EP1231071A1 - Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck welches Kupfersalze enthält - Google Patents
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- EP1231071A1 EP1231071A1 EP01810139A EP01810139A EP1231071A1 EP 1231071 A1 EP1231071 A1 EP 1231071A1 EP 01810139 A EP01810139 A EP 01810139A EP 01810139 A EP01810139 A EP 01810139A EP 1231071 A1 EP1231071 A1 EP 1231071A1
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Definitions
- the present invention relates to new stabilizers for recording materials for inkjet printing, nanoporous inorganic oxides or Contain oxide / hydroxide.
- an ink jet becomes pressurized from a nozzle ejected the individual at a certain distance from the nozzle Droplet disintegrates.
- the individual droplets are, depending on whether an image spot to be printed or not, deflected into a collecting container or up the recording material applied. This happens e.g. B. by the reason given digital data, droplets not required are electrically charged and then deflected into the collecting container in a static electrical field become.
- the reverse procedure is also possible, with the uncharged Droplets are deflected into the collecting container.
- Such recording materials available today do not meet all the requirements placed on them. In particular, the light resistance and the shelf life of the images produced on these materials must be improved.
- Such images are not particularly stable in contact with outside air, which normally contains sulfur dioxide and, especially in summer, photochemically generated impurities such as ozone and nitrogen oxides. In contact with the outside air, they are very strongly changed or even destroyed within a short period of time. These phenomena are described for example in the Hardcopy Supplies Journal, 6 (7), 35 (2000).
- Patent application EP 0'534'634 describes the application of salt solutions which contain an at least divalent metal cation to recording materials for inkjet printing to improve the water resistance of printed images.
- CuCl 2 , CuBr 2 , Cu (NO 3 ) 2 , Cu (ClO 3 ) 2 and Cu (C 2 H 3 O 2 ) 2 are mentioned as copper salts.
- the nanoporous contain inorganic oxides or oxide / hydroxides are in the patent application GB 2'088'777 derivatives of phenols and bisphenols proposed.
- the nanoporous inorganic oxides or oxide / hydroxides contains, the addition of dithiocarbamates, thiurams, thiocyanates or sterically hindered amines are proposed.
- the additives proposed there improve the stability of recording materials for inkjet printing, nanoporous inorganic oxides or Contain oxide / hydroxide, but not in contact with contaminated outside air sufficient extent.
- the nanoporous inorganic Containing oxides or oxide / hydroxides must be sufficiently soluble and with the other components of the mostly aqueous coating compositions be well tolerated. They must be colorless or at most lightly colored his. Likewise, the additives in the recording material have to be used for a long time maintain their quality and even after long storage of the recording material or the pictures made on it do not become ineffective or yellow. Furthermore, they must be non-toxic and harmless.
- the aim of the invention is to provide recording materials with improved Shelf life in contact with outside air, the nanoporous inorganic Contain oxides or oxide / hydroxides, in which the recorded on it Image is viewed in supervision or transparency and which one from a carrier and at least one ink receiving layer thereon.
- the recording materials according to the invention for inkjet printing contain in the applied layers in addition to the nanoporous inorganic Oxide or oxide / hydroxide and the copper salts one or more binders.
- the copper salts can be in the ink-receiving layer, which is the nanoporous inorganic Contains oxide or oxide / hydroxide, introduced, or in another Layer of the recording material.
- the salts of monovalent copper, in particular CuCl, are particularly effective.
- the invention describes a recording material for inkjet printing, the has one or more layers on a carrier which, in addition to at least a nanoporous inorganic oxide or oxide / hydroxide and binders in an ink-receiving layer containing copper salts.
- the nanoporous inorganic Oxide or oxide / hydroxide and the copper salts can be in the same or in different layers.
- suitable copper (II) salts are copper (II) chloride, copper (II) sulfate, Copper (II) nitrate and copper (II) perchlorate.
- the salts of monovalent copper such as copper (I) chloride, are particularly effective. Copper (I) bromide and copper (I) sulfite monohydrate.
- Such a recording material contains one or more of the compounds mentioned above. Their amount is 1 mg to 1,000 mg / m 2 , preferably 10 mg to 200 mg / m 2, of these compounds.
- Preferably 50 mg to 600 mg / m 2 of these compounds are added to the recording material.
- Colloidal silicon dioxide, colloidal aluminum oxide or colloidal aluminum oxide / hydroxide can be used as the nanoporous inorganic oxide or oxide / hydroxide.
- Colloidal aluminum oxide, colloidal aluminum oxide / hydroxide or positively charged silicon dioxide are preferred.
- Y-Al 2 O 3 is particularly preferred as the colloidal aluminum oxide and AIOOH as the colloidal AIOOH reacted with rare earth salts, as described in patent application EP 0'875'394.
- This nanoporous aluminum oxide / hydroxide contains one or more elements of atomic number 57 to 71 of the Periodic Table of the Elements, preferably in an amount between 0.4 and 2.5 mole percent based on Al 2 O 3 .
- This nanoporous pseudo-boehmite contains one or more elements of atomic number 57 to 71 of the Periodic Table of the Elements, preferably in an amount between 0.4 and 2.5 mole percent based on Al 2 O 3 .
- the recording material can also contain other inorganic oxides or oxide / hydroxides which are not nanoporous according to the above definition.
- the recording material can simultaneously contain several different nanoporous inorganic oxides or oxide / hydroxides in the same or in different layers.
- a particularly favorable combination is AIOOH reacted with rare earth salts in a lower layer and positively charged silicon dioxide in an upper layer.
- the binders are generally water-soluble polymers. Film-forming polymers are particularly preferred.
- the water-soluble polymers include e.g. B. natural or modified compounds such as albumin, gelatin, casein, starch, gum arabic, sodium or potassium alginate, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ⁇ -, ⁇ - or ⁇ -cyclodextrin, etc. If one of the water-soluble polymers is gelatin, so can all known types of gelatin are used, such as acidic pork skin gelatin or alkaline bone gelatin, acidic or basic hydrolyzed gelatins, as well as substituted gelatins, e.g.
- a preferred natural binder is gelatin.
- Synthetic binders can also be used and include, for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, fully or partially saponified compounds of copolymers of vinyl acetate and other monomers; Homopolymers or copolymers of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, etc .; Homopolymers or copolymers of sulfonated vinyl monomers such as. B. vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, etc.
- Preferred synthetic binders are polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone or their mixtures. These polymers can be mixed with water-insoluble natural or synthetic high-molecular compounds, in particular with acrylic latexes or styrene acrylic latexes. Although water-insoluble binders are not explicitly claimed, water-insoluble polymers should nevertheless be regarded as a system component.
- the above-mentioned polymers with crosslinkable groups can be converted into practically water-insoluble layers with the aid of a crosslinker or hardener. Such crosslinks can be covalent or ionic.
- crosslinking or hardening of the layers allows a change in the physical layer properties, such as the liquid absorption, or the resistance to layer injuries.
- the crosslinkers and hardeners are selected on the basis of the water-soluble polymers to be crosslinked.
- Organic crosslinkers and hardeners include e.g. B.
- aldehydes such as formaldehyde, glyoxal or glutaraldehyde
- N-methylol compounds such as dimethylol urea or methylol dimethyl hydantoin
- Dioxanes such as 2,3-dihydroxydioxane
- reactive vinyl compounds such as 1,3,5-trisacryloyl-hexahydro-s-triazine or bis- (vinylsulfonyl) methyl ether
- reactive halogen compounds such as 2,4-dichloro-6-hydroxy-s-triazine
- epoxides aziridines
- Inorganic crosslinkers and hardeners include, for example, chrome alum, aluminum alum or boric acid.
- the layers can also contain reactive substances which crosslink the layers under the action of UV light, electron beams, X-rays or heat.
- the layers can be further modified by adding fillers. Possible fillers are e.g. B. kaolin, Ca or Ba carbonates, silicon dioxide, titanium dioxide, bentonites, zeolites, aluminum silicate, calcium silicate or colloidal silicon dioxide.
- Inert organic particles such as plastic beads can also be used. These beads can consist of polyacrylates, polyacrylamides, polystyrene or various copolymers of acrylates and styrene.
- the fillers are selected based on the intended use of the images produced.
- the recording materials can contain further soluble metal salts, for example alkaline earth metal salts or salts of the rare earths.
- at least one ink-receiving layer and any auxiliary layers are applied to a support.
- a wide variety of carriers is known and is also used. Thus, all supports that are used in the production of photographic materials can be used.
- transparent supports made of cellulose esters such as cellulose triacetate, cellulose acetate, cellulose propionate, or cellulose acetate / butyrate, polyesters such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyamides, polycarbonates, polyimides, polyolefins, polyvinyl acetals, polyethers, polyvinyl chloride and polyvinyl sulfones are used. Polyesters, in particular polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, are preferred because of their excellent dimensional stability.
- opaque supports used in the photographic industry for example, baryta paper, papers coated with polyolefins, white opaque polyesters such as, for. B.
- Melinex® from DuPont can be used.
- Polyolefin-coated papers or white-opaque polyester are particularly preferred. It is advantageous to provide these substrates, in particular polyester, with a substrate layer prior to casting in order to improve the adhesion of the ink-receiving layers to the substrate.
- substrate layers are well known in the photographic industry and contain e.g. B. terpolymers of vinylidene chloride, acrylonitrile and acrylic acid or of vinylidene chloride, methyl acrylate and itaconic acid.
- Uncoated papers of different types can also be used as carriers, which can have great differences in their composition and properties. Pigmented papers and glossy papers can also be used, as can metal foils made of aluminum, for example.
- the layers can also be applied to textile fiber materials made of, for example, polyamides, polyester, cotton, viscose and wool.
- the additive according to the invention can be introduced into each layer of the recording material.
- the ink-receiving layers according to the invention are generally cast from aqueous solutions or dispersions which contain all the necessary components. In many cases, wetting agents are added as sprue aids to improve the casting behavior and the layer uniformity. In addition to their effect during the casting process, these compounds can also have an impact on the image quality and can therefore be selected accordingly. Although such surface-active compounds are not claimed in the invention, they nevertheless form an essential part of the invention. It is also possible to apply the copper salts to the recording material which contains nanoporous inorganic oxides in a separate process.
- the recording materials according to the invention can contain additional compounds in order to further improve its properties, for example optical brighteners to improve the degree of whiteness, such as stilbenes, coumarins, triazines, oxazoles or other compounds known to the person skilled in the art.
- UV absorbers such as 2-hydroxybenzotriazoles, 2-hydroxybenzophenones, triazine derivatives or cinnamic acid derivatives can be used to improve the light fastness.
- the amount of the UV absorber is 200-2000 mg / m 2 , preferably 400-1000 mg / m 2 .
- the UV absorber can be introduced into each layer of the recording material according to the invention, but it is particularly advantageous if it is introduced into the top layer.
- radical scavengers examples include sterically hindered phenols, sterically hindered amines, chromanols, ascorbic acid, phosphinic acids and their derivatives, sulfur-containing compounds such as sulfides, mercaptans, thiocyanates, thioamides or thioureas.
- the compounds mentioned can be added to the casting solutions as aqueous solutions. If the compounds are not sufficiently water-soluble, they can be introduced into the casting solutions by other known methods.
- the compounds can be dissolved in a water-miscible organic solvent such as lower alcohols, glycols, ketones, esters or amides. It is also possible to introduce the compounds into the casting solution as fine-grain dispersions, as oil emulsions, as cyclodextran inclusion compounds or as a latex which contains the compound.
- the recording material according to the invention normally has a dry layer thickness of 0.5 to 100 ⁇ m, but in particular of 5 to 50 ⁇ m.
- the casting solutions can be applied to the carrier in various ways.
- the casting processes include, for example, extrusion casting, air knife casting, slot casting, cascade casting and curtain casting.
- the casting solutions can also be applied using a spray process.
- the ink-receiving layers can consist of several individual layers, which can be applied individually one after the other or together.
- a support can also be coated on both sides with ink-receiving layers.
- the chosen casting process does not limit the invention in any way. It is also possible to introduce the copper salts into the recording material by dipping a recording material in a solution of the copper salt or to spray it on, for example with the aid of an inkjet printer.
- Inks for ink jet printing essentially consist of a liquid carrier substance and a dye or pigment dissolved or dispersed therein.
- the liquid carrier substance for ink jet printing inks is generally water or a mixture of water and a water-miscible solvent such as ethylene glycol, glycols with a higher molecular weight, glycerin, dipropylene glycol, polyethylene glycol, amides, polyvinylpyrrolidone, N-methyrrolidone, cyclohexylpyrrolidone, ether carbons and their esters , Alcohols, organic sulfoxides, sulfolane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, cellosolve, polyurethane, acrylates etc.
- the non-aqueous ink components generally serve as humectants, auxiliary solvents, viscosity regulators, penetration aids or drying accelerators.
- the organic compounds mostly have a boiling point that is above that of water.
- Inks for continuous ink jet printing can also contain inorganic or organic salts to increase the conductivity. Examples of such salts are nitrates, chlorides, phosphates, and the water-soluble salts of water-soluble organic acids such as acetates, oxalates and citrates.
- the dyes or pigments which can be used to produce the inks which can be used together with the recording materials according to the invention contain practically all known classes of these colored compounds.
- Typical examples of dyes or pigments used are listed in patent application EP 0'559'324.
- the recording materials according to the invention can be used with almost all inks corresponding to the prior art.
- the inks can additionally contain other additives such as surface-active substances, optical brighteners, UV absorbers, light stabilizers, preservatives, precipitants such as multiply charged metal compounds and polymeric compounds.
- the aforementioned copper salts can also be incorporated into the inks.
- the description of the inks is for illustration purposes only and is in no way limitative of the invention. The present invention is described in more detail by the following examples, without being restricted in any way thereby.
- Disperal® aluminum oxide / hydroxide, available from CONDEA GmbH, Hamburg, Germany
- Lactic acid solution 0.7%) was dispersed and then 76.95 g of a solution of polyvinyl alcohol (10%, degree of hydrolysis 98-99%, molecular weight 85,000 up to 146,000, available from ALDRICH Chemie, Buchs, Switzerland).
- the final weight of the casting solution was adjusted to 449.7 g with deionized water and sonicated the solution for 3 minutes.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , and 2.56 g of polyvinyl alcohol.
- the casting solution from Comparative Example C-1 was at a temperature of 40 ° C 0.3 g CuCI (available from Fluka Chemie AG, Buchs, Switzerland) as a solid substance added.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , 2.56 g of polyvinyl alcohol and 100 mg of CuCl.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , and 2.56 g of polyvinyl alcohol.
- the casting solution from Comparative Example C-2 was at a temperature of 40 ° C 0.3 g CuCI added as a solid.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , 2.56 g of polyvinyl alcohol and 100 mg of CuCl.
- the casting solution from comparative example C-2 was adjusted to a final weight of 447 g and then 3 g of a solution (10%) of CuSO 4 (available from Fluka Chemie AG, Buchs, Switzerland) were added at a temperature of 40 ° C.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , 2.56 g of polyvinyl alcohol and 100 mg of CuSO 4 .
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, each 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , 2.56 g of polyvinyl alcohol and 100 mg of the corresponding metal salt.
- the casting solution from Comparative Example C-2 was at a temperature of 40 ° C 0.3 g CuCI (available from Fluka Chemie AG, Buchs, Switzerland) and 600 mg Cyclohexanedione (available from Acros Organics, Geel, Belgium), both as solid substances, added.
- CuCI available from Fluka Chemie AG, Buchs, Switzerland
- Cyclohexanedione available from Acros Organics, Geel, Belgium
- 1 m 2 of the cast support contains, in addition to the other casting additives, 22.2 g of nanoporous inorganic oxide, calculated as Al 2 O 3 , 2.56 g of polyvinyl alcohol, 100 mg of CuCl and 200 mg of cyclohexanedione.
- Aerosil 200 available from DEGUSSA AG, Frankfurt / Main, Germany
- Aerosil 200 available from DEGUSSA AG, Frankfurt / Main, Germany
- aqueous acetic acid 8.7%
- 9.86 g of an aqueous aluminum chlorohydrate solution 47.7%, made from aluminum chlorohydrate of the formula Al 2 (OH) 5 Cl • 2.5 H 2 O, which is available as Locron from Clariant AG, Muttenz, Switzerland
- the final weight was then set to 300 g.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 12 g of positively charged silicon dioxide and 2.28 g of polyvinyl alcohol.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 12 g of positively charged silicon dioxide, 2.28 g of polyvinyl alcohol and 50 mg of CuCI.
- 1 m 2 of the cast carrier contains, in addition to the other casting additives, 18.13 g of Al 2 O 3 and 2.28 g of polyvinyl alcohol.
- 1 m 2 of the cast support contains, in addition to the other casting additives, 18.13 g of Al 2 O 3 , 2.28 g of polyvinyl alcohol and 100 mg of CuCl.
- the bottom layer is identical to the cast layer of Example 2.
- 1 m 2 of the cast carrier contains a total of 25.08 g of nanoporous inorganic oxides, 100 mg of CuCI and 277 mg of cyclohexanedione.
- the recording materials according to the invention were printed on using an inkjet printer EPSON STYLUS TM COLOR 750 in PQ glossy film mode (720 dpi) with original inks Gray fields with an approximate density of 1.60 with the Printed in three colors black.
- the printed samples were left open on a table with moderate circulation of outside air for 2 weeks with average daylight of 1000 - 2000 lux.
- the loss of density due to the effect of light alone is very small with this amount of light.
- the density loss of the cyan dye was measured with an X-Rite® densitometer behind a red filter. It is given as a percentage loss of density of the teal starting from the original density.
- the recording materials according to the invention were printed on using an inkjet printer EPSON STYLUS TM COLOR 750 in PQ glossy film mode (720 dpi) with original inks. Color fields of approximate density 1.60 in colors Dark purple, dark teal and blue, and color swatches of the approximate ones Density 0.50 printed in light purple and light teal.
- the printed samples were irradiated in an Atlas Ci35A Weather-O-Meter® with a 6500 W xenon lamp until 40 kJoules / cm 2 were reached.
- the densities of the color fields were measured before and after the irradiation with an X-Rite® densitometer is measured and the density loss is expressed as a percentage Loss of density given based on the original density.
- the recording material for inkjet printing contains copper (I) chloride and additionally cyclohexanedione, practically no loss of density Cyan dye shows more. Even after 8 weeks of storage, the density loss of the cyan dye is only 4% with this recording material.
- the corresponding recording material which probably contains the same amount of CuCl but no cyclohexanedione, shows a loss in density of the cyan dye of 41%.
- the corresponding recording material which contains no CuCl but the same amount of cyclohexanedione, shows a loss in density of the cyan dye of 55%.
- the corresponding recording material without CuCl and without cyclohexanedione shows a loss in density of the cyan dye of 60%.
Abstract
Description
- M
- für ein Wasserstoffkation, ein Metallkation wie Li, Na oder K, ein Triethanolaminkation oder ein Ammoniumkation steht, das gegebenenfalls einen oder mehrere Alkylreste oder substituierte Alkylreste mit jeweils 1 bis 18 C-Atomen aufweist;
- R1
- für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen oder einen substituierten Alkylrest mit 2 bis 6 C Atomen steht, wobei die Substituenten aus der Gruppe bestehend aus CN, COOH, OH und COOR4 ausgewählt werden, worin R4 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen steht;
- R2, R3
- unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen oder einen substituierten Alkylrest mit 2 bis 6 C Atomen stehen, wobei die Substituenten aus der Gruppe bestehend aus CN, COOH, OH und COOR5 ausgewählt werden, worin R5 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen steht.
Das Aufzeichnungsmaterial kann gleichzeitig auch mehrere, verschiedene nanoporöse anorganische Oxide oder Oxid/hydroxide in der gleichen oder in verschiedenen Schichten enthalten. Eine besonders günstige Kombination ist mit Salzen der seltenen Erden umgesetztes AIOOH in einer unteren Schicht und positiv geladenes Siliziumdioxid in einer oberen Schicht.
Die wasserlöslichen Polymere umfassen z. B. natürliche oder daraus hergestellte modifizierte Verbindungen wie Albumin, Gelatine, Kasein, Stärke, Gummi arabicum, Natrium- oder Kaliumalginat, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, α-, β- oder γ-Cyclodextrin usw. Wenn eines der wasserlöslichen Polymere Gelatine ist, so können alle bekannten Gelatinetypen verwendet werden, wie saure Schweinehautgelatine oder alkalische Knochengelatine, sauer oder basisch hydrolysierte Gelatinen, wie auch substituierte Gelatinen, z. B phthalierte, acetylierte oder carbamoylierte Gelatine, oder mit Trimellithsäureanhydrid umgesetzte Gelatine.
Ein bevorzugtes natürliches Bindemittel ist Gelatine.
Synthetische Bindemittel können ebenfalls verwendet werden und umfassen beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, vollständig oder teilweise verseifte Verbindungen von Copolymeren aus Vinylacetat und anderen Monomeren; Homopolymere oder Copolymere von ungesättigten Carbonsäuren wie (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Crotonsäure usw.; Homopolymere oder Copolymere aus sulfonierten Vinylmonomeren wie z. B. Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure usw. Ebenfalls können Homopolymere oder Copolymere aus Vinylmonomeren von (Meth)acrylamid; Homopolymere oder Copolymere anderer Monomerer mit Ethylenoxid; Polyurethane; Polyacrylamide; wasserlösliche Nylonpolymere; Polyester; Polyvinyllactame; Acrylamidpolymere; substituierter Polyvinylalkohol; Polyvinylacetale; Polymere aus Alkyl- und Sulfoalkylacrylaten und -methacrylaten; hydrolysierte Polyvinylacetate; Polyamide; Polyvinylpyridine; Polyacrylsäure; Copolymere mit Maleinsäureanhydrid; Polyalkylenoxide; Copolymere mit Methacrylamid und Copolymere mit Maleinsäure eingesetzt werden. Alle diese Polymere können auch als Mischungen verwendet werden.
Bevorzugte synthetische Bindemittel sind Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon oder ihre Mischungen.
Diese Polymere können mit wasserunlöslichen natürlichen oder synthetischen hochmolekularen Verbindungen gemischt werden, insbesondere mit Acryllatices oder Styrolacryllatices.
Obwohl wasserunlösliche Bindemittel nicht explizit beansprucht werden, so sollen wasserunlösliche Polymere trotzdem als Systembestandteil angesehen werden.
Die oben erwähnten Polymere mit vernetzbaren Gruppen können mit Hilfe eines Vernetzers oder Härters zu praktisch wasserunlöslichen Schichten umgesetzt werden. Solche Vernetzungen können kovalent oder ionisch sein. Die Vernetzung oder Härtung der Schichten erlaubt eine Veränderung der physikalischen Schichteigenschaften, wie beispielsweise der Flüssigkeitsaufnahme, oder der Widerstandsfähigkeit gegen Schichtverletzungen.
Die Vernetzer und Härter werden auf Grund der zu vernetzenden wasserlöslichen Polymere ausgesucht.
Organische Vernetzer und Härter umfassen z. B. Aldehyde (wie Formaldehyd, Glyoxal oder Glutaraldehyd); N-Methylolverbindungen (wie Dimethylolharnstoff oder Methylol-Dimethylhydantoin); Dioxane (wie 2,3-Dihydroxydioxan); reaktive Vinylverbindungen (wie 1,3,5-Trisacryloyl-Hexahydro-s-Triazin oder Bis-(Vinylsulfonyl)methylether), reaktive Halogenverbindungen (wie 2,4-Dichloro-6-Hydroxy-s-Triazin); Epoxide; Aziridine; Carbamoylpyridinverbindungen oder Mischungen zweier oder mehrere dieser erwähnten Vernetzer.
Anorganische Vernetzer und Härter umfassen beispielsweise Chromalaun, Aluminiumalaun oder Borsäure.
Die Schichten können auch reaktive Substanzen enthalten, die unter Einwirkung von UV-Licht, Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen oder Wärme die Schichten vernetzen.
Die Schichten können weiter durch den Zusatz von Füllstoffen modifiziert werden. Mögliche Füllstoffe sind z. B. Kaolin, Ca- oder Ba-Carbonate, Siliziumdioxid, Titandioxid, Bentonite, Zeolite, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat oder kolloidales Siliziumdioxid. Auch inerte organische Partikeln wie beispielsweise Kunststoffkügelchen können verwendet werden. Diese Kügelchen können aus Polyacrylaten, Polyacrylamiden, Polystyrol oder verschiedenen Copolymeren aus Acrylaten und Styrol bestehen. Die Füllstoffe werden auf Grund des beabsichtigten Gebrauchs der hergestellten Bilder ausgewählt. Einige dieser Füllstoffe können in transparenten Materialien nicht verwendet werden. Sie können aber positive Wirkungen in Aufsichtsmaterialien besitzen. Sehr oft erreicht man mit dem Einsatz solcher Füllstoffe eine gewünschte matte Oberfläche.
Die Aufzeichnungsmaterialien können ausser den erfindungsgemässen Kupfersalzen weitere lösliche Metallsalze enthalten, beispielsweise Erdalkalisalze oder Salze der seltenen Erden.
In den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien ist mindestens eine Tintenaufnahmeschicht nebst allfälligen Hilfsschichten auf einen Träger aufgebracht.
Eine grosse Vielfalt an Trägern ist bekannt und wird auch eingesetzt. So können alle Träger, die bei der Herstellung von photographischen Materialien verwendet werden, eingesetzt werden. Verwendet werden beispielsweise transparente Träger aus Celluloseestern wie Cellulosetriacetat, Celluloseacetat, Cellulosepropionat, oder Celluloseacetat/butyrat, Polyester wie Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat, Polyamide, Polycarbonate, Polyimide, Polyolefine, Polyvinylacetale, Polyether, Polyvinylchlorid und Polyvinylsulfone. Bevorzugt werden Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat wegen ihrer ausgezeichneten Dimensionsstabilität. Bei den in der photographischen Industrie eingesetzten opaken Trägern können beispielsweise Barytpapier, mit Polyolefinen beschichtete Papiere, weissopake Polyester wie z. B. Melinex® der Firma DuPont eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind polyolefinbeschichtete Papiere oder weissopaker Polyester.
Es ist vorteilhaft, diese Träger, insbesondere Polyester, vor dem Beguss mit einer Substrierschicht zu versehen, um die Haftung der Tintenaufnahmeschichten auf dem Träger zu verbessern. Solche Substrierschichten sind in der photographischen Industrie wohlbekannt und enthalten z. B. Terpolymere aus Vinylidenchlorid, Acrylnitril und Acrylsäure oder aus Vinylidenchlorid, Methylacrylat und Itaconsäure.
Ebenfalls als Träger können unbeschichtete Papiere verschiedener Typen verwendet werden, die in ihrer Zusammensetzung und in ihren Eigenschaften grosse Unterschiede aufweisen können. Pigmentierte Papiere und Hochglanzpapiere können ebenfalls verwendet werden, wie auch Metallfolien beispielsweise aus Aluminium.
Die Schichten können ebenfalls auf textile Fasermaterialien aus beispielsweise Polyamiden, Polyester, Baumwolle, Viskose und Wolle aufgebracht werden.
Der erfindungsgemässe Zusatz kann in jede Schicht des Aufzeichnungsmaterials eingebracht werden.
Die erfindungsgemässen Tintenaufnahmeschichten werden im allgemeinen aus wässrigen Lösungen oder Dispersionen, die alle nötigen Komponenten enthalten, gegossen. In vielen Fällen werden Netzmittel als Begusshilfsmittel zugesetzt, um das Giessverhalten und die Schichtgleichmässigkeit zu verbessern. Neben ihrer Wirkung während des Giessvorgangs können diese Verbindungen auch einen Einfluss auf die Bildqualität haben und können deshalb dementsprechend ausgewählt werden. Obwohl solche oberflächenaktiven Verbindungen in der Erfindung nicht beansprucht werden, bilden sie trotzdem einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung.
Es ist auch möglich, die Kupfersalze in einem getrennten Vorgang auf das Aufzeichnungsmaterial, das nanoporöse anorganische Oxide enthält, aufzubringen.
Zusätzlich zu den schon erwähnten Bestandteilen können die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien zusätzliche Verbindungen enthalten, um seine Eigenschaften weiter zu verbessern, so beispielsweise optische Aufheller zur Verbesserung des Weissgrades, wie Stilbene, Cumarine, Triazine, Oxazole oder weitere dem Fachmann bekannte Verbindungen.
Zur Verbesserung der Lichtechtheit können UV-Absorber, wie 2-Hydroxybenztriazole, 2-Hydroxy-benzophenone, Triazin-Derivate oder Zimtsäure-Derivate. Die Menge des UV-Absorbers beträgt 200 - 2000 mg/m2, vorzugsweise 400 - 1000 mg/m2. Der UV-Absorber kann in jede Schicht des erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterials eingebracht werden, besonders vorteilhaft ist aber, wenn er in die oberste Schicht eingebracht wird.
Es ist weiter bekannt, dass die im Tintenstrahldruck hergestellten Bilder durch den Zusatz von Radikalfängern, Stabilisatoren, Reduktionsmitteln und Antioxidantien geschützt werden können. Beispiele solcher Verbindungen sind sterisch gehinderte Phenole, sterisch gehinderte Amine, Chromanole, Ascorbinsäure, Phosphinsäuren und deren Derivate, schwefelhaltige Verbindungen wie Sulfide, Mercaptane, Thiocyanate, Thioamide oder Thioharnstoffe.
Die erwähnten Verbindungen können als wässrige Lösungen zu den Giesslösungen zugesetzt werden. Falls die Verbindungen nicht genügend wasserlöslich sind, können sie durch andere, bekannte Verfahren in die Giesslösungen eingebracht werden. So können die Verbindungen beispielsweise in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie niedere Alkohole, Glykole, Ketone, Ester oder Amide gelöst werden. Es ist auch möglich, die Verbindungen als feinkörnige Dispersionen, als Ölemulsionen, als Cyclodextran-Einschlussverbindungen oder als Latex, der die Verbindung enthält, in die Giesslösung einzubringen.
Normalerweise hat das erfindungsgemässe Aufzeichnungsmaterial eine Trockenschichtdicke von 0.5 bis 100 µm, insbesondere aber von 5 bis 50 µm.
Die Giesslösungen können auf verschiedene Arten auf den Träger aufgebracht werden. Die Giessverfahren schliessen beispielsweise den Extrusionsguss, den Luftmesserguss, den Schlitzguss, den Kaskadenguss und den Vorhangguss ein. Die Giesslösungen können auch mit einem Sprühverfahren aufgebracht werden. Die Tintenaufnahmeschichten können aus mehreren Einzelschichten bestehen, die einzeln nacheinander oder gemeinsam aufgebracht werden können. Ein Träger kann auch beidseitig mit Tintenaufnahmeschichten begossen werden. Es ist auch möglich, auf der Rückseite eine antistatische Schicht oder eine Schicht zur Verbesserung der Planlage aufzubringen. Das gewählte Giessverfahren schränkt die Erfindung aber in keiner Art und Weise ein.
Es ist auch möglich, die Kupfersalze durch Eintauchen eines Aufzeichnungsmaterials in eine Lösung des Kupfersalzes in das Aufzeichnungsmaterial einzubringen oder es aufzusprühen, beispielsweise mit Hilfe eines Tintenstrahldruckers.
Die nichtwässrigen Tintenbestandteile dienen allgemein als Feuchthalter, Hilfslösungsmittel, Viskositätsregler, Eindringhilfsmittel oder Trocknungsbeschleuniger. Die organischen Verbindungen besitzen meistens einen Siedepunkt, der über dem von Wasser liegt. Tinten für den kontinuierlichen Tintenstrahldruck können weiter anorganische oder organische Salze zur Erhöhung der Leitfähigkeit enthalten. Beispiele solcher Salze sind Nitrate, Chloride, Phosphate, und die wasserlöslichen Salze wasserlöslicher organischer Säuren wie Acetate, Oxalate und Citrate. Die Farbstoffe oder Pigmente, die zur Herstellung der zusammen mit den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien verwendbaren Tinten eingesetzt werden können, enthalten praktisch alle bekannten Klassen dieser farbigen Verbindungen. Typische Beispiele verwendeter Farbstoffe oder Pigment sind in der Patentanmeldung EP 0'559'324 aufgeführt. Die erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien können mit fast allen dem Stand der Technik entsprechenden Tinten verwendet werden.
Zusätzlich können die Tinten weitere Zusätze enthalten wie oberflächenaktive Substanzen, optische Aufheller, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, Konservierungsmittel, Fällmittel wie mehrfach geladene Metallverbindungen und polymere Verbindungen.
Die vorhin erwähnten Kupfersalze können auch in die Tinten eingebracht werden.
Die Beschreibung der Tinten dient nur als Illustration und ist in bezug auf die Erfindung in keiner Weise einschränkend.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher beschrieben, ohne dass sie dadurch in irgendeiner Weise eingeschränkt würde.
Vergleichsbeispiel | Substanz |
C - 3a | ZnCl2 |
C - 3b | FeCl3 |
C - 3c | FeSO4 |
C - 3d | Ni(NO3)2 |
C - 3e | Zr(SO4)2 |
Der Dichteverlust des Blaugrünfarbstoffs wurde mit einem X-Rite®-Densitometer hinter einem Rotfilter gemessen. Er wird als prozentualer Dichteverlust des Blaugrüns ausgehend von der ursprünglichen Dichte angegeben.
Beispiel | Farbdichteverlust des Blaugrünfarbstoffs in % |
1 | 25 |
C - 1 | 41 |
Beispiel | Farbdichteverlust des Blaugrünfarbstoffs in % |
2 | 23 |
3 | 30 |
4 | 8 |
C-2 | 40 |
C - 3a | 44 |
C - 3b | 55 |
C - 3c | 54 |
C - 3d | 40 |
C - 3e | 41 |
Den Ergebnissen in Tabelle 3 kann weiter entnommen werden, dass das Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck, das nanoporöses Lanthan-modifiziertes Aluminiumoxid/hydroxid und als erfindungsgemässen Zusatz Kupfer(II)-Sulfat enthält (Beispiel 3), wesentlich geringere Dichteverluste des Blaugrünfarbstoffs zeigt als das entsprechende Aufzeichnungsmaterial, das andere in der Patentanmeldung EP 0'534'634 erwähnte Salze enthält (Vergleichsbeispiele C - 3a bis C - 3e).
Beispiel | Farbdichteverlust des Blaugrünfarbstoffs in % |
5 | 25 |
C-5 | 40 |
Beispiel | Farbdichteverlust des Blaugrünfarbstoffs in % |
6 | 24 |
C-6 | 45 |
Beispiel | Farbdichteverlust des Blaugrünfarbstoffs in % |
12 | 1 |
Auch nach 8 Wochen Lagerzeit beträgt der Dichteverlust des Blaugrünfarbstoffs bei diesem Aufzeichnungsmaterial nur 4 %. Das entsprechende Aufzeichnungsmaterial, das wohl die gleiche Menge CuCl, aber kein Cyclohexandion enthält, weist einen Dichteverlust des Blaugrünfarbstoffs von 41 % auf. Das entsprechende Aufzeichnungsmaterial, das kein CuCI, aber die gleiche Menge Cyclohexandion enthält, weist einen Dichteverlust des Blaugrünfarbstoffs von 55 % auf. Das entsprechende Aufzeichnungsmaterial ohne CuCI und ohne Cyclohexandion weist einen Dichteverlust des Blaugrünfarbstoffs von 60 % auf.
Beispiel | Prozentualer Dichteverlust | |||||
Helles Purpur | Dunkles Purpur | Helles Blaugrün | Dunkles Blaugrün | Blau hinter Rotfilter | Blau hinter Grünfilter | |
1 | 8 | 5 | 14 | 6 | 4 | 8 |
C - 1 | 29 | 24 | 46 | 32 | 31 | 35 |
Beispiel | Prozentualer Dichteverlust | |||||
Helles Purpur | Dunkles Purpur | Helles Blaugrün | Dunkles Blaugrün | Blau hinter Rotfilter | Blau hinter Grünfilter | |
2 | 10 | 7 | 13 | 6 | 5 | 8 |
3 | 17 | 11 | 40 | 33 | 16 | 16 |
4 | 9 | 6 | 20 | 8 | 7 | 9 |
C - 2 | 24 | 22 | 45 | 30 | 30 | 31 |
C - 3a | 30 | 25 | 48 | 40 | 30 | 33 |
C - 3b | 88 | 90 | 67 | 42 | 38 | 69 |
C - 3c | 88 | 89 | 72 | 48 | 41 | 71 |
C - 3d | 38 | 32 | 42 | 31 | 26 | 31 |
C - 3e | 30 | 25 | 46 | 33 | 33 | 36 |
Den Ergebnissen in Tabelle 8 kann weiter entnommen werden, dass das Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck, das nanoporöses Lanthan-modifiziertes Aluminiumoxid/hydroxid und als erfindungsgemässen Zusatz Kupfer(II)-Sulfat enthält (Beispiel 3), geringere Dichteverluste in allen Farbfeldern zeigt als das entsprechende Aufzeichnungsmaterial, das andere in der Patentanmeldung EP 0'534'634 erwähnte Salze enthält (Vergleichsbeispiele C - 3a bis C - 3e). Diese anderen Salze beeinflussen die Lichtbeständigkeit sogar negativ.
Beispiel | Prozentualer Dichteverlust | |||||
Helles Purpur | Dunkles Purpur | Helles Blaugrün | Dunkles Blaugrün | Blau hinter Rotfilter | Blau hinter Grünfilter | |
5 | 14 | 9 | 16 | 5 | 1 | 6 |
C - 5 | 62 | 49 | 28 | 12 | 17 | 19 |
Beispiel | Prozentualer Dichteverlust | |||||
Helles Purpur | Dunkles Purpur | Helles Blaugrün | Dunkles Blaugrün | Blau hinter Rotfilter | Blau hinter Grünfilter | |
6 | 24 | 9 | 29 | 9 | 0 | 10 |
C-6 | 57 | 24 | 52 | 10 | 10 | 25 |
Claims (10)
- Aufzeichnungsmaterial für den Tintenstrahldruck, das auf einem Träger mindestens eine Tintenaufnahmeschicht bestehend aus Bindemitteln und mindestens einem nanoporösen anorganischen Oxid enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmaterial Kupfersalze enthält.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupfersalze Salze des einwertigen Kupfers sind.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz des einwertigen Kupfers Kupfer(I)-Chlorid ist.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Kupfersalze zwischen 10 mg/m2 und 200 mg/m2 liegt.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmaterial zusätzlich noch tautomere Verbindungen der Formeln la (Diketonform) und lb (Enolform) enthält,
worin in der Formel lb (Enolatform)- M
- für ein Wasserstoffkation, ein Metallkation oder ein Ammoniumkation steht, das gegebenenfalls einen oder mehrere Alkylreste oder substituierte Alkylreste mit jeweils 1 bis 18 C-Atomen aufweist;
- R1
- für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen oder einen
substituierten Alkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen steht, wobei die Substituenten
aus der Gruppe bestehend aus CN, COOH, OH und
COOR4 ausgewählt werden, worin R4 für einen Alkylrest mit 1 bis
12 C-Atomen steht;
und - R2, R3
- unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen oder einen substituierten Alkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen stehen, wobei die Substituenten aus der Gruppe bestehend aus CN, COOH, OH und COOR5 ausgewählt werden, worin R5 für einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen steht.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das nanoporöse anorganische Oxid kolloidales Aluminiumoxid, kolloidales Aluminiumoxid/hydroxid ist oder positiv geladenes Siliziumdioxid ist.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das nanoporöse anorganische Oxid kolloidales γ-Al2O3 oder Pseudo-Böhmit ist.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse anorganische Oxid mit Salzen der seltenen Erden umgesetztes AIOOH oder Pseudo-Böhmit ist, das ein oder mehrere Elemente der Ordnungszahl 57 bis 71 des Periodischen Systems der Elemente in einer Menge zwischen 0.4 und 2.5 Molprozent bezogen auf Al2O3 enthält.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Gelatine, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon oder deren Mischungen verwendet werden.
- Aufzeichnungsmaterial gemäss den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger beschichtetes oder unbeschichtetes Papier, durchsichtiger oder opaker Polyester oder textile Fasermaterialien verwendet werden.
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