EP2076398B1 - Ink-jet-aufzeichnungsmaterial mit perforierter rückseitenkunstharzschicht - Google Patents

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EP2076398B1
EP2076398B1 EP07821064A EP07821064A EP2076398B1 EP 2076398 B1 EP2076398 B1 EP 2076398B1 EP 07821064 A EP07821064 A EP 07821064A EP 07821064 A EP07821064 A EP 07821064A EP 2076398 B1 EP2076398 B1 EP 2076398B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
synthetic resin
base paper
resin layer
raw base
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07821064A
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English (en)
French (fr)
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EP2076398A1 (de
Inventor
Andreas Overberg
Rainer Steinbeck
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Felix Schoeller Jr Foto und Spezialpapiere GmbH
Original Assignee
Felix Schoeller Jr Foto und Spezialpapiere GmbH
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Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • 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
    • B41M5/504—Backcoats

Definitions

  • the invention relates to a recording material for ink-jet recording method with a resin-coated paper support and a method for its preparation.
  • These resin-coated base papers usually consist of a sized base paper which is preferably coated on both sides with polyolefin by means of (co) extrusion.
  • thermoplastic polymers such as low density polyethylene (LDPE), ethylene / ⁇ -olefin copolymer (so-called linear low density polyethylene (LLDPE), high density polyethylene (HDPE) and polypropylene are commonly used.
  • the recording layer (s) applied thereto must have a high recording capacity which can be achieved, for example, by the use of highly absorptive inorganic particles.
  • fine particles having a particle size smaller than 1000 nm are used.
  • microporous recording materials composed of at least one ink-receiving layer containing fine inorganic particles and a polyethylene-coated paper support are described in numerous patents, for example, in U.S. Pat DE 103 18 874 A1 . DE 100 20 346 A1 . JP 2002-225423 A . JP 2000-301 829 A or JP 2003-034073 A ,
  • the latter patent discloses a recording material comprising a base paper coated at least on one side with a thermoplastic resin as a support and an ink receiving layer, wherein the support is perforated uniformly from the front side to achieve good ink absorption.
  • the disadvantage of this material is its poor surface and poor image quality after printing.
  • microporous recording papers printed on the front side are covered directly after the printing, an undesired migration of the printing inks, known as "bleeding", occurs. on.
  • the covering of the printed papers is done in practice, for example, when storing the fresh expression in foil packaging, albums or when stacking multiple prints in the printer.
  • the layer surface must have a charge opposite the dye. Since the ink dyes are generally anionic, the fixation is carried out with the aid of cationic compounds and / or cationically modified pigment particles.
  • the US 2006/0073313 A1 relates to a recording sheet for digital imaging processes with a double-sided polyolefin layer.
  • the polyolefin layer on the backside is perforated.
  • the perforation is intended to avoid blistering between base paper and the polyolefin layer as the paper passes through the printer.
  • the JP 2003/034073 A describes a recording sheet for the ink-jet printing method in which the lead-side resin layer is perforated and provided with a receiving layer.
  • the area of the perforation holes is preferably 0.1 to 0.6 mm 2 .
  • the number of perforation holes is preferably less than 50 / cm 2 , in particular 2 to 20 / cm 2 . However, particularly good results were obtained at a number of 2 to 10 / cm 2 .
  • the front side of the base paper is first coated with a synthetic resin layer and at least one porous image-recording layer may be applied to this front-side resin layer.
  • the perforation holes may have different shapes. Slot-shaped, elliptical or circular perforation holes are particularly preferred. They can be arranged in a line or offset from one another.
  • the perforation holes must have a minimum penetration depth which corresponds to the thickness A of the synthetic resin layer. However, the penetration depth must not exceed A + 0.75 ⁇ B, in particular A + 0.5 ⁇ B (B thickness of the base paper), since otherwise loss of strength and deterioration of the surface of the material can be observed.
  • the perforation can be carried out with the aid of a roller or several rollers whose surface (s) are provided with needles or knife-like elevations. However, a perforation can also be produced by laser and / or corona irradiation of the surface of the synthetic resin layer.
  • a further functional layer such as an antistatic layer, an anticurl layer or a sheet-gathering behavior-improving layer is applied to the perforated backside synthetic resin layer before the front side of the raw paper is coated with a synthetic resin layer.
  • the further functional layer can be applied to the not yet perforated back resin layer.
  • the perforation, and then the coating of the front side of the base paper with a synthetic resin layer and subsequent coating of the front-side synthetic resin layer with at least one image-recording layer are next step, the perforation, and then the coating of the front side of the base paper with a synthetic resin layer and subsequent coating of the front-side synthetic resin layer with at least one image-recording layer.
  • Another embodiment of the method according to the invention provides for the coating of the front side of the base paper a layer containing a hydrophilic binder and optionally a pigment. Thereafter, the coating of the back of the base paper is done with a synthetic resin layer and then the perforation.
  • base paper is understood to mean an uncoated or surface-sized paper.
  • a base paper may, in addition to pulp fibers, sizing agents such as Alkylkendendimere, fatty acids and / or fatty acid salts, epoxidized fatty acid amides, alkenyl or alkyl succinic anhydride, wet strength agents such as polyamine-polyamide-epichlorohydrin, dry strength agents such as anionic, cationic or amphoteric polyamides, optical brighteners, fillers, pigments, dyes, Defoamer and other known in the paper industry tools may contain.
  • the base paper can be surface-sized. Examples of suitable sizing agents are polyvinyl alcohol or oxidized starch.
  • the base paper can be produced on a Fourdrinier or a Yankee paper machine (cylinder paper machine).
  • the weight per unit area of the base paper may be 50 to 250 g / m 2 , in particular 80 to 180 g / m 2 .
  • the raw paper can be used in uncompacted or compacted form (smoothed).
  • Particularly suitable are base papers having a density of 0.8 to 1.2 g / cm 3 , in particular 0.90 to 1.1 g / cm 3 .
  • pulp fibers for example, bleached hardwood kraft pulp (LBKP), bleached softwood kraft pulp (NBKP), bleached hardwood sulfite pulp (LBSP) or bleached softwood sulfite pulp (NBSP) can be used. These can also be used mixed. In particular, however, pulp fibers of 100% Laubhzell be used.
  • the mean fiber length of the unground pulp is preferably 0.6 to 0.85 mm (Kajaani measurement).
  • the pulp has a lignin content of less than 0.05 wt.%, In particular 0.01 to 0.03 wt.%, Based on the mass of the pulp.
  • fillers for example, kaolins, calcium carbonate in its natural forms such as limestone, marble or dolomite stone, precipitated calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, talc, silica, alumina and mixtures thereof can be used in the raw paper.
  • Particularly suitable is calcium carbonate with a particle size distribution in which at least 60% of the particles are smaller than 2 microns and at most 40% are smaller than 1 micron.
  • calcite is used with a particle size distribution in which about 25% of the particles have a particle size of less than 1 micron and about 85% of the particles have a particle size of less than 2 microns.
  • the resin layer disposed on at least one side of the base paper may preferably contain a thermoplastic polymer.
  • a thermoplastic polymer Particularly suitable for this purpose are polyolefins, for example low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), ethylene copolymers such as ethylene / ⁇ -olefin copolymers (LLDPE) or ethylene / vinyl acetate copolymer, polypropylene and blends thereof, and polyesters ,
  • the synthetic resin layer may contain white pigments such as titanium dioxide as well as other auxiliaries such as optical brighteners, dyes and dispersing agents.
  • the coating weight of the synthetic resin layer may be 5 to 50 g / m 2 , in particular 10 to 45 g / m 2 .
  • the synthetic resin layer can be extruded in one layer or be multilayered coextruded. The extrusion coating can be carried out at machine speeds up to 600 m / min.
  • the synthetic resin layer may be a polymer film or biaxially oriented polymer film.
  • Particularly suitable are polyethylene or polypropylene films with a porous core layer and at least one unpigmented or white pigmented pore-free surface layer arranged on at least one side of the core layer.
  • the polymer film can be laminated onto the raw paper in an extrusion process, wherein at the same time an adhesion promoter, for example polyethylene, can be used.
  • the polymer film can be laminated on the front and / or back.
  • the synthetic resin layer is applied at least on the back of the base paper.
  • the back of the base paper is coated with a clear, ie pigment-free polyolefin, in particular polyethylene.
  • a clear, ie pigment-free polyolefin in particular polyethylene.
  • Particularly preferred is a polyethylene mixture of LDPE and HDPE, wherein the quantitative ratio LD / HD 9: 1 to 1: 9, in particular 3: 7 to 7: 3.
  • the HDPE used in the back resin layer has a density of more than 0.935 g / cm 3 .
  • the application weight of the rear synthetic resin layer may be 5 to 50 g / m 2 or 10 to 50 g / m 2 , in particular 10 to 45 g / m 2 or according to another preferred embodiment 20 to 45 g / m 2 .
  • the thickness of the back resin layer is preferably in a range of 3 to 48 ⁇ m, more preferably 9 to 38 ⁇ m.
  • the front side of the base paper is coated with a synthetic resin layer containing at least 50% by weight, in particular 80% by weight, of a low-density polyethylene having a density of 0.935 g / cm 3 or less, in particular 0.910 to 0.930 g / cm 3 and a melt index of 1 to 20 g / 10 min, based on the synthetic resin layer.
  • the front-side synthetic resin layer may contain up to 20% by weight of a white pigment, in particular 2 to 10% by weight, based on the mass of the layer.
  • the coating weight of the front synthetic resin layer may be 5 to 50 g / m 2 or 10 to 50 g / m 2 , especially 10 to 30 g / m 2 .
  • the thickness of the front side synthetic resin layer may preferably be 5 to 47 ⁇ m, especially 9 to 28 ⁇ m.
  • the back side of the support may also have further functional layers such as an antistatic layer, an anticurl layer, a layer improving the printability of the back side of the recording material or a layer improving the sheet feed in the printer.
  • the functional layers can be applied to the backside before or after the perforation of the backside synthetic resin layer. They preferably contain latex-containing binders such as styrene / butadiene, styrene / acrylate latex and optionally further components, for example matting agents, spacers, pigments, dyes, crosslinking agents and wetting agents. But other binders such as polyvinyl alcohols or cellulose derivatives can be used.
  • the application weight of the functional layer is preferably in a range of 0.05 to 3 g / m 2 , in particular 0.1 to 2 g / m 2 .
  • a further layer which contains a hydrophilic binder can be arranged between the base paper and the synthetic resin layer.
  • Particularly suitable for this purpose are film-forming starches such as thermally modified starches, in particular corn starches or hydroxypropylated starches.
  • low-viscosity starch solutions are used, the Brookfield viscosities ranging from 50 to 600 mPas (25% sol. 50 ° C./100 rpm), in particular 100 to 400 mPas, preferably 200 to 300 mPas, lie. The Brookfield viscosity is measured according to ISO 2555.
  • the binder does not contain a synthetic latex. The absence of a synthetic binder makes it possible to recycle waste without prior treatment.
  • the layer containing a hydrophilic binder may preferably contain other polymers such as polyamide copolymers and / or polyvinylamine copolymers.
  • the polymer can be used in an amount of from 0.4 to 5% by weight, based on the mass of the pigment. In a preferred embodiment, the amount of this polymer is 0.5 to 1.5% by weight.
  • the layer containing the hydrophilic binder may be disposed directly on the front side of the base paper or on the back side of the base paper. It can be applied as a single layer or as a multilayer to the base paper.
  • the coating composition can be applied in-line or off-line with all customary in papermaking application units, the amount is chosen so that after drying the coating weight per layer at most 20 g / m 2 , in particular 8 to 17 g / m 2 , or according to a particularly preferred embodiment is 2 to 6 g / m 2 .
  • the layer disposed between the base paper and the resin layer of the front side may preferably contain a pigment.
  • the pigment can be selected from a group of metal oxides, silicates, carbonates, sulfides and sulfates. Particularly suitable are pigments such as kaolins, talc, calcium carbonate and / or barium sulfate.
  • a pigment having a narrow particle size distribution wherein at least 70% of the pigment particles have a size of less than 1 micron.
  • the proportion of the pigment with the narrow particle size distribution of the total amount of pigment should be at least 5% by weight, in particular from 10 to 90% by weight. Particularly good results can be achieved with a proportion of 30 to 80% by weight of the total pigment.
  • a pigment with a narrow particle size distribution according to the invention is also understood to mean pigments having a particle size distribution in which at least about 70% by weight of the pigment particles has a size of less than about 1 ⁇ m and 40 to 80% by weight of these pigment particles the difference between the pigment having the largest grain size (diameter) and the pigment of the smallest grain size is smaller than about 0.4 ⁇ m.
  • Particularly advantageous proved to be a calcium carbonate with a d50% value of about 0.7 microns.
  • a pigment mixture consisting of the abovementioned calcium carbonate and kaolin can be used.
  • the quantitative ratio calcium carbonate / kaolin is preferably 30:70 to 70:30.
  • the amount ratio of binder / pigment in the layer may be 0.1 to 2.5, preferably 0.2 to 1.5, but especially about 0.9 to 1.3.
  • the base paper or the base paper coated with the layer containing a hydrophilic binder and a pigment can be coated and perforated from the back with a synthetic resin layer in the first step, before being coated with a synthetic resin layer in the next step and subsequently is provided with at least one image recording layer.
  • the perforation process can be carried out by means of a roller whose surface is provided with needles or knife-like elevations. This order has the advantage that the edges of the perforation holes do not become noticeable on the front synthetic resin layer and thus can not adversely affect the surface quality.
  • the resin-coated paper support according to the invention is in principle suitable for all image recording layers.
  • the resin-coated paper support is used for porous image-recording layers containing fine inorganic and / or organic pigment particles and a hydrophilic binder.
  • suitable pigments of the image recording layer are aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum oxide hydroxide, alumina hydrate, silica, magnesium hydroxide, kaolin, titanium dioxide, zinc oxide, zinc hydroxide, calcium silicate, magnesium silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate and barium sulfate.
  • the amount of the pigment in the ink receiving layer may be 40 to 95% by weight, preferably 60 to 90% by weight, based on the weight of the dried layer.
  • the particle size distribution of the pigment of the ink receiving layer is preferably less than 1000 nm, but in particular 50 to 500 nm.
  • the average particle size of the primary particles is preferably less than 100 nm, in particular less than 50 nm.
  • the ink receiving layer contains a water-soluble and / or water-dispersible binder.
  • Suitable binders are, for example, polyvinyl alcohol, fully or partially saponified, cationically modified polyvinyl alcohol. Silyl Extran having polyvinyl alcohol, acetal groups having polyvinyl alcohol, gelatin, polyvinylpyrrolidone, starch, carboxymethylcellulose, polyethylene glycol, styrene / butadiene latex and styrene / acrylate latex. Fully or partially saponified polyvinyl alcohols are particularly preferred.
  • the amount of the binder may be 60 to 5% by weight, preferably 50 to 10% by weight, but especially 35 to 8% by weight, based on the weight of the dried layer.
  • the ink receiving layer may contain conventional additives and auxiliaries such as crosslinking agents, ionic and / or nonionic surfactants, dye fixing agents such as polyammonium compounds, UV absorbers, antioxidants and other light stability and gas resistance improving agents as well as other adjuvants.
  • auxiliaries such as crosslinking agents, ionic and / or nonionic surfactants, dye fixing agents such as polyammonium compounds, UV absorbers, antioxidants and other light stability and gas resistance improving agents as well as other adjuvants.
  • the application weight of the ink receiving layer may be 5 to 60 g / m 2 , preferably 10 to 50 g / m 2 , particularly preferably 20 to 40 g / m 2 .
  • the image-recording layer may be single-layered or multi-layered.
  • the image-recording layer may be composed of an ink-absorbing lower layer and a dye-fixing upper layer.
  • suitable pigments of the ink-absorbing lower layer according to the invention are aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide hydroxide, aluminum oxide hydrate, silica, barium sulfate and titanium dioxide.
  • a pigment based on alumina and / or alumina hydroxide is particularly preferred. Such a pigment may be cationically modified.
  • the concentration of the pigment in the ink absorbing layer is 65 to 95% by weight, preferably about 70 to 90% by weight, based on the weight of the dried layer.
  • the grain size distribution of the pigment of the ink absorbing layer may preferably be in the range of 70 to 1000 nm, preferably 130 to 400 nm, particularly preferably 150 to 350 nm.
  • the average particle size of the pigment of the ink absorbing layer may be 240 to 350 nm, preferably 270 to 330 nm.
  • Suitable pigments of the dye-fixing layer according to the invention are aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum oxide hydrate, silica, barium sulfate and titanium dioxide.
  • the concentration of the pigment in the dye-fixing layer may be 70 to 95% by weight, preferably 80 to 90% by weight.
  • the grain size distribution of the pigment of the dye-fixing layer may preferably be in the range of 50 to 200 nm, preferably 70 to 120 nm.
  • the average particle size of the pigment of the dye-fixing layer may preferably be 70 to 120 nm, in particular about 100 nm.
  • the ink-absorbing and dye-fixing layers contain a water-soluble and / or water-dispersible polymeric binder.
  • Suitable binders are, for example, polyvinyl alcohol, fully or partially saponified, cationically modified polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol containing silyl groups, polyvinyl alcohol containing acetal groups, polyvinyl alcohol containing acetate groups, gelatin, polyvinylpyrrolidone, starch, carboxymethylcellulose, polyethylene glycol, styrene / butadiene latex and styrene / acrylate latex.
  • the amount of the binder in the dye-fixing and ink-absorbing layers is 5 to 35% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the weight of the dried layer.
  • Both layers may contain conventional additives and auxiliaries such as surfactants, crosslinking agents and dye fixing agents.
  • the coating weights of the ink-absorbing and the dye-fixing layer may be 10 to 60 g / m 2 , preferably 20 to 50 g / m 2 .
  • further layers such as protective layers or gloss-improving layers can be applied to the image-recording layer.
  • the application weight is preferably less than 1 g / m 2 .
  • a eucalyptus pulp was used.
  • the pulp was ground as an approximately 5% aqueous suspension (thick matter) with the aid of a refiner to a freeness of 36 ° SR.
  • the mean fiber length was 0.64 mm.
  • the concentration of pulp fibers in the thin material was 1% by weight, based on the mass of the pulp suspension.
  • Additives such as a neutral sizing agent alkyl ketene dimer (AKD) in an amount of 0.48 wt.%, Wet strength agent polyamine-polyamide-epichlorohydrin resin (Kymene®) in an amount of 0.36 wt.%, And a natural CaCO 2 were added to the thinstock 3 in an amount of 10% by weight.
  • ALD neutral sizing agent alkyl ketene dimer
  • Kymene® Wet strength agent polyamine-polyamide-epichlorohydrin resin
  • CaCO 2 a natural CaCO 2
  • the quantities are based on the pulp mass.
  • the thinstock whose pH was adjusted to about 7.5, was transferred from the head box to the wire of the paper machine, followed by sheet formation by dewatering the web in the wire section of the paper machine.
  • the further dewatering of the paper web was carried out to a water content of 60% by weight, based on the web weight. Further drying took place in the dryer section of the paper machine with heated drying cylinders.
  • the result was a base paper with a basis weight of 160 g / m 2 and a humidity of about 7%.
  • the coating was carried out in a laminator at an extrusion speed of 250 m / min.
  • the thickness of the layer was 17 ⁇ m.
  • the backside resin layer was perforated with a roller whose surface was provided with small needle-like protrusions. The perforation was carried out so that the penetration depth was 47 ⁇ m.
  • the front surface of the paper support thus prepared was coated with an aqueous coating composition comprising 90% by weight of alumina having a specific surface area of 130 m 2 / g, 9.9% by weight of a polyvinyl alcohol having a degree of saponification of 88 mol% and 0, 1 wt.% Boric acid contained.
  • the coating composition was applied by means of a slot caster.
  • the coating weight of the obtained ink receiving layer was 30 g / m 2 .
  • the back of the base paper was coated with a synthetic resin layer as in Example 1 and perforated.
  • the front side of the base paper was treated with a synthetic resin mixture of 71% by weight of a low density polyethylene (LDPE, 0.923 g / cm 3 ), 16% by weight of a TiO 2 masterbatch (50% by weight LDPE and 50% by weight).
  • TiO 2 low density polyethylene
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by weight
  • TiO 2 masterbatch 50% by
  • the base paper was coated on the front side with the coating composition specified below.
  • the coating weight after drying was 6.5 g / m 2 .
  • the coating composition was composed of the following components: Thermally modified starch *) 47.0% by weight CaCO3 **) 26.4% by weight Kaolin***) 26.4% by weight Acroflex (R) VX 610 0, 2% by weight *) C-film 07302 (from Cargill) / viscosity 234 mPas, measured at 50 ° C./100 rpm / spindle 2 on a solution having a solids content of 25% by weight. **) CaCO 3 with 85% pigment particles ⁇ 1 ⁇ m, (Covercarb (r) 85-ME, from OMYA) ***) Kaolin with 65% pigment ⁇ 1 ⁇ m, (Lithopriht (r) EM, from OMYA)
  • Example 1 On the back of the pigment-coated base paper, a synthetic resin layer according to Example 1 was applied with a thickness of 34 microns and perforated. The perforation holes had a penetration depth of 64 ⁇ m.
  • the front side of the pigment coated base paper was coated with a synthetic resin layer in a laminator as in Example 2. The subsequent coating of the front side with an ink receiving layer was carried out as in Example 1.
  • Example 2 The preparation was carried out as in Example 2 with the difference that on the synthetic resin layer on the back of an aqueous coating composition was applied, the 70 wt.% Polyvinyl alcohol having a degree of saponification of 98 mol% and 29.9 wt.% Colloidal silica and 0.1 wt % Boric acid.
  • the coating weight of the obtained bar was 1 g / m 2 .
  • the perforation of the back side, the coating of the front side with the synthetic resin layer and the ink receiving layer according to Example 2 were carried out.
  • the preparation of the recording material was carried out as in Example 2, but without perforation of the backside synthetic resin layer.
  • the preparation of the recording material was carried out as in Example 4, but without perforation of the backside synthetic resin layer.
  • the preparation of the recording material was carried out as in Example 2, with the difference that not the back, but the front side was perforated.
  • Example 2 The preparation was carried out as in Example 2, with the difference that a pigment-free, polyvinyl alcohol-containing ink receiving layer was applied.
  • the recording papers according to the invention were printed in the HP 8250 ink-jet printer and examined for color locus shift.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren mit einem harzbeschichteten Papierträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Aufzeichnungsmaterialien für das Tintenstrahldruckverfahren (Ink-Jet-Druckverfahren), die ein harzbeschichtetes Papier als Trägermaterial für Aufzeichnungsschichten enthalten, sind vielfach im Stand der Technik beschrieben. Der Einsatz dieser harzbeschichteten Papiere ist auf den Wunsch zurückzuführen, eine mit einem Foto vergleichbare Qualität zu erreichen. Eine wichtige Eigenschaft solcher Papierträger ist deren glatte, einen hohen Glanz aufweisende Oberfläche.
  • Diese harzbeschichteten Basispapiere bestehen üblicherweise aus einem geleimten Rohpapier, das beidseitig vorzugsweise mit Polyolefin mittels (Co)Extrusion beschichtet ist. Für die Extrusionsbeschichtung des Rohpapiers werden üblicherweise thermoplastische Polymere wie Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Ethylen/a-Olefin-Copolymer (so genanntes lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polypropylen eingesetzt.
  • Da bei der Anwendung solcher Trägermaterialien die Polyolefinschicht eine Barrierewirkung für die Tinte hat und das Rohpapier die Tintenflüssigkeit nicht aufnehmen kann, muss die darauf angebrachte Aufzeichnungsschicht/en eine hohe Aufnahmekapazität aufweisen, die beispielsweise durch den Einsatz hochabsorptiver anorganischer Teilchen erreicht werden kann. Damit der für die Fotoqualität geforderte Glanz erhalten bleibt, werden feine Teilchen mit einer Teilchengröße kleiner 1000 nm eingesetzt.
  • Diese so genannten mikroporösen Aufzeichnungsmaterialien, die aus mindestens einer, feine anorganische Teilchen enthaltenden tintenaufnehmenden Schicht und einem polyethylenbeschichteten Papierträger aufgebaut sind, sind in zahlreichen Patentschriften beschrieben, beispielsweise in DE 103 18 874 A1 , DE 100 20 346 A1 , JP 2002-225423 A , JP 2000-301 829 A oder JP 2003-034073 A . In der letzteren Patentschrift wird ein Aufzeichnungsmaterial beschrieben, das ein mindestens von einer Seite mit einem thermoplastischen Harz beschichtetes Basispapier als Träger und eine Tintenaufnahmeschicht umfasst, wobei der Träger, von der Vorderseite beginnend, gleichmäßig durchperforiert wird, um eine gute Tintenabsorption zu erreichen. Nachteilig an diesem Material ist seine schlechte Oberfläche und eine schlechte Bildqualität nach dem Bedrucken.
  • Eine andere Möglichkeit, die Aufnahmekapazität einer Aufzeichnungsschicht zu erhöhen ist die Verwendung quellbarer Polymere wie Gelatine oder Polyvinylalkohol. In diesen, vorwiegend die genannten Polymere umfassenden Aufzeichnungsschichten sind in der Regel nur wenig oder gar keine Pigmente enthalten. Nachteilig an diesen Aufzeichnungsmaterialien ist, dass die Tintenflüssigkeit nur sehr langsam von dem Material aufgenommen wird.
  • Werden die auf der Vorderseite bedruckten mikroporösen Aufzeichnungspapiere direkt nach dem Druck abgedeckt, so tritt eine unerwünschte Migration der Druckfarben, bekannt als "Bleeding", auf. Das Abdecken der bedruckten Papiere geschieht in der Praxis beispielsweise bei Lagerung des frischen Ausdrucks in Folienverpackungen, Alben oder beim Stapeln mehrerer Ausdrucke im Drucker.
  • Um das Problem des Bleeding zu vermeiden oder zu reduzieren, versucht man die Tintenfarbstoffe physikalisch oder chemisch zu fixieren. Zur physikalischen Fixierung muss die Schichtoberfläche eine dem Farbstoff entgegengesetzte Ladung aufweisen. Da die Tintenfarbstoffe in der Regel anionisch sind, erfolgt die Fixierung mit Hilfe kationischer Verbindungen und/oder kationisch modifizierter Pigmentpartikel.
  • In der EP 1 270 248 A1 versucht man das Problem Bleeding zu lösen, indem der Farbempfangsschicht, eine wasserlösliche Verbindung zugegeben wird, deren Hauptgerüst eine spezifische Ionisierungsenergie aufweisen muss. Zur solchen Verbindungen zählen beispielsweise Dialkylthioether, Trialkylamin, Phenol und Thiophen.
  • Die US 2006/0073313 A1 betrifft ein Aufzeichnungsblatt für digitale Bebilderungsverfahren mit einer beidseitigen Polyolefinschicht. Die Polyolefinschicht der Rückseite ist perforiert. Durch die Perforierung soll Blasenbildung zwischen Rohpapier und der Polyolefinschicht beim Führen des Papiers durch den Drucker vermieden werden.
  • Die JP 2003/034073 A beschreibt ein Aufzeichnungsblatt für das Ink-Jet Druckverfahren, in dem die forderseitige Harzschicht perforiert und mit einer Empfangsschicht versehen ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Aufzeichnungsmaterial bereit zu stellen, welches eine gute Bildqualität, einen hohen Glanz sowie ein gutes Bleeding-Verhalten bei Lagerung aufweist. Darüber hinaus sollten alle anderen Eigenschaften wie Wasserfestigkeit oder Lichtstabilität beibehalten werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Aufzeichnungsmaterial, enthaltend ein auf mindestens der Rückseite mit einem Kunstharz beschichtetes Rohpapier und mindestens eine poröse Bildaufzeichnungsschicht auf der Vorderseite des Rohpapiers, wobei nur die rückseitige Kunstharzschicht perforiert ist, wobei die Perforationslöcher bis in das Rohpapier reichen, die Eindringtiefe der Perforationslöcher höchstens A + 0,75 x B beträgt (A = Dicke der Kunstharzschicht, B = Dicke des Rohpapiers) beträgt und der Anteil der perforierten Fläche an der Gesamtfläche der Kunstharzschicht 0,1 bis 2 % und die Fläche der Perforationslöcher 0,005 bis 1,0 mm2 beträgt.
  • Die Fläche der Perforationslöcher beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,6 mm2.
  • Die Anzahl der Perforationslöcher beträgt vorzugsweise weniger als 50/cm2, insbesondere 2 bis 20/cm2. Besonders gute Ergebnisse wurden jedoch erzielt bei einer Anzahl von 2 bis 10/cm2.
  • Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials, das ein mindestens auf der Rückseite mit einer Kunstharzschicht beschichtetes Rohpapier und mindestens eine poröse Bildaufzeichnungsschicht enthält, wobei es folgende Arbeitsschritte enthält:
    • Beschichtung der Rückseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht,
    • Perforierung der rückseitigen Kunstharzschicht, wobei die Eindringtiefe der Perforationslöcher höchstens A + 0,75 x B beträgt (A = Dicke der Kunstharzschicht, B = Dicke des Rohpapiers) und der Anteil der perforierten Fläche an der Gesamtfläche der Kunstharzschicht 0,1 bis 2 % und die Fläche der Perforationslöcher 0,005 bis 1,0 mm2 beträgt,
    • Beschichtung der Vorderseite des Rohpapiers mit mindestens einer porösen Bildaufzeichnungsschicht.
  • In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorderseite des Rohpapiers zunächst mit einer Kunstharzschicht beschichtet sein und auf diese vorderseitige Kunstharzschicht mindestens eine poröse Bildaufzeichnungsschicht aufgetragen sein.
  • Die Perforationslöcher können unzerschiedliche Formen aufweisen. Besonders bevorzugt werden schlitzförmige, elliptische oder kreisförmige Perforationslöcher. Sie können in einer Linie oder versetzt zueinander angeordnet sein. Die Perforationslöcher müssen eine Mindesteindringtiefe aufweisen, die der Dicke A der Kunstharzschicht entspricht. Die Eindringtiefe darf jedoch A + 0,75 x B, insbesondere A + 0,5 x B, nicht überschreiten (B-Dicke des Rohpapiers), da sonst Festigkeitsverluste und eine Verschlechterung der Oberfläche des Materials zu beobachten sind. Die Perforierung kann mit Hilfe einer Walze oder mehrerer Walzen durchgeführt werden, deren Oberfläche(en) mit Nadeln oder messerähnlichen Erhebungen versehen sind. Eine Perforierung kann aber auch durch eine Laser- und/oder Corona-Bestrahlung der Oberfläche der Kunstharzschicht erzeugt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens wird auf die perforierte rückseitige Kunstharzschicht eine weitere Funktionsschicht wie eine Antistatikschicht, eine Anticurl-Schicht, oder eine das Blatteinzugsverhalten verbessernde Schicht aufgetragen, bevor die Vorderseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht beschichtet wird.
  • In einer anderen Ausgestaltungsform des Verfahrens kann die weitere Funktionsschicht auf die noch nicht perforierte rückseitige Kunstharzschicht aufgetragen werden. Im nächsten Schritt erfolgt die Perforation, und danach die Beschichtung der Vorderseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht und anschließende Beschichtung der vorderseitigen Kunstharzschicht mit mindestens einer Bildaufzeichnungsschicht.
  • Ausführungsformen mit folgender Reihenfolge der Arbeitsschritte sind erfindungsgemäß ebenfalls möglich:
    • Nach der Perforierung der rückseitigen Kunstharzschicht erfolgt die Beschichtung der Vorderseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht, anschließend die Beschichtung der perforierten rückseitigen Kunstharzschicht mit einer weiteren Funktionsschicht und darauf folgende Beschichtung der vorderseimigen Kunstharzschicht mit einer Bildaufzeichnungsschicht.
    • Zunächst erfolgt die Beschichtung der Rückseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht. Danach wird die Vorderseite des Rohpapiers mit einem Kunstharz beschichtet. Im nächsten Schritt kann die weitere Funktionsschicht auf die rückseitige Kunstharzschicht aufgetragen werden. Anschließend wird das beschichtete Papier von der Rückseite perforiert und auf der Vorderseite mit einer Bildaufzeichnungsschicht versehen.
    • Zunächst erfolgt die Beschichtung der Rückseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht. Danach wird die Vorderseite des Rohpapiers mit einem Kunstharz beschichtet. Im nächsten Schritt wird die rückseitige Kunstharzschicht mit einer weiteren Funktionsschicht beschichtet. Danach wird die Bildaufzeichnungsschicht auf die vorderseitige Kunstharzschlicht aufgetragen. Zuletzt wird das Aufzeichnungsmaterial von der Rückseite perforiert.
  • Eine weitere Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht die Beschichtung der Vorderseite des Rohpapiers mit einer Schicht vor, die ein hydrophiles Bindemittel und gegebenenfalls ein Pigment enthält. Danach erfolgt die Beschichtung der Rückseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht und Anschließend die Perforierung.
  • Für die Zwecke der Erfindung versteht man unter dem Begriff Rohpapier ein unbeschichtetes oder oberflächengeleimtes Papier. Ein Rohpapier kann neben Zellstofffasern, Leimungsmittel wie Alkylkentendimere, Fettsäuren und/oder Fettsäuresalze, epoxydierte Fettsäureamide, Alkenyl- oder Alkylbernsteinsäureanhydrid, Nassfestmittel wie Polyamin-Polyamid-Epichlorhydrin, Trockenfestmittel wie anionische, kationische oder amphotere Polyamide, optische Aufheller, Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, Entschäumer und weitere in der Papierindustrie bekannte Hilfsmittel enthalten kann. Das Rohpapier kann oberflächengeleimt sein. Hierzu geeignete Leimmittel sind beispielsweise Polyvinylalkohol oder oxydierte Stärke. Das Rohpapier kann auf einer Fourdrinier- oder einer Yankee-Papiermaschine (Zylinder-Papiermaschine) hergestellt werden. Das Flächengewicht des Rohpapiers kann 50 bis 250 g/m2, insbesondere 80 bis 180 g/m2, betragen. Das Rohpapier kann in unverdichteter oder verdichteter Form (geglättet) eingesetzt werden. Besonders gut geeignet sind Rohpapiere mit einer Dichte von 0,8 bis 1,2 g/cm3, insbesondere 0,90 bis 1,1 g/cm3.
  • Als Zellstofffasern können beispielsweise gebleichter Hartholz-Kraftzellstoff (LBKP), gebleichter Nadelholz-Kraftzellstoff (NBKP), gebleichter Laubholzsulfitzellstoff (LBSP) oder gebleichter Nadelholzsulfitzellstoff (NBSP) eingesetzt werden. Diese können auch gemischt eingesetzt werden. Insbesondere jedoch werden Zellstofffasern aus 100 % Laubhclzzellstoff eingesetzt. Die mittlere Faserlänge des ungemahlenen Zellstoffs beträgt vorzugsweise 0,6 bis 0,85 mm (Kajaani-Messung). Ferner weist der Zellstoff einen Ligningehalt von weniger als 0,05 Gew.% auf, insbesondere 0,01 bis 0,03 Gew.%, bezogen auf die Masse des Zellstoffs.
  • Als Füllstoff können beispielsweise Kaoline, Calciumcarbonat in seinen natürlichen Formen wie Kalkstein, Marmor oder Dolomitstein, gefälltes Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titaniumdioxid, Talkum, Silica, Aluminiumoxid und deren Gemische im Rohpapier eingesetzt werden. Besonders geeignet ist Calciumcarbonat mit einer Korngrößenverteilung, bei der mindestens 60 % der Teilchen kleiner sind als 2 µm und höchstens 40 % kleiner sind als 1 µm. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird Calcit mit einer Korngrößenverteilung eingesetzt, bei der etwa 25 % der Teilchen eine Teilchengrößen von weniger als 1 µm und etwa 85 % der Teilchen eine Teilchengröße von weniger als 2 µm aufweisen.
  • Die auf mindestens einer Seite des Rohpapiers angeordnete Kunstharzschicht kann vorzugsweise ein thermoplastisches Polymer enthalten. Insbesondere geeignet hierfür sind Polyolefine, beispielsweise Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Ethylen-Copo-lymere wie Ethylen/a-Olefin-Copolymere (LLDPE) oder Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Polypropylen und deren Gemische sowie Polyester.
  • Die Kunstharzschicht kann Weißpigmente wie Titandioxid sowie weitere Hilfsstoffe wie optische Aufheller, Farbstoffe und Dispergierhilfsmittel enthalten. Das Auftragsgewicht der Kunstharzschicht kann 5 bis 50 g/m2 betragen, insbesondere 10 bis 45 g/m2. Die Kunstharzschicht kann einschichtig extrudiert oder mehrschichtig coextrudiert werden. Die Extrusionsbeschichtung kann mit Maschinengeschwindigkeiten bis 600 m/min erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Kunstharzschicht eine Polymerfolie oder biaxial orientierte Polymerfolie sein. Besonders gut geeignet sind Polyethylen- oder Polypropylenfolien mit einer porösen Kernschicht und mindestens einer auf mindestens einer Seite der Kernschicht angeordneten unpigmentierten oder weißpigmentierten porenfreien Oberflächenschicht. Die Polymerfolie kann in einem Extrusionsvorgang auf das Rohpapier auflaminiert werden, wobei gleichzeitig ein Haftvermittler, beispielsweise Polyethylen, eingesetzt werden kann. Die Polymerfolie kann auf der Vorder- und/oder Rückseite auflaminiert werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Kunstharzschicht mindestens auf der Rückseite des Rohpapiers aufgetragen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Rückseite des Rohpapiers mit einem klaren, d.h. pigmentfreien Polyolefin, insbesondere Polyethylen, beschichtet. Besonders bevorzugt wird ein Polyethylengemisch aus LDPE und HDPE, wobei das Mengenverhältnis LD/HD 9:1 bis 1:9, insbesondere 3:7 bis 7:3 beträgt. Das in der rückseitigen Kunstharzschicht verwendete HDPE weist eine Dichte von mehr als 0,935 g/cm3 auf. Das Auftragsgewicht der rückseitigen Kunstharzschicht kann 5 bis 50 g/m2 oder 10 bis 50 g/m2 betragen, insbesondere 10 bis 45 g/m2 oder gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform 20 bis 45 g/m2. Die Dicke der rückseitigen Kunstharzschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 48 µm, insbesondere 9 bis 38 µm.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Vorderseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht beschichtet, die mindestens 50 Gew.%, insbesondere 80 Gew.% eines Polyethylens niedriger Dichte mit einer Dichte von 0,935 g/cm3 oder weniger, insbesondere 0,910 bis 0,930 g/cm3 und einem Schmelzindex von 1 bis 20 g/10 min, bezogen auf die Kunstharzschicht, enthält. Die vorderseitige Kunstharzschicht kann bis 20 Gew.% eines Weißpigments, insbesondere 2 bis 10 Gew.%, enthalten, bezogen auf die Masse der Schicht.
  • Das Auftragsgewicht der vorderseitigen Kunstharzschicht kann 5 bis 50 g/m2 oder 10 bis 50 g/m2, insbesondere 10 bis 30 g/m2, betragen. Die Dicke der vorderseitigen Kunstharzschicht kann vorzugsweise 5 bis 47 µm, insbesondere 9 bis 28 µm, betragen.
  • Die Rückseite des Schichtträgers kann auch weitere Funktionsschichten wie eine Antistatikschicht, eine Anticurl-Schicht, eine die Bedruckbarkeit der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials verbessernde Schicht oder eine den Blatteinzug im Drucker verbessernde Schicht aufweisen. Die Funktionsschichten können vor oder nach der Perforation der rückseitigen Kunstharzschicht auf die Rückseite aufgetragen werden. Sie enthalten vorzugsweise latexhaltige Bindemittel wie Styrol/Buta-dien-, Styrol/Acrylat-Latex und gegebenenfalls weitere Komponenten, beispielsweise Mattierungsmittel, Abstandshalter, Pigmente, Farbstoffe, Vernetzungsmittel und Netzmittel. Aber auch andere Bindemittel wie Polyvinylalkohole oder Cellulose-Derivate können eingesetzt werden. Das Auftragsgewicht der Funktionsschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 3 g/m2, insbesondere 0,1 bis 2 g/m2.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zwischen dem Rohpapier und der Kunstharzschicht eine weitere Schicht angeordnet sein, die ein hydrophiles Bindemittel enthält. Besonders geeignet sind hierzu filmbildende Stärken wie thermisch modifizierte Stärken, insbesondere Maisstärken oder hydroxypropylierte Stärken. In einer bevorzugten Form der Erfindung werden niedrigviskose Stärke-Lösungen eingesetzt, wobei die Brookfield-Viskositä-ten, in einem Bereich von 50 bis 600 mPas (25%ige Lsg. 50°C/100 UpM), insbesondere 100 bis 400 mPas, vorzugsweise 200 bis 300 mPas, liegen. Die Brookfield-Viskosität wird gemäß ISO 2555 gemessen. Vorzugsweise enthält das Bindemittel keinen synthetischen Latex. Durch das Fehlen eines synthetischen Bindemittels wird die Wiederverwertung von Stcffabfällen ohne vorherige Aufbereitung ermöglicht.
  • Die ein hydrophiles Bindemittel enthaltende Schicht kann vorzugsweise weitere Polymere enthalten wie Polyamidcopolymere und/oder Polyvinylamin-Copolymere. Das Polymer kann in einer Menge von 0,4 bis 5 Gew.%, bezogen auf die Masse des Pigments, eingesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Menge dieses Polymers 0,5 bis 1,5 Gew.%.
  • Die das hydrophile Bindemittel enthaltende Schicht kann direkt auf der Vorderseite des Rohpapiers oder auf der Rückseite des Rohpapiers angeordnet sein. Sie kann als Einzelschicht oder mehrschichtig auf das Rohpapier aufgetragen werden. Die Beschichtungsmasse kann mit allen in der Papierherstellung üblichen Auftragsaggregaten inline oder offline aufgebracht werden, wobei die Menge so gewählt wird, dass nach dem Trocknen das Auftragsgewicht pro Schicht höchstens 20 g/m2, insbesondere 8 bis 17 g/m2, oder gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform 2 bis 6 g/m2 beträgt.
  • Die zwischen dem Rohpapier und der Kunstharzschicht der Vorderseite angeordnete Schicht kann vorzugsweise ein Pigment enthalten. Das Pigment kann aus einer Gruppe der Metalloxide, Silikate, Carbonate, Sulfide und Sulfate ausgewählt werden. Besonders gut geeignet sind Pigmente wie Kaoline, Talkum, Calciumcarbonat und/oder Bariumsulfat.
  • Besonders bevorzugt ist ein Pigment mit einer engen Korngrößenverteilung, bei der mindestens 70 % der Pigmentpartikeln eine Größe von kleiner als 1µm aufweisen. Um den erfindungsgemäßen Effekt zu erreichen, soll der Anteil des Pigments mit der engen Korngrößenverteilung an der gesamten Pigmentmenge mindestens 5 Gew.% betragen, insbesondere 10 bis 90 Gew.%. Besonders gute Ergebnisse sind mit einem Anteil von 30 bis 80 Gew.% des Gesamtpigments zu erreichen.
  • Unter einem Pigment mit einer engen Korngrößenverteilung werden erfindungsgemäß auch Pigmente mit einer Korngrößenverteilung verstanden, bei der mindestens etwa 70 Gew.% der Pigmentpartikel eine Größe von kleiner als etwa 1 µm aufweist und bei 40 bis 80 Gew.% dieser Pigmentpartikeln die Differenz zwischen dem Pigment mit der größten Korngröße (Durchmesser) und dem Pigment der kleinsten Korngröße kleiner als etwa 0,4 µm ist. Als besonders vorteilhaft erwies sich ein Calciumcarbonat mit einem d50%-Wert von etwa 0,7 µm.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Pigmentmischung eingesetzt werden, die aus dem oben genannten Calciumcarbonat und Kaolin besteht. Das Mengenverhältnis Calciumcarbonat/Kaolin beträgt vorzugsweise 30:70 bis 70:30.
  • Das Mengenverhältnis Bindemittel/Pigment in der Schicht kann 0,1 bis 2,5, vorzugsweise 0,2 bis 1,5, insbesondere jedoch etwa 0,9 bis 1,3 betragen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Rohpapier oder das mit der ein hydrophiles Bindemittel und ein Pigment enthaltenden Schicht beschichtetes Rohpapier im ersten Schritt von der Rückseite mit einer Kunstharzschicht beschichtet und perforiert werden, bevor es im nächsten Schritt von der Vorderseite mit einer Kunstharzschicht und anschließend mit mindestens einer Bildaufzeichnungsschicht versehen wird. Der Perforierungsvorgang kann mit Hilfe einer Walze, deren Oberfläche mit Nadeln oder messerähnlichen Erhebungen versehen ist, durchgeführt werden. Diese Reihenfolge hat den Vorteil, dass die Ränder der Perforationslöcher sich auf der vorderseitigen Kunstharzschicht nicht abzeichnen und damit die Oberflächenqualität nicht negativ beeinflussen können.
  • Der erfindungsgemäße harzbeschichtete Papierträger ist für alle Bildaufzeichnungsschichten prinzipiell geeignet. Insbesondere jedoch wird der harzbeschichtete Papierträger für poröse Bildaufzeichnungsschichten eingesetzt, die feine anorganische und/oder organische Pigmentpartikel und ein hydrophiles Bindemittel enthalten. Erfindungsgemäß geeignete Pigmente der Bildaufzeichnungsschicht sind beispielsweise Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxidhydroxid, Aluminiumoxid-Hydrat, Siliciumdioxid, Magnesiumhydroxid, Kaolin, Titandioxid, Zinkoxid, Zinkhydroxid, Calciumsilikat, Magnesiumsilikat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat und Bariumsulfat. Die Menge des Pigments in der Tintenaufnahmeschicht kann 40 bis 95 Gew.%, vorzugsweise 60 bis 90 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der getrockneten Schicht, betragen.
  • Die Teilchengrößenverteilung des Pigments der Tintenaufnahmeschicht beträgt vorzugsweise weniger als 1000 nm, insbesondere jedoch 50 bis 500 nm. Die mittlere Teilchengröße der primären Teilchen beträgt vorzugsweise weniger als 100 nm, insbesondere weniger als 50 nm.
  • Die Tintenaufnahmeschicht enthält ein wasserlösliches und/oder wasserdispergierbares Bindemittel. Geeignete Bindemittel sind beispielsweise Polyvinylalkohol, vollständig oder teilweise verseift, kationisch modifizierter Polyvinylalkohol. SilylGruppen aufweisender Polyvinylalkohol, Acetalgruppen aufweisender Polyvinylalkohol, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Carboxymethylcellulose, Polyethylenglykol, Styrol/ Butadien-Latex und Styrol/Acrylat-Latex. Besonders bevorzugt sind voll- oder teilweise verseifte Polyvinylalkohole. Die Menge des Bindemittels kann 60 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 50 bis 10 Gew.%, insbesondere jedoch 35 bis 8 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der getrockneten Schicht, betragen.
  • Die Tintenaufnahmeschicht kann übliche Additive und Hilfsmittel enthalten wie Vernetzungsmittel, ionische und/oder nichtionische oberflächenaktive Substanzen, farbstoff-fixierende Mittel wie Polyammoniumverbindungen, UV-Absorber, Antioxidationsmittel und andere Lichtstablität- und Gasresistenz verbessernde Mittel sowie andere Hilfsmittel.
  • Das Auftragsgewicht der Tintenaufnahmeschicht kann 5 bis 60 g/m2, vorzugsweise 10 bis 50 g/m2, besonders bevorzugt 20 bis 40 g/m2, betragen.
  • Die Bildaufzeichnungsschicht kann einschichtig oder mehrschichtig sein. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Bildaufzeichnungsschicht aus einer tintenabsorbierenden unteren Schicht und einer farbstofffixierenden oberen Schicht aufgebaut sein.
  • Erfindungsgemäß geeignete Pigmente der tintenabsorbierenden unteren Schicht sind beispielsweise Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Aluminiuoxidhydroxid, Aluminiumoxidhydrat, Kieselsäure, Bariumsulfat und Titandioxid. In der unteren Schicht ist ein Pigment auf der Basis von Aluminiumoxid und/oder Aluminiumoxidhydroxid besonders bevorzugt. Ein solches Pigment kann kationisch modifiziert sein. Die Konzentration des Pigments in der tintenabsorbierenden Schicht beträgt 65 bis 95 Gew.%, vorzugsweise etwa 70 bis 90 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der getrockneten Schicht.
  • Die Korngrößenverteilung des Pigments der tintenabsorbierenden Schicht kann vorzugsweise im Bereich von 70 bis 1000 nm, vorzugsweise 130 bis 400 nm, besonders bevorzugt 150 bis 350 nm liegen. Die mittlere Teilchengröße des Pigments der tintenabsorbierenden Schicht kann 240 bis 350 nm, vorzugsweise 270 bis 330 nm, betragen.
  • Erfindungsgemäß geeignete Pigmente der farbstofffixierenden Schicht sind beispielsweise Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid-Hydrat, Kieselsäure, Bariumsulfat und Titandioxid. Die Konzentration des Pigments in der farbstofffixierenden Schicht kann 70 bis 95 Gew.%, vorzugsweise 80 bis 90 Gew.%, betragen.
  • Die Korngrößenverteilung des Pigments der farbstofffixierenden Schicht kann vorzugsweise im Bereich von 50 bis 200 nm, vorzugsweise 70 bis 120 nm, liegen. Die mittlere Teilchengröße des Pigments der farbstofffixierenden Schicht kann vorzugsweise 70 bis 120 nm, insbesondere um 100 nm betragen.
  • Die tintenabsorbierende und die farbstofffixierende Schicht enthalten ein wasserlösliches und/oder wasserdispergierbares polymeres Bindemittel. Geeignete Bindemittel sind beispielsweise Polyvinylalkohol, vollständig oder teilweise verseift, kationisch modifizierter Polyvinylalkohol, Silylgruppen aufweisender Polyvinylalkohol, Acetalgruppen aufweisender Polyvinylalkohol, Acetatgruppen aufweisender Polyvinylalkohol, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Carboxymethylcellulose, Polyethylenglykol, Styrol/Butadien-Latex und Styrol/Acrylat-Latex. Die Menge des Bindemittels in der farbstofffixierenden und der tintenabsorbierenden Schicht beträgt jeweils 5 bis 35 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der getrockneten Schicht.
  • Beide Schichten können übliche Additive und Hilfsmittel enthalten wie Tenside, Vernetzungsmittel und farbstofffixierende Mittel.
  • Die Auftragsgewichte der tintenabsorbierenden und der farbstofffixierenden Schicht können 10 bis 60 g/m2, vorzugsweise 20 bis 50 g/m2, betragen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können auf die Bildaufzeichnungsschicht weitere Schichten wie Schutzschichten oder glanzverbessernde Schichten aufgetragen werden. Das Auftragsgewicht ist vorzugsweise kleiner als 1 g/m2.
  • Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern:
    • Beispiele Herstellung des Rohpapiers
  • Zur Herstellung des Rohpapiers wurde ein Eukalyptus-Zellstoff eingesetzt. Zur Mahlung wurde der Zellstoff als etwa 5 %ige wässrige Suspension (Dickstoff) mit Hilfe eines Refiners auf einen Mahlgrad von 36 °SR gemahlen. Die mittlere Faserlänge betrug 0,64 mm. Die Konzentration der Zellstofffasern im Dünnstoff betrug 1 Gew.%, bezogen auf die Masse der Zellstoffsuspension. Dem Dünnstoff wurden Zusatzstoffe zugesetzt wie ein neutrales Leimungsmittel Alkylketendimer (AKD)in einer Menge von 0,48 Gew.%, Nassfestmittel Polyamin-Polyamid-Epichlörhydrinharz (Kymene(r)) in einer Menge von 0,36 Gew.% und ein natürliches CaCO3 in einer Menge von 10 Gew.%.
  • Die Mengenangaben beziehen sich auf die Zellstoffmasse.
  • Der Dünnstoff, dessen pH-Wert auf etwa 7,5 eingestellt wurde, wurde vom Stoffauflauf auf das Sieb der Papiermaschine gebracht, worauf die Blattbildung unter Entwässerung der Bahn in der Siebpartie der Papiermaschine erfolgte. In der Pressenpartie erfolgte die weitere Entwässerung der Papierbahn auf einen Wassergehalt von 60 Gew.%, bezogen auf das Bahngewicht. Die weitere Trocknung erfolgte in der Trockenpartie der Papiermaschine mit beheizten Trockenzylindern. Es entstand ein Rohpapier mit einem Flächengewicht von 160 g/m2 und einer Feuchte von etwa 7%.
    • Beispiel 1
  • Die Rückseite des Rohpapiers wurde mit einem pigmentfreien Kunstharzgemisch aus 40 Gew. eines Polyethylens niedriger Dichte (LDPE, d=0,923 g/cm3) und 60 Gew.% eines Polyethylens hoher Dichte (HDPE, d=0,964 g/cm3) in einem Laminator beschichtet. Die Beschichtung erfolgte in einem Laminator bei einer Extrusionsgeschwindigkeit von 250 m /min. Die Dicke der Schicht betrug 17 µm. Im Anschluss an den Extrusionsvorgang wurde die rückseitige Kunstharzschicht mit einer Walze, deren Oberfläche mit kleinen nadelähnlichen Erhebungen ausgestattet war, perforiert. Die Perforation wurde so ausgeführt, dass die Eindringtiefe 47 µm betrug.
  • Die Vorderseite des auf diese Weise hergestellten Papierträger wurde mit einer wässrige Beschichtungsmasse beschichtet, die 90 Gew.% Aluminiumoxid mit einer spezifischen Oberfläche von 130 m2/g, 9,9 Gew.% eines Polyvinylalkohols mit einem Verseifungsgrad von 88 Mol% und 0,1 Gew.% Borsäure enthielt. Die Beschichtungsmasse wurde mit Hilfe eines Schlitzgießers aufgetragen. Das Auftragsgewicht der erhaltenen Tintenaufnahmeschicht betrug 30 g/m2.
    • Beispiel 2
  • Die Rückseite des Rohpapiers wurde mit einer Kunstharzschicht wie im Beispiel 1 beschichtet und perforiert. Nach dem Perforationsvorgang wurde die Vorderseite des Rohpapiers mit einem Kunstharzgemisch aus 71 Gew.% eines Polyethylens niedriger Dichte (LDPE, 0,923 g/cm3), 16 Gew.% eines TiO2-Masterbatches (50 Gew.% LDPE und 50 Gew.% Ti02) und 13 Gew.% weiterer Zusatzstoffe wie optische Aufheller, Ca-Stearat und Blaupigment mit einem Auftragsgewicht von etwa 17 g/m2 im Laminator bei einer Geschwindigkeit von etwa 250 m/min beschichtet. Die Dicke der vorderseitigen Kunstharzschicht betrug 17 µm. Anschließend wurde auf die vorderseitige Kunstharzschicht eine Tintenaufnahmeschicht wie im Beispiel 1 aufgetragen.
    • Beispiel 3
  • Das Rohpapier wurde auf der Vorderseite mit der unten näher spezifizierten Beschichtungsmasse beschichtet. Die Beschichtungsmasse (Feststoffgehalt: 21 Gew.%, pH-Wert=8,0, Viskosität: 50 mPas) wurde mit Hilfe einer Leimpresse aufgetragen. Das Auftragsgewicht nach Trocknung betrug 6,5 g/m2.
  • Die Beschichtungsmasse setzte sich aus folgenden Komponenten zusammen:
    Thermisch modifizierte Stärke*) 47,0 Gew. %
    CaCO3**) 26,4 Gew. %
    Kaolin***) 26,4 Gew. %
    Acroflex (r) VX 610 0, 2 Gew. %
    *) C-Film 07302 (Fa. Cargill)/Viskosität 234 mPas, gemessen bei 50°C/100 UpM/Spindel 2 an einer Lösung mit einem Feststoffgehalt von 25 Gew.%.
    **) CaCO3 mit 85 % Pigmentpartikel <1µm, (Covercarb(r) 85-ME, Fa. OMYA)
    ***) Kaolin mit 65 % Pigment <1µm, (Lithopriht(r) EM, Fa. OMYA)
  • Auf die Rückseite des pigmentgestrichenen Rohpapiers wurde eine Kunstharzschicht gemäß Beispiel 1 mit einer Dicke von 34 µm aufgetragen und perforiert. Die Perforationslöcher wiesen eine Eindringtiefe von 64 µm auf. Nach dem Perforationsvorgang erfolgte die Beschichtung der Vorderseite des pigmentgestrichenen Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht in einem Laminator wie im Beispiel 2. Die anschließende Beschichtung der Vorderseite mit einer Tintenaufnahmeschicht erfolgte wie im Beispiel 1.
    • Beispiel 4
  • Die Herstellung erfolgte wie im Beispiel 2 mit dem Unterschied, dass auf die Kunstharzschicht der Rückseite eine wässrige Beschichtungsmasse aufgetragen wurde, die 70 Gew.% Polyvinylalkohol mit einem Verseifungsgrad von 98 Mol% und 29,9 Gew.% kolloidale Kieselsäure sowie 0,1 Gew.% Borsäure enthielt. Das Auftragsgewicht des erhaltenen Strichs betrug 1 g/m2. Anschließend erfolgte die Perforierung der Rückseite, die Beschichtung der Vorderseite mit der Kunstharzschicht und der Tintenaufnahmeschicht gemäß Beispiel 2.
    • Vergleichsbeispiele Vergleichsbeispiel 1
  • Die Herstellung des Aufzeichnungsmaterials erfolgte wie im Beispiel 2, jedoch ohne Perforation der rückseitigen Kunstharzschicht.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Die Herstellung des Aufzeichnungsmaterials erfolgte wie im Beispiel 4, jedoch ohne Perforation der rückseitigen Kunstharzschicht.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Die Herstellung des Aufzeichnungsmaterials erfolgte wie im Beispiel 2, mit dem Unterschied, dass nicht die Rückseite, sondern die Vorderseite perforiert wurde.
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Die Herstellung erfolgte wie im Beispiel 2, mit dem Unterschied, dass eine pigmentfreie, Polyvinylalkohol enthaltende Tintenaufnahmeschicht aufgetragen wurde.
  • Prüfung der gemäß den Beispielen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Aufzeichnungsmaterialien
    • Messung des Migrationsverhaltens (Bleed)
  • Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungspapiere wurden in dem Ink-Jet-Drucker HP 8250 bedruckt und hinsichtlich der Farbortverschiebung untersucht.
  • Die Beurteilung der Migration kann entweder a) visuell oder b) durch Farbmessungen erfolgen, wobei sich die in der Tabelle gelisteten Zahlen auf Daten von Farbmessungen beziehen:
    1. a) Im Grenzbereich zwischen weißen unbedruckten Flächen und Bereichen mit hohen Aufträgen von Farben mittels Tintenstrahldruckern kann die Migration der Farbstoffe bei "Stapel"-Druck und abgedeckter Vorderseite anhand unerwünschter Verfärbungen der unbedruckten Bereiche visuell erkannt und anhand von Grenzmustern bewertet werden.
    2. b) Verlässlichere Bewertungen werden durch das Aufbringen von Testdrucken mit Tintenstrahldruckern auf dem mikroporösen Ink-Jet-Aufzeichnungspapier erzielt. Nach Abdecken des bedruckten Aufzeichnungspapiers mit der zu prüfenden Rückseite des Testpapiers (hier: das zu prüfende erfindungsgemäße Aufzeichnungspapier) und Lagerung des "Stapels" (24 Stunden lang) werden die Farbwerte definierter Messfelder auf dem bedruckten Papier gemessen. Ebenfalls werden die Farbwerte analog gedruckter Messfelder nicht abgedeckter Papiere gemessen. Die resultierenden Farbdifferenzen, angegeben als ΔE - Werte zwischen abgedecktem und nicht abgedecktem Muster, sind dann ein Maß für die Migration. Kleine ΔE-Werte zeigen eine geringe Migrationsneigung der Farben im Stapel an. Die ΔE-Werte sind Mittelwerte über die 4 Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Sie lassen sich mit folgender Formel berechnen: ΔE = √ L ⁢ 1 - L ⁢ 2 2 + a ⁢ 1 - a ⁢ 2 2 + b ⁢ 1 - b ⁢ 2 2
      Figure imgb0001
  • Die Messungen erfolgten mit Hilfe des Farbmessgerätes Gretag MacBeth Spectrolino.
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise und der hier beschriebene Test ist nur für mikroporöse Ink-Jet-Papiere anwendbar. Wird eine binderreiche Farbempfangsschicht auf den erfindungsgemäßen Papierträger aufgetragen und nach dem Bedrucken abgedeckt und gelagert, so verklebt die bedruckte Seite des Papiers mit der Rückseite des darüber liegenden Papiers; die Migration kann dann nicht mehr bewertet werden.
    • Prüfergebnisse
  • Beispiele ΔE
    Beispiel 1 4,54
    Beispiel 2 4,86
    Beispiel 3 4,68
    Beispiel 4 5,03
    Vergleichsbeispiel 1 20,86
    Vergleichsbeispiel 2 14,01
    Vergleichsbeispiel 3 19,95

Claims (13)

  1. Aufzeichnungsmaterial, enthaltend ein auf mindestens der Rückseite mit einem Kunstharz beschichtetes Rohpapier und mindestens eine poröse Bildaufzeichnungsschicht auf der Vorderseite des Rohpapiers, dadurch gekennzeichnet, dass nur die rückseitige Kunstharzschicht perforiert ist, wobei die Perforationslöcher bis in das Rohpapier reichen, die Eindringtiefe der Perforationslöcher höchstens A + 0,75 x B beträgt (A = Dicke der Kunstharzschicht, B = Dicke des Rohpapiers) beträgt und der Anteil der perforierten Fläche an der Gesamtfläche der Kunstharzschicht 0,1 bis 2 % und die Fläche der Perforationslöcher 0,005 bis 1,0 mm2 beträgt.
  2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohpapier bis 40 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf die Zellstoffmasse, enthält.
  3. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rohpapier und der Kunstharzschicht eine weitere Schicht angeordnet ist, die ein hydrophiles Bindemittel enthält.
  4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht ein Pigment aus der Gruppe der Metalloxide, Silikate, Carbonate, Sulfite und Sulfate enthält.
  5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufzeichnungsschicht feine anorganische Partikel und ein hydrophiles Bindemittel enthält.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials, das ein mindestens auf der Rückseite mit einer Kunstharzschicht beschichtetes Rohpapier und mindestens eine poröse Bildaufzeichnungsschicht enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Arbeitsschritte enthält:
    - Beschichtung der Rückseite des Rohpapiers mit einer Kunstharzschicht,
    - Perforierung der rückseitigen Kunstharzschicht, wobei die Eindringtiefe der Perforationslöcher höchstens A + 0,75 x B beträgt (A = Dicke der Kunstharzschicht, B = Dicke des Rohpapiers) und der Anteil der perforierten Fläche an der Gesamtfläche der Kunstharzschicht 0,1 bis 2 % und die Fläche der Perforationslöcher 0,005 bis 1,0 mm2 beträgt,
    - Beschichtung der Vorderseite des Rohpapiers mit mindestens einer porösen Bildaufzeichnungsschicht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorderseite des Rohpapiers eine Kunstharzschicht angeordnet ist, auf der mindestens eine poröse Bildaufzeichnungsschicht ausgebildet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohpapier auf mindestens einer Seite mit einer ein hydrophiles Bindemittel und ein Pigment enthaltenden Schicht versehen ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die perforierte rückseitige Schicht eine weitere Funktionsschicht aufgetragen ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht ein wasserlösliches und/oder wasserdispergierbares Bindemittel und ein Pigment enthält.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Styrol/Butadien-Latex, ein Styrol/Acrylat-Latex, ein Polyvinylalkohol und/oder ein Cellulose-Derivat ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsgewicht der Funktionsschicht. 0,05 bis 3 g/m2, insbesondere 0,1 bis 2,0 g/m2, beträgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufzeichnungsschicht feine anorganische Partikel und ein hydrophiles Bindemittel enthält.
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