1.81 1.55 2.77 ⁇ 10 s 1.5 1 33 3 2.70 1.74 1.47 2.66 ⁇ 10 s 1.5 1 31 4 2.80 1.88 1.66 2.82 ⁇ 10 s 1 1 38 5 2.79 1.87 1.65 2.80 ⁇ 10 s 1 1 36 6 2.84 1.92 1.69 2.85 ⁇ 10 s 1 1 38 7 2.79 1.82 1.56 2.75 ⁇ 10 s 1 1 32 8th 2.71 1.77 1.52 2.65 ⁇ 10 s 1 1 20 9 2.76 1.81 1.59 2.76 ⁇ 10 s 1 1 30 10 2.65 1.82 1.68 2.66 ⁇ 10 s 1 1 31 Vergl.1 2.53 1.71 1.45 2.47 ⁇ 30 s 3 2 24 COMP.2 2.05 1.33 1.27 2.05 ⁇ 10 s 1 1 5 Vergl.3 2.53 1.65 1.

Landscapes

  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren.
Die mit der allgemeinen Verbreitung der elektronischen Medien in Verbindung stehende Technologie zur Herstellung von Farbausdrucken hat in den letzten Jahren sehr an Bedeutung gewonnen. Ziel dieser Technologie ist die Anpassung der Bildqualität der Farbausdrucke an das Niveau der Silbersalzfotografie.
Eine bedeutende Technologie ist das Ink-Jet-Aufzeichnungsverfahren, die in den letzten Jahren eine zunehmend bessere Bildqualität geliefert hat. Beim Ink-Jet-Verfahren werden winzige Tintentröpfchen mit Hilfe verschiedener, mehrfach beschriebener Techniken auf ein Aufzeichnungsmaterial gebracht. An die bei dieser Technologie verwendeten Aufzeichnungsmaterialien werden hohe Anforderungen gestellt. Hierzu gehören beispielsweise hohe Auflösung und hohe Farbdensität des erzeugten Bildes, kein Farbverlaufen ("bleed"), kurze Trocknungszeiten der Tinte, Lichtstabilität sowie Dimensionsstabilität. Eine weitere wichtige Anforderung für kommerzielle Anwendungen stellt der Oberflächenglanz dar. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Kunstgraphiken wichtig, aber auch bei der Erzeugung von Bildern, bei denen ein fotoähnlicher Eindruck verlangt wird.
Aus der EP 0 650 850 ist ein Aufzeichnungsmaterial bekannt, das aus einem polyolefinbeschichteten Basispapier und einer Empfangsschicht besteht. Das Material ermöglicht die Herstellung von Bildern mit hoher Auflösung, Farbdensität und hohem Glanz, die im Gesamteindruck mit konventionellen fotografischen Bildern vergleichbar sind. Nachteilig an diesem kunststoffbeschichteten Papier ist die schlechte Aufnahme der Tintenflüssigkeit, bedingt durch die abdichtende Wirkung des Kunststoffs, was zum schlechten Trocknungsverhalten des Aufzeichnungsmaterials führt. Das Aufzeichnungsmaterial zeichnet sich durch ein Tintenverlaufen und schlechte Gesamtbild-Eigenschaften aus.
In der JP 10-119424 wird ein Aufzeichnungspapier mit hohem Glanz vorgeschlagen, das einen hydrophoben Träger und zwei poröse, Kieselsäure enthaltende Schichten enthält, wobei die Kieselsäure der oberen Schicht kleinere Partikeln aufweist als die Kieselsäure der unteren Schicht. Nachteilig an diesem Aufzeichnungsmaterial ist die lange Trocknungszeit.
In einigen weiteren Schriften werden glänzende Aufzeichnungsmaterialien beansprucht, bei denen die Empfangsschicht in einem Gießbeschichtungsvorgang (cast-coating) gegen eine beheizte spiegelglatte Zylinderoberfläche gepreßt wird, wodurch das Aufzeichnungsmaterial eine hochglänzende Oberfläche erhält.
Die EP 0 450 540 B1 offenbart ein Ink-Jet-Aufzeichnungsmaterial mit einer unteren Pigmentschicht und einer darauf angeordneten oberen Pigmentschicht. In beiden Schichten ist Aluminiumoxid als Hauptpigment enthalten, wobei das Aluminiumoxid der unteren Schicht eine kleinere spezifische Oberfläche (< 90 m2/g) als das Aluminiumoxid der oberen Schicht (90 - 170 m2/g) hat. Mit diesem Aufzeichnungsmaterial können Bilder mit hoher Farbdichte und hoher Farbbeständigkeit (geringe Farbveränderung nach Lagerung) erzeugt werden.
Die EP 0 806 299 A2 offenbart ein Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahl-Druckverfahren mit einer Bariumsulfat enthaltenden Unterschicht und einer Boehmit als Pigment enthaltenden Oberschicht. Dieses Aufzeichnungsmaterial weist eine hohe Wasserfestigkeit, kurze Trocknungszeit sowie ein gutes Bleed-Verhalten auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein glänzendes Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem Bilder hoher Farbdichte erzeugt werden können und welches eine hohe Tintenabsorptionsfähigkeit, eine kurze Trocknungszeit und eine daraus resultierende gute Wischfestigkeit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren mit einem Träger und darauf aufgetragenen pigmenthaltigen Schichten, worin das Aufzeichnungsmaterial eine Bariumsulfat und mindestens ein weiteres Pigment enthaltende Unterschicht und eine Aluminiumoxid als Pigment enthaltende Oberschicht oder eine ein aus mindestens zwei Pigmenten einer Teilchengröße von unter etwa 500 nm bestehendes Gemisch enthaltende Oberschicht enthält.
In der Unterschicht ist neben Bariumsulfat als Hauptpigment mindestens noch ein weiteres Pigment enthalten. Besonders gut geeignet als weiteres Pigment ist ein Aluminiumoxid und eine Kieselsäure oder Bariumoxid. Bei dem Aluminiumoxid handelt es sich um ein sogenanntes aktives Aluminiumoxid, das beispielsweise durch Calcinieren aus Aluminiumhydroxid gewonnen wird und eine spezifische Oberfläche von etwa 160 bis 240 m2/g und eine mittlere Partikelgröße von etwa 0,7 bis 5 µm, insbesondere etwa 1 bis 3 µm aufweist.
Bei den Kieselsäuren erwiesen sich Fällungskieselsäuren mit einer spezifischen Oberfläche von etwa 30 bis 800m2/g als besonders gut geeignet. Fällungskieselsäuren mit einer Partikelgröße von 0,7 bis 5 µm, insbesondere 3 bis 5 um werden bevorzugt eingesetzt.
Die Partikelgröße des Bariumsulfats beträgt etwa 0,2 bis 2,0 µm, insbesondere etwa 0,7 bis 1,2 µm. Das Mengenverhältnis Bariumsulfat/Aluminiumoxid beträgt etwa 4:1 bis 1:1.
Insbesondere der Einsatz eines Aluminiumoxids oder einer Kieselsäure in der Unterschicht bewirkt eine Erhöhung der Absorptionsfähigkeit dieser barythaltigen Schicht, so daß das Auftragsgewicht der Oberschicht reduziert werden kann, ohne die Absorptionsfähigkeit des gesamten Aufzeichnungspapiers zu beeinträchtigen. Durch die Reduzierung des Auftragsgewichts der Oberschicht kann der bei der Trocknung der Schicht entstehende und die Bildqualität beeinträchtigende "Cracking"-Effekt eliminiert werden. Darüber hinaus führt die oben erwähnte Modifizierung der Barytschicht zur Eliminierung der Abmehl-Probleme (dusting problems) und zur Verbesserung der Haftung zum Trägermaterial.
Um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen, ist es nicht erforderlich, daß die spezifische Oberfläche der in der Unterschicht und der Oberschicht eingesetzten Pigmente unterschiedlich ist wie in der EP 0 450 540 B1 beschrieben.
Das in der genannten Unterschicht verwendete Bindemittel kann aus der Gruppe der hydrophilen kolloidalen und/oder wasserlöslichen Bindemittel ausgewählt werden wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Gelatine, Stärke, Stärke-Derivate, Kasein, Celluloseester, Alginate, Polyethylenglykol, Polyacrylsäure oder Gemische aus diesen Bindemitteln.
Besonders gut geeignet als Bindemittel in der Unterschicht ist Gelatine. Hierfür kann jede Gelatine-Sorte eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft erwies sich eine Gelatine mit einer Gallertfestigkeit von 100 bis 300 Bloom, insbesondere 100 bis 200 Bloom (gemessen nach BS 757, 1975).
Das Mengenverhältnis Pigment zu Bindemittel in der Unterschicht beträgt 1:1 bis 10:1, insbesondere 1:1 bis 8:1.
In der Unterschicht können weitere Hilfsstoffe wie Vernetzungsmittel, Dispergierhilfsmittel, Weichmacher und optische Aufheller enthalten sein. Das Auftragsgewicht der Unterschicht beträgt 5 bis 30 g/m2, insbesondere 10 bis 25 g/m2.
Das in der Oberschicht enthaltene Pigmentgemisch besteht aus mindestens zwei feinteiligen Pigmenten, deren Partikelgröße etwa 500 nm nicht überschreiten darf. Besonders bevorzugt wird ein Gemisch aus Aluminiumoxid mit einer Partikelgröße von etwa 50 bis 150 nm und Kieselsäure mit einer Partikelgröße von etwa 200 bis 300nm. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Gemisch aus einem kationisch modifizierten Aluminiumoxid und einer kationisch modifizierten Kieselsäure eingesetzt. Das Mengenverhältnis Aluminiumoxid zu Kieselsäure beträgt etwa 4:1 bis 1:1.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält die Oberschicht Bariumsulfat und/oder Bariumoxid. Die Menge dieser Pigmente in der Oberschicht kann bis 50 Gew.% betragen, bezogen auf die getrocknete Schicht.
Das in der genannten Oberschicht verwendete Bindemittel kann aus der Gruppe der hydrophilen kolloidalen und/oder wasserlöslichen Bindemittel ausgewählt werden wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Gelatine, Stärke, Stärke-Derivate, Kasein, Celluloseester, Alginate, Polyethylenglykol, Polyacrylsäure oder Gemische aus diesen Bindemitteln. Besonders gut geeignet als Bindemittel in der Oberschicht ist Polyvinylalkohol, wobei ein vollverseifter Polyvinylalkohol mit hoher Viskosität von 35 bis 80 cP, insbesondere 50 bis 75 cP (gemessen an 4 %igen wässrigen Lösungen bei 20 °C) bevorzugt wird. Aber auch teilverseifte Polyvinylalkohole oder kationisch modifizierte Polyvinylalkohole können eingesetzt werden.
Das Mengenverhältnis Pigment/Binder in der Oberschicht beträgt 20:1 bis 1:1, insbesondere 14:1 bis 6:1.
Die Oberschicht kann ferner weitere Hilfsstoffe enthalten wie farbstoffixierende Verbindungen, Vernetzungsmittel, Farbpigmente und optische Aufheller. Zu den farbstoffixierenden Mitteln gehören beispielsweise quarternäre Polyammoniumsalze, kationische Polyamine, kationische Polyacrylamide, kationische Polyethylenimine. Die Menge der Hilfsstoffe kann bis 5 Gew.% betragen, bezogen auf die getrocknete Schicht. Das Auftragsgewicht der Oberschicht beträgt 10 bis 25 g/m2, insbesondere 15 bis 20 g/m2.
Zwischen Unterschicht und Oberschicht können weitere Schichten angeordnet sein.
Als Trägermaterial kann vorzugsweise ein neutral oder sauer geleimtes unbeschichtetes oder beschichtetes Papier eingesetzt werden. Besonders gut geeignet ist ein einseitig auf der Rückseite mit Kunstharz beschichtetes Papier mit einem Flächengewicht von 50 bis 300 g/m2. Als Kunstharz können beispielsweise Polyolefine oder Polyester eingesetzt werden. Das zur Beschichtung des Basispapiers verwendete Polyolefin ist vorzugsweise Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und/oder Polyethylen hoher Dichte (HDPE). Die Auftragsmenge der Kunstharzbeschichtung, in der zusätzlich Pigmente und andere Stoffe enthalten sein können, beträgt mindestens 5 g/m2, insbesondere bis 20 g/m2.
Für das Auftragen der oben genannten erfindungsgemäßen Schichten auf das Trägermaterial kann ein beliebiges, allgemein bekanntes Auftrags- und Dosierverfahren verwendet werden wie Walzenauftrag-, Gravur- oder Nipp-Verfahren und Luftbürsten- oder Rollrakeldosierung.
Nach dem Auftragen der Schichten und ihrer Trocknung kann in einem weiteren Verfahrensschritt das beschichtete Papier einem Glättvorgang in einem Kalander unterzogen werden, um den Glanz nochmals zu erhöhen.
Die Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Beispiel 1
Die Vorderseite eines mit Alkylketendimer neutral geleimten und mit Stärke oberflächengeleimten Rohpapiers mit einem Flächengewicht von 135 g/m2 wurde mit einer barythaltigen Beschichtungsmasse mit Hilfe eines Meyer-Stabs (Meyer Bar) beschichtet und anschließend getrocknet. Das Auftragsgewicht der erhaltenen Unterschicht 1A betrug 15 g/m2. Im zweiten Schritt wurde auf die erste Schicht (Unterschicht) eine zweite Beschichtungsmasse mit Hilfe eines Slot-Die-Aufragswerkes aufgetragen und getrocknet. Das Auftragsgewicht der erhaltenen Oberschicht 1B betrug 20 g/m2. Die Zusammensetzungen der Schichten sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.
Beispiele 2 bis 9
Ein Rohpapier gemäß Beispiel 1 wurde mit folgenden Unterschichten und Oberschichten versehen:
Beispiel Unterschicht/Auftragsgewicht Oberschicht/Auftragsgewicht
2 2A 15 g/m2 1B 15 g/m2
3 3A 14 g/m2 1B 20 g/m2
4 3A 15 g/m2 5B 20 g/m2
5 2A 15 g/m2 3B 20 g/m2
6 2A 15 g/m2 4B 20 g/m2
7 4A 20 g/m2 1B 15 g/m2
8 4A 14 g/m2 2B 15 g/m2
9 5A 15 g/m2 1B 20 g/m2
Beispiel 10
Ein Aufzeichnungspapier wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit dem Unterschied, daß ein auf der Rückseite mit einem klaren Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) beschichtetes Rohpapier als Trägermaterial eingesetzt wurde. Das Rohpapier wurde mit einem Polyethylen mit einer Dichte von 0,923 g/m3 und einem MFI=4,4 in einer Auftragsmenge von 20 g/m2 beschichtet.
Die Zusammensetzungen der Unter- und Oberschichten sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.
Unterschicht/Zusammensetzung Menge, Gew.%
1A 2A 3A 4A 5A
Bariumsulfat, mittl. Partikelgröße: 0,7-1,2µm, 72,0 45,0 69,2 43,3 69,2
Aluminiumoxid, mittl. Partikelgröße: 1,45µm, spezif. Oberfläche: 123,8 m2/g (Martoxin® GL-1, 18,0 45,0 17,3 43,2 -
Kieselsäure, mittl. Partikelgröße: 3-5 um (Gasil® HP 35,) - - - - 17,3
Gelatine, 140 ±20 Bloom 9,7 9,7 13,2 13,2 13,2
Chromalaun 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
TAF/Formaldehyd 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Oberschicht/Zusammensetzung Menge, Gew.%
1B 2B 3B 4B 5B
Aluminiumoxid, mittl. Partikelgröße: 130-140 nm, spezif. Oberfläche: 50-60 m2/g (Cabot® 003) 62,14 44,37 71,73 80,15 82,83
Kieselsäure, mittl. Partikelgröße: 300 nm, 26,60 44,37 7,97 8,59 10,35
Polyvinylalkohol, Verseifungsgrad: 98%, Viskosität: 62-72 cP (4 %ige wässrige Lösung, bei 20 °C), (Airvol® 350) 11.10 11,10 20,00 11,10 6,70
Borsäure 0,16 0,16 0,30 0,16 0,12
Vergleichsbeispiel 1
Ein neutral geleimtes und oberflächengeleimtes Rohpapier mit einem Flächengewicht von 160 g/m2 wurde zunächst mit einer Standard-Barytschicht in einer Auftragsmenge von 20 g/m2 versehen und im zweiten Schritt mit einer Oberschicht gemäß 1B in einer Auftragsmenge von 30 g/m2 beschichtet.
Vergleichsbeispiel 2
Ein neutral geleimtes Rohpapier mit einem Flächengewicht von 160 g/m2 wurde zunächst mit der Unterschicht 3A in einer Auftragsmenge von 15 g/m2 und im zweiten Schritt mit der folgenden Oberschicht in einer Auftragsmenge von 20 g/m2 beschichtet:
Oberschicht/ Vergleichsbeispiel 2
Kieselsäure, mittl. Partikelgröße: 300 nm, spezif. Oberfläche: 23,6 m2/g, 88,74 Gew.%
Polyvinylalkohol, Verseifungsgrad: 98 % (Airvol® 350) 11,10 Gew.%
Borsäure 0,16 Gew.%
Vergleichsbeispiel 3
Ein Rohpapier mit einem Flächengewicht von 150 g/m2 wurde mit der folgenden Unterschicht in einer Auftragsmenge von 15 g/m2 beschichtet. Der Auftrag der Oberschicht erfolgte gemäß 1B in einer Menge von 20 g/m2.
Unterschicht/Vergleichsbeispiel 3
Bariumsulfat, mittl. Partikelgröße: 0,7-1,2 µm, 69,1 Gew.%
Calciumcarbonat, mittl. Partikelgröße: 10 µm 17,30 Gew.%
Gelatine, 140±20 Bloom 13,30 Gew.%
Chromalaun 0,20 Gew.%
TAF/Formaldehyd 0,10 Gew.%
Prüfung der gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Aufzeichnungspapieren
Die Aufzeichnungspapiere wurden mit Hilfe des Tintenstrahldruckers Epson 740 bei 720 DPI (dots per inch) bedruckt.
Bei den erhaltenen Test-Druckbildern wurden Farbdensität, Trocknungszeit, "Bleed" und Wischfestigkeit gemessen.
Der Glanz wurde an unbedrucktem Material mit dem Labor Reflektometer RL3 der Firma Dr. Lange nach DIN 67530 bei einem Meßwinkel von 60° gemessen.
Die Farbdensität wurde mit einem X-Rite Densitometer Typ 428 an den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz gemessen.
Das Ineinanderverlaufen (Bleed) der Tinten an den Rändern von zusammenliegenden Farbflächen wurde visuell mit den Noten 1 bis 5 (sehr gut bis sehr schlecht) beurteilt.
Die Wischfestigkeit wurde durch Abreiben des Druckbildes mit einem weißen Lappen geprüft. Diese Prüfung wurde für jede Farbe einzeln durchgeführt und benotet. Die Note 1 steht für eine sehr gute Wischfestigkeit (keine Farbreste an dem Lappen erkennbar) und die Note 5 steht für schlechte Wischfestigkeit (deutliche Farbreste an dem Lappen erkennbar).
Bei der Prüfung des Trocknungsverhaltens wird auf ein Blatt Papier ein DIN-A5-Bild gedruckt. Sobald der Druckvorgang beendet ist, wird das Bild im 10 Sekunden-Intervall mit dem Finger über die Oberfläche leicht gerieben, und nach Verwischspuren untersucht. Die Trocknungszeit wird für die Bereiche ≤10 Sekunden (sehr gut) und 20-30 Sekunden (schlecht) beurteilt.
Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Prüfungsergebnisse
Farbdensität Trocknungszeit Bleed Note Wischfestigkeit Glanz
cyan magenta gelb schwarz
1 2,78 1,83 1,57 2,76 <10 s 2 1 32
2 2,79 1,81 1,55 2,77 <10 s 1,5 1 33
3 2,70 1,74 1,47 2,66 <10 s 1,5 1 31
4 2,80 1,88 1,66 2,82 <10 s 1 1 38
5 2,79 1,87 1,65 2,80 <10 s 1 1 36
6 2,84 1,92 1,69 2,85 <10 s 1 1 38
7 2,79 1,82 1,56 2,75 <10 s 1 1 32
8 2,71 1,77 1,52 2,65 <10 s 1 1 20
9 2,76 1,81 1,59 2,76 <10 s 1 1 30
10 2,65 1,82 1,68 2,66 <10 s 1 1 31
Vergl.1 2,53 1,71 1,45 2,47 <30 s 3 2 24
Vergl.2 2,05 1,33 1,27 2,05 <10 s 1 1 5
Vergl.3 2,53 1,65 1,31 2,34 <20 s 2 2 12
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich weisen die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien sehr gute Ergebnisse bezüglich der geforderten Eigenschaften auf. Auch der bei den Vergleichsbeispielen auftretende "cracking"-Effekt wurde nicht beobachtet.

Claims (15)

  1. Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren mit einem Träger und darauf aufgetragenen pigmenthaltigen Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial eine Bariumsulfat und mindestens ein weiteres Pigment enthaltende Unterschicht und eine Aluminiumoxid als Pigment enthaltende Oberschicht oder eine ein aus mindestens zwei Pigmenten einer Teilchengröße von unter etwa 500 nm bestehendes Gemisch enthaltende Oberschicht enthält.
  2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine weitere Pigment in der Unterschicht eine Partikelgröße von etwa 0, 7 bis 5 µm aufweist.
  3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Pigment ein Aluminiumoxid, Kieselsäure oder Bariumoxid ist.
  4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht Gelatine als Bindemittel enthält.
  5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Bariumsulfats in der Unterschicht etwa 50 bis 80 Gew.% beträgt, bezogen auf die gesamte Menge des Pigments in der Schicht.
  6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis Pigment zu Bindemittel in der Unterschicht 10:1 bis 1:1, insbesondere 8:1 bis 1:1 beträgt.
  7. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Kieselsäure enthält.
  8. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht Bariumsulfat und/oder Bariumoxid enthält.
  9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxid eine Partikelgröße von 50 bis 150 nm aufweist.
  10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure eine Partikelgröße von 200 bis 300 nm aufweist.
  11. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Aluminiumoxids in der Oberschicht 50 bis 80 Gew.% beträgt, bezogen auf das Pigmentgemisch.
  12. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht Polyvinylalkohol als Bindemittel enthält.
  13. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis Pigment zu Bindemittel in der Oberschicht 20:1 bis 1:1, insbesondere 14:1 bis 6:1 beträgt.
  14. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein beschichtetes oder unbeschichtetes Papier ist.
  15. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein auf der Rückseite mit Polyethylen beschichtetes Papier ist.
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