EP1145862B1 - Streichfarben für Inkjet-Medien - Google Patents

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EP1145862B1
EP1145862B1 EP00107733A EP00107733A EP1145862B1 EP 1145862 B1 EP1145862 B1 EP 1145862B1 EP 00107733 A EP00107733 A EP 00107733A EP 00107733 A EP00107733 A EP 00107733A EP 1145862 B1 EP1145862 B1 EP 1145862B1
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EP
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color
hydrophobic
der
ink jet
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Astrid Müller
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Evonik Operations GmbH
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Degussa GmbH
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    • B41M5/529—Macromolecular coatings characterised by the use of fluorine- or silicon-containing organic compounds

Definitions

  • the invention relates to coating colors for inkjet media, such as for example paper, foils and textiles, as well as their Use in papermaking and finishing, especially in inject media.
  • Inkjet media are used for printing on Inkjet printer.
  • fillers that absorb ink well, for example in inkjet media and maintain the brilliance of the colors needed.
  • the inkjet media adjust hydrophobic and thus protect or through subsequent film application, lamination or Laminate a hydrophobization of the media and with it to achieve associated color fixation.
  • the invention relates to coating colors for inkjet media, which are characterized in that they at least one partially hydrophobic and / or hydrophobic Contain silica of particle size from 5 to 12 microns.
  • the coating colors according to the invention in particular those which Containing precipitated silicas show in comparison to Standard formulations Advantages in the printed image in particular in point sharpness. Furthermore, they have an improved Water resistance.
  • the overall assessment includes the familiarization, the Wiping behavior, line adhesion, that Absorbent behavior, the printability and the hydrophobic Characteristics.
  • the dissolved binder 37 parts of PVA / 3 parts PVP / VA
  • the corresponding sample in one Given a glass bottle and ten with the Turbula mixer Mixed for minutes. Then the system is in a Double wall vessel transferred and using a dissolver at 3000 RPM dispersed.
  • the coating colors formulated in this way contain 100 parts of silica, respectively Silica mixture and 37 parts of polyvinyl alcohol (PVA), and 3 parts of polyvinylpyrrolidone / vinyl acetate copolymer (PVP / VA), or 100 parts of silica mixture and 30 parts of PVA for the standard recipe.
  • Another way of producing the coating color consists in wetting the silica and / or hydrophobized pigment by means of a mixture Methanol and water and then stirring into the Binder solution.
  • the coating colors are not as usual with additives and Co-binders added.
  • the coating color formulation was not further optimized for a floodproof property. Coating color formulations for different media among others in the Technical Information No. 1212 of Degussa-Hüls, business area FP stated. The Use of the partial, or highly hydrophobic silicas can be used on other recipes be transmitted.
  • 60 ⁇ l of distilled water are added to one black printed and colored printed area abandoned and leave on for 30 seconds. After careful Dab off the excess amount of water Rating. 60 ⁇ l are also placed on a blank Given area and the paper on a suitable surface rotated slowly and continuously up to 90 °. The Rolling behavior of the drop and the possible color gradient contact with printed surfaces is assessed.
  • the papers are printed using the HP 550 C in tri-color and Four-color printing mode printed.
  • the partially hydrophobic silicas according to Examples 1, 2, 3, 6, 7 and 8 are known from document EP 0 798 348 B1.
  • the partially hydrophobic silicas according to Examples 1, 3 and 7 and the hydrophobic silicas according to Example 5 are sales products which are described in the brochure "Precipitated Silicas and Silicates" from Degussa-Hüls AG, Business Unit Filler Systems and Pigments.

Landscapes

  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Streichfarben für Inkjet-Medien, wie zum Beispiel Papier, Folien und Textilien, sowie ihre Verwendung bei der Papierherstellung und -veredelung, insbesondere in Injekt-Medien.
Inkjet-Medien werden verwendet für das Bedrucken mittels Tintenstrahldrucker (Inkjet).
Für den Einsatz in der Papierindustrie werden Füllstoffe, die zum Beispiel in Inkjet-Medien die Tinte gut absorbieren und die Brillanz der Farben erhalten, benötigt. Um die Druckgeschwindigkeit erhöhen zu können und die Druckpunktgröße beim Inkjet-Druck verringern zu können, ist eine schnelle Trocknung unabdingbar. Eine Möglichkeit diesen Anforderungen zu entsprechen, ist das Aufbringen von kieselsäurehaltigen Beschichtungen auf die Medien. Diese Beschichtungen ermöglichen eine rasche Tintenaufnahme, verbessern die Punktschärfe und fördern die definierte, kreisförmige Ausbreitung des Tintentropfens. Desweiteren verhindern sie Durchscheinen oder Durchschlagen der Tinte und erzeugen hohe Farbdichten.
In der Industrie, die Papier und Folien herstellt, werden seit einiger Zeit Versuche unternommen, um durch Variationen beispielsweise der Bindemittel die Inkjet-Medien hydrophob einzustellen und damit zu schützen oder durch nachträgliche Filmaufbringung, Kaschieren oder Laminieren eine Hydrophobierung der Medien und eine damit verbundene Farbfixierung zu erzielen.
Die bekannten Ergebnisse der Versuche weisen die folgenden Nachteile auf:
  • Sie sind kostenintensiv.
  • Es ist ein zusätzlicher Produktionsschritt notwendig.
  • Es sind intensive Entwicklungsarbeiten im Vorfeld notwendig.
  • Die Streichfarben müssen durch zusätzliche Komponenten, wie kationische Additive, eingestellt werden.
  • Die Tinten sind nicht ausreichend fixiert.
Aufgabe der Erfindung ist, Streichfarben für Inkjet-Medien, die zur Beschichtung dienen, bereitzustellen, welche
  • die Wasserfestigkeit der Medien erhöhen,
  • eine bessere Fixierung der anionischen Tinten ermöglichen,
  • eine Erhöhung der Druckqualität aufweisen,
  • eine Fixierung der Tinten/Farbstoffe in der oberen Strichschicht bewirken,
  • die Reduktion von Ausbluten aufweisen,
  • die Kombination von Additiveigenschaften und Pigmenteigenschaften besitzen.
Gegenstand der Erfindung sind Streichfarben für Inkjet-Medien, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie mindestens eine teilhydrophobe und/oder hydrophobe Kieselsäure der Teilchengröße von 5 bis 12 µm enthalten.
Gegebenenfalls können zusätzlich weitere oberflächenbehandelte Kieselsäuren wie zum Beispiel kationisierte und silanisierte Kieselsäuren eingesetzt werden.
Als teilhydrophobe oder hydrophobe beziehungsweise kationisierte oder silanisierte Kieselsäuren können eingesetzt werden:
  • Pyrogene, gefällte oder beziehungsweise gelartige Kieselsäuren, Kieselgele und/oder natürliche Pigmente und Silicate, die einen Kohlenstoffgehalt von 0,1 bis 5 % bevorzugt 0,5 bis 2,5 %;
  • eine DBP-Aufnahme von 50-350 g/100 g, bevorzugt 150-280 g/100 g;
  • eine Oberfläche von 50-800 m2/g, bevorzugt 150-700 m2/g;
  • eine Teilchengröße von bevorzugt 5 bis 12 µm aufweist. Im Falle von pyrogenen Kieselsäuren bezieht sich diese Angabe auf die Primärteilchengröße.
    • Die erfindungsgemäßen Streichfarben für Inkjet-Medien weisen die folgenden Vorteile auf:
    • Erhöhung der Wasserfestigkeit
    • Erhöhung der Tintenfixierung
    • Erhöhung der Druckqualität
    • Fixierung der Tinten in den oberen Strichschichten
    • Kombination von Additiv- und Pigmenteigenschaften in einem Produkt
    • Erhöhung der Farbintensität
    • Erhöhung der Punktschärfe
    Die erfindungsgemäßen Streichfarben, insbesondere die, die Fällungskieselsäuren enthalten, zeigen im Vergleich zu Standardformulierungen Vorteile im Druckbild insbesondere im der Punktschärfe. Weiterhin weisen sie eine verbesserte Wasserfestigkeit auf.
    Beispiele Versuchsdurchführung / Verfahrensweise
    Es erfolgt die Formulierung von Streichfarben auf reiner Kieselsäurebasis mit 15 % bzw. auch 20, 10 und 7 % Feststoffgehalt. Die Messung der Viskosität nach Brookfield erfolgt bei 5, 10, 20, 50 und 100 Upm 7 Tage nach dem Ansetzen. Das Streichen der hergestellten Streichfarben erfolgt auf Standard-Rohpapier, mit anschließendem Trocknen und Kalandrieren der Papierproben. Die Messung des Aufsaugverhaltens von Inkjet-Tinten erfolgt nach Test A, B und C sowie Durchführung des Printtestes im Vierfarb- und Dreifarbdruck mittels HP DeskJet 550 C. Die Beurteilung der hydrophoben Eigenschaften der Papiere/Drucke erfolgt mittels "Wassertropfentest".
    Die Gesamtbewertung beinhaltet die Einarbeitbarkeit, das Abstreichverhalten, die Strichhaftung, das Aufsaugverhalten, die Bedruckbarkeit und die hydrophoben Eigenschaften.
    Zur Herstellung der beispielsweisen Inkjet-Streichfarben, insbesondere der Standardrezeptur, werden 30 Teile PVA in der Gesamtwassermenge vorgelegt und bei 95 °C gelöst. Anschließend wird die Kieselsäure oder die Kieselsäuremischung (gefällte und pyrogene Kieselsäure) bei 1000 Upm eingearbeitet und dann bei 3000 Upm 30 Minuten dispergiert.
    Zur Einarbeitung der Kieselsäuren gemäß den Beispielen 1-8 in das wäßrige System wird der gelöste Binder (37 Teile PVA / 3 Teile PVP/VA) und die entsprechende Probe in eine Glasflasche gegeben und mit dem Turbula-Mischer zehn Minuten lang gemischt. Anschließend wird das System in ein Doppelwandgefäß überführt und mittels Dissolver bei 3000 Upm dispergiert. Die so formulierten Streichfarben beinhalten 100 Teile Kieselsäure, beziehungsweise Kieselsäuremischung und 37 Teile Polyvinylalkohol (PVA), sowie 3 Teile Polyvinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymer (PVP/VA), beziehungsweise 100 Teile Kieselsäuremischung und 30 Teile PVA für die Standardrezeptur.
    Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Streichfarbe besteht in der Benetzung der Kieselsäure und/oder des hydrophobierten Pigmentes mittels eines Gemisches aus Methanol und Wasser und anschließendem Einrühren in die Bindemittellösung.
    Die Streichfarben werden nicht wie üblich mit Additiven und Co-Bindern versetzt. Die Streichfarbenrezeptur wurde nicht weiter auf eine hochwasserfeste Eigenschaft optimiert. Streichfarbenrezepturen für unterschiedliche Medien werden unter anderem in der Technischen Information Nr. 1212 von Degussa-Hüls, Geschäftsbereich FP angegeben. Die erfindungsgemäße Verwendung der teil-, beziehungsweise hochhydrophoben Kieselsäuren kann auf andere Rezepturen übertragen werden.
    Das Streichen der Probe erfolgt mittels Dow-Coater bei 50m/min blattweise (DIN A4). Die im Dow-Tunneltrockner getrockneten Papiere werden mittels Kalander bei 9 bar/45 °C satiniert und zu den folgenden Tests verwendet.
  • Für Test A
    werden mittels Eppendorf Variopet von jeder Tintenfarbe je 7,5 µl auf das Substrat aufgetragen und trocknengelassen. Analog der Beurteilungstabelle wird das Trocknungsverhalten beurteilt und der Durchmesser in mm gemessen.
  • Für Test B
    werden mittels Hamilton Microliterpipette von jeder Tintenfarbe je 1 µl auf das Substrat aufgetragen. Analog der Beurteilungstabelle wird das Trocknungsverhalten und das Durchschlagsverhalten beurteilt sowie die Zeit bis zur Trocknung in Sekunden gemessen.
  • Für Test C
    werden mittels Hamilton Microliterpipette von jeder Tintenfarbe je 1 µl auf das Medium aufgetragen. Eine Minute danach wird mit einem ca. 45° schräg gehaltenen Löffelspatel der Tropfen verzogen und die Länge in mm gemessen.
    • Die so ermittelten Werte geben Auskunft über das Aufsaugverhalten. Desweiteren wird die hydrophobe Eigenschaft der Papiere/Drucke mittels eines "Wassertropfentest" überprüft:
    Je 60 µl distilliertes Wasser werden jeweils auf eine schwarz bedruckte und farbig bedruckte Fläche aufgegeben und 30 Sekunden einwirken lassen. Nach vorsichtigem Abtupfen der überschüssigen Wassermenge erfolgt die Bewertung. 60 µl werden außerdem auf eine unbedruckte Fläche gegeben und das Papier auf geeigneter Unterlage langsam und kontinuierlich bis 90 ° gedreht. Das Abrollverhalten des Tropfens sowie der mögliche Farbverlauf bei dem Kontakt mit bedruckten Flächen wird beurteilt.
    Die Papiere werden mittels HP 550 C im Dreifarb- und Vierfarbdruckmodus bedruckt.
    Die teilhydrophoben Kieselsäuren gemäß den Beispielen 1, 2, 3, 6, 7 und 8 sind bekannt aus dem Dokument EP 0 798 348 B1. Die teilhydrophoben Kieselsäuren, gemäß den Beispielen 1, 3 und 7 sowie die hydrophoben Kieselsäuren gemäß Beispiel 5, sind Verkaufsprodukte, die in der Broschüre "Fällungskieselsäuren und Silikate" von Degussa-Hüls AG, Geschäftsbereich Füllstoffsysteme und Pigmente beschrieben werden.
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    Figure 00140001

    Claims (2)

    1. Streichfarben für Inkjet-Medien, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine teilhydrophobe und/oder hydrophobe Kieselsäure der Teilchengröße 5 bis 12 µm enthalten.
    2. Injekt-Medien, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Streichfarben gemäß Anspruch 1 beschichtet werden.
    EP00107733A 2000-04-11 2000-04-11 Streichfarben für Inkjet-Medien Expired - Lifetime EP1145862B1 (de)

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