DE19628341A1 - Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahldruck - Google Patents
Aufzeichnungsmaterial für TintenstrahldruckInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für den Tin
tenstrahldruck mit mindestens einem temporären flächenförmigen
Trägermaterial und einer darauf angeordneten porösen, durch
Wärmeeinwirkung verfilmbaren Aufzeichnungsschicht. Nach dem
Erzeugen von Aufzeichnungen auf dem Aufzeichnungsmaterial
mittels Tintenstrahldruckverfahrens kann die Aufzeichnungs
schicht durch Wärmeeiwirkung verfilmt und ein selbsttragender
Film ausgebildet werden, der vom temporären Träger bei Raum
temperatur leicht abgelöst werden kann.
In DE-A-30 18 342 wird ein synthetisches Papier für den Tin
tenstrahldruck beschrieben, das nach dem Bedrucken im Injet
drucker durch Wärmeeinwirkung transparentisiert wird, um mehr
farbige Tintenstrahlaufzeichnungen mit hoher Aufzeichnungs
dichte, guter Farbwiedergabe und hoher Wasserfestigkeit zu
erhalten. Erst durch das nachträgliche Aufschmelzen wird der
zunächst blaß erscheinende Ausdruck kontrastreich und wasser
fest. Diese Art Papiere haben dann den Nachteil der geringen
Opazität (hohe Transparenz). Diesen Nachteil versuchen die
Erfinder durch zwei- oder dreischichtige Papiere mit nicht
transparentisierbarer opaker Schicht und transparentisierbarer
äußerer Schicht(en), die aus Kunststoffen bestehen, zu besei
tigen. Fasern enthaltende Aufzeichnungsschichten ergeben
jedoch immer ein unzureichendes Druckbild in Bezug auf defi
nierte Tüpfeldurchmesser und Auslaufen der Tinte in der Auf
zeichnungsoberfläche.
In EP-A-0 575 644 wird eine mikroporöse Beschichtung durch
Ausbildung einer offenporigen Polymermatrix beim Überschreiten
der Löslichkeitsgrenzen des gewählten Polymers im Lösungsmit
tel(gemisch) oder durch Zusammensintern von einzelnen Polymer
partikeln beschrieben. Diese Beschichtung soll auch im Tinten
strahldruck bedruckbar sein, wobei die Beschichtung nach der
Bedruckung durch Wärme, Druck oder Lösemittel transparen
tisiert werden kann und dabei die Tintenfarbstoffe verkapselt
werden. Vorteil ist die nach der Transparentisierung vorhan
dene erhöhte Dauerhaftigkeit der Ausdrucke, insbesondere ein
dauerhaftes Auflösungsvermögen. Die Herstellung derartiger
Schichten ist äußerst schwierig, da Fällungsreaktionen von
Polymeren bzw. ein Zusammensintern von Polymeren nur schwierig
zu steuern sind.
EP-B-0 227 234 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungs
material mit einer äußeren, porösen Tintentransportschicht und
einer darunter angeordneten Tintenabsorptionsschicht auf einem
bevorzugt transparenten Träger. Beim Bedrucken dringt die
Tinte durch die Transportschicht durch und wird in der dar
unter gelegenen Absorptionsschicht fixiert. In einer beson
deren Ausführungsform kann nach dem Bedrucken die Tintentrans
portschicht durch Hitze und Druck transparentisiert werden, um
das Bild auch von der bedruckten Seite mit hoher Brillanz
betrachten zu können. Es ist auch möglich, die aufgeschmolzene
Transportschicht beim Aufschmelzprozeß an ein Substrat zu kle
ben, um das Bild auf diesem zu befestigen. Hierbei ist nicht
vorgesehen, daß der Träger der Beschichtungen - eine Polyester
folie - abgezogen werden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens
ist, daß die Tintenabsorptionsschicht wasserlösliche oder
quellbare Polymere enthält, die unter Feuchteinfluß zur
Zerstörung der Haftung und des Druckbildes neigen.
EP-A-648 611 offenbart ein dreischichtiges Tintenstrahlauf
zeichnungsmaterial, bestehend aus einem temporären Träger mit
einer Tintenempfangsschicht und einer darauf aufgebrachten
(Heiß-)Kleberschicht. Nach Aufkleben des unbedruckten Auf
zeichnungsmaterials auf ein gegebenes Substrat wird der
temporäre Träger, der zusätzlich eine Trennschicht tragen
kann, abgezogen und die Tintenaufnahmeschicht wird frei zur
Bedruckung. Nachteil dieser Erfindung ist die Verwendung von
wasserlöslichen Tintenaufnahmeschichten und die Notwendigkeit
der aufwendigen Übertragung vor dem Bedrucken.
In DE-A-195 38 675 wird eine Overheadprojektorfolie beschrie
ben mit Beschichtungen, die nach dem Bedrucken zusammenhängend
von dem Träger abgezogen werden können, um wiederverwendet
oder dem Recycling zugeführt werden zu können.
Der Tintenstrahldruck hat in den letzten Jahren weite Verbrei
tung gefunden. Insbesondere in Geschäftsbetrieben aber auch im
privaten Bereich werden diese Drucker, die meistens auch
farbig drucken können, eingesetzt. Ein weiteres Anwendungs
gebiet sind großflächige Drucke, die mit breiten Tintenstrahl
druckern erstellt werden können. Diese finden Einsatz z. B. in
der Werbung, dem Messebau, als Ersatz von Großfotos etc.
Übliche Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien bestehen deshalb
aus einem Träger, der eine Spezialbeschichtung trägt, um die
zumeist wäßrigen Tinten schnell zu absorbieren und ein
scharfes und brillantes Bild zu liefern.
Für Anwendungen im Außenbereich bei andauerndem Wasser-,
Feuchte- und Lichteinfluß sind bisher bekannte, beschichtete
Aufzeichnungsmaterialien für den Tintenstrahldruck nicht
geeignet, da die aufgebrachten Druckbilder unbeständig sind
gegen die genannten Umwelteinflüsse. Die zur Fixierung von den
oft verwendeten löslichen anionischen Tintenfarbstoffen not
wendigen Fixiermittel verbessern zwar bei porösen Beschich
tungen, z. B. auf SiO₂-Basis, die Wasserfestigkeit, verringern
jedoch meist die Licht- und Oxidationsbeständigkeit der Auf
zeichnungen. Glänzende Folien- und Papierbeschichtungen
bestehen aus wasserlöslichen oder wasserquellbaren, z. T. auch
vernetzten Beschichtungen, die jedoch nach der Bedruckung
extrem wasserempfindlich bleiben und somit für ungeschützten
Außeneinsatz nicht geeignet sind.
Um einen Schutz gegen Umwelteinflüsse aufzubringen, ist es
üblich, Laminierfolien heiß oder kalt über der Aufzeichnung
anzubringen oder eine Überlackierung vorzunehmen. Beide Ver
fahren sind aufwendig und erfordern aufeinander abgestimmte
Materialien, um optimale Effekte zu erzielen. Auch mit diesen
Methoden behandelte Tintenstrahldrucke bleiben im Falle von
wasserlöslichen oder wasserquellbaren Beschichtungen zumindest
vom Rand her gegenüber Wasser empfindlich, sofern der Rand
nicht gezielt versiegelt wird. Die Lichtbeständigkeit kann
zwar durch Überlaminierung bzw. -lackierung gesteigert werden,
bleibt jedoch begrenzt, da z. B. die zur Fixierung verwendeten
kationischen Polymere in der Tintenaufzeichnungsschicht einen
negativen Einfluß ausüben. Im Falle von pigmentierten Tinten
strahltinten sind die feinteiligen Farbpigmente (Teilchengröße
< 0,2 µm) zwar meist deutlich lichtbeständiger, jedoch können
die Pigmentteilchen aufgrund des geringen Bindemittelanteils
in den Tinten nicht wirklich wasser- und abriebfest fixiert
werden. Auch bei Verwendung dieser Tinten für Drucke für den
Außenbereich ist deshalb ein Schutzüberzug notwendig.
Bisher haben herkömmliche Tintenstrahldrucke aufgrund der
geschilderten Nachteile nur sehr begrenzt Einsatz im Außen
bereich finden können. Konventionelle Druckverfahren wie der
Siebdruck sind jedoch erst von einer bestimmten Auflage an
wirtschaftlich, so daß ein großer Bedarf an Tintenstrahl
drucken vor allem bei kleinen Auflagen für die Außenanwendung
besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aufzeichnungs
material für Tintenstrahldruck mit wäßrigen Tinten zur Verfü
gung zu stellen, das alle Anforderungen für den Außeneinsatz
erfüllt und darauf erzeugte Aufzeichnungen jeder Art von
Feuchte- oder Wasser-, Licht- und Oxidationseinfluß für eine
ausreichende Zeit widerstehen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Aufzeichnungsmaterial für
das Tintenstrahlverfahren mit wäßrigen Tinten, enthaltend
mindestens ein flächenförmiges temporäres Trägermaterial für eine Tintenaufnahmeschicht und
eine auf der Oberfläche des Trägermaterials angeordnete poröse Tintenaufnahmeschicht, die aus 60-95 Gew.-% feinen thermopla stischen Kunststoffteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm bis 40 µm, bevorzugt 5 µm bis 20 µm und 5 bis 40 Gew.-% filmbildendem Bindemittel und ggf. weiteren in Tinten aufnahmeschichten üblichen anorganischen Pigmenten/Füllstoffen und Hilfs- und Zusatzstoffen besteht, und
die Tintenaufnahmeschicht durch Einwirkung von Wärme in einen zusammenhängenden selbsttragenden Film aus verschmolzenen oder zusammengesinterten Kunststoffteilchen umwandelbar ist, wobei der durch Wärmebehandlung gebildete selbsttragende Film bei Raumtemperatur von temporärem Trägermaterial mit einer Trenn kraft von 10 cN/50 mm bis 800 cN/50 mm ablösbar ist.
mindestens ein flächenförmiges temporäres Trägermaterial für eine Tintenaufnahmeschicht und
eine auf der Oberfläche des Trägermaterials angeordnete poröse Tintenaufnahmeschicht, die aus 60-95 Gew.-% feinen thermopla stischen Kunststoffteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm bis 40 µm, bevorzugt 5 µm bis 20 µm und 5 bis 40 Gew.-% filmbildendem Bindemittel und ggf. weiteren in Tinten aufnahmeschichten üblichen anorganischen Pigmenten/Füllstoffen und Hilfs- und Zusatzstoffen besteht, und
die Tintenaufnahmeschicht durch Einwirkung von Wärme in einen zusammenhängenden selbsttragenden Film aus verschmolzenen oder zusammengesinterten Kunststoffteilchen umwandelbar ist, wobei der durch Wärmebehandlung gebildete selbsttragende Film bei Raumtemperatur von temporärem Trägermaterial mit einer Trenn kraft von 10 cN/50 mm bis 800 cN/50 mm ablösbar ist.
Vorzugsweise beträgt die 10 cN/50 mm bis 400 cN/50 mm, ganz
besonders bevorzugt 10 cN/50 mm bis 200 cN/50 mm Probenbreite.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Aufzeich
nungsmaterial für das Tintenstrahlverfahren mit wäßrigen Tin
ten ein flächenförmiges temporäres Trägermaterial auf einer
Oberfläche des Trägermaterials eine Haftkleberschicht und auf
dieser eine poröse Tintenaufnahmeschicht, die aus 60-95 Gew.-%
feinen thermoplastischen Kunststoffteilchen mit einer mitt
leren Teilchengröße von 0,5 µm bis 40 µm, bevorzugt 5 µm-20 µm
und 5-40 Gew.-% filmbildendem Bindemittel und ggf. weiteren
in Tintenaufnahmeschichten üblichen anorganischen Pigmen
ten/Füllstoffen und Hilfs- und Zusatzstoffen besteht.
Die Tintenaufnahmeschicht ist durch Wärmeeinwirkung in einen
zusammenhängenden selbsttragenen Film aus miteinander
verschmolzenen oder zusammengesinterten Kunststoffteilchen
umwandelbar. Die Haftung zwischen dem temporären Träger
material und der Haftkleberschicht ist geringer als die Haf
tung zwischen Haftkleber und verfilmter Tintenaufnahmeschicht.
Nach Ablösen des temporären Trägermaterials wird ein Film mit
einer Haftkleberbeschichtung erhalten, der mittels des Haftkle
bers an anderen Aufnahmeflächen befestigbar ist.
Das Laminat aus temporärem Trägermaterial, Haftkleberschicht
und Tintenaufnahmeschicht kann zusätzlich zwischen der Tinten
aufnahmeschicht und der Haftkleberschicht noch eine dort ange
ordnete Kunststoffolie aufweisen. Durch die Wärmeeinwirkung
und ggf. Druckeinwirkung zum Verfilmen der Tintenaufnahme
schicht und Umwandeln derselben in einen selbsttragenden
zusammenhängenden Film wird der gebildete Film gleichzeitig
fest mit der Kunststoffolie verbunden. Die geringste Haftung
der Schichten des Laminats aneinander weist das temporäre Trä
germaterial am Haftkleber auf, so daß das Laminat ohne Zerstö
rung von Schichten nur an der Grenzfläche Haftkleber/tempo
räres Trägermaterial bei Raumtemperatur trennbar ist. Die
Festigkeit des aus der Tintenaufzeichnungsschicht gebildeten
selbsttragenden Films ist durch die damit verbundene Kunst
stoffolie verbessert.
Die Trennkraft zwischen temporärem Trägermaterial und Haft
kleberschicht bei diesen Ausführungsformen liegt im Bereich
derjenigen der üblichen Abdeckung von Haftklebern mit Abdeck
papieren vor deren Gebrauch, beispielweise im Bereich von 10
cN/50 mm bis 200 cN/50 mm Probenbreite.
Um das Ablösen des temporären Trägermaterials von dem Haft
kleber verfilmten Tintenaufnahmeschicht oder dem Haftkleber zu
erleichtern, kann die Kontaktoberfläche des temporären Träger
materials mit einem üblichen Trennmittel versehen sein.
Geeignete Trennmittel sind Silicone oder für diesen Zweck be
kannte Chromverbindungen.
Bevorzugte temporäre Trägermaterialien sind mit Siliconen im
prägniertes und/oder beschichtetes Papier oder eine mit Sili
conen beschichtete Kunststoffolie.
Das temporäre Trägermaterial kann aber auch ein mit silicon
freien synthetischen Polymeren beschichtetes Papier oder eine
Folie aus siliconfreien Polymeren sein.
Derartige geeignete synthetische Polymere sind beispielsweise
Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Copolymere derselben,
aber auch Cellulosederivate.
Die Ausbildung einer die Trennung erleichternden dünnen
Beschichtung auf der Oberfläche des temporären Trägers ist
dann bevorzugt, wenn die poröse verfilmbare Tintenaufnahme
schicht beim Verfilmen durch Hitzeeinwirkung direkt auf eine
Aufnahmefläche übertragen und an ihr befestigt werden soll.
Mit dieser Ausführungsform der Erfindung können wärmebeständi
ge Oberflächen im Transferverfahren bedruckt werden. Dazu ge
hören beispielsweise Metalloberflächen, Keramikmaterial, aus
reichend wärmebeständige Kunststoffe aber auch Textilien aus
Baumwolle.
Die dünne Schicht auf dem temporären Träger ist so ausge
bildet, daß nach dem Verfilmen eine Trennfuge vorhanden ist,
die das Abziehen von der verfilmten, übertragenen Tintenauf
nahmeschicht mit Trennkräften von 50 cN/50 mm bis 800 cN/50 mm
Probenbreite erlaubt. Ist die Trennkraft niedriger, besteht
das Risiko, daß die Tintenaufnahmeschicht bereits vor dem
Verfilmen bei der Handhabung und Bedrucken durch Teilablösung
beschädigt werden kann. Bei höherer Trennkraft ist das Abzie
hen des temporären Trägers von Hand auch bei kleineren Forma
ten kaum noch möglich.
Die Erfindung schließt auch ein Verfahren zum Herstellen was
serfester und lichtbeständiger Aufzeichnungen auf einem Auf
zeichnungsmaterial durch Aufbringen wäßriger Tinte(n) mittels
Tintenstrahlverfahren auf die Tintenaufnahmeschicht des erfin
dungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials, wie es vorstehend allge
mein und nachfolgend noch detaillierter beschrieben ist, ein.
Dabei wird die mit Aufzeichnung versehene Tintenaufnahme
schicht mit Wärme und ggf. Druck beaufschlagt und die poröse
Tintenaufnahmeschicht in einen zusammenhängenden selbsttragen
den Film aus verschmolzenen oder zusammengesinterten Kunst
stoffteilchen ungewandelt. Der selbsttragende Film ist bei
Raumtemperatur vom temporären Trägermaterial ablösbar.
Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsma
terials mit weiteren Zwischenschichten erfolgt Trennung des
Laminats an der Kontaktfläche des temporären Trägermaterials
mit der benachbarten Haftkleberschicht.
Überraschend wurde gefunden, daß durch Verwendung von porösen
verfilmbaren Schichten als Tintenaufzeichnungsschicht auf tem
porärem Trägermaterial ein Aufzeichnungsmaterial für Tinten
strahldruck geschaffen wird, auf dem Aufzeichnungen erstellt
werden können, die nach dem Verfilmen alle Anforderungen für
Außeneinsatz erfüllen.
Hierzu gehören die Lichtbeständigkeit der Aufzeichnungen, die
Wasserfestigkeit, die mechanische Festigkeit des bedruckten
selbsttragenden Filmes, die Flexibilität des selbsttragenden
Filmes zur Beklebung auch unebener Oberflächen, die leichte
Ablösbarkeit des selbsttragenden Filmes vom temporären Träger
sowie die leichte Applizierbarkeit mittels Haftkleber.
Vorteilhaft ist, daß bestimmte Ausführungsformen Transferdruck
ermöglichen.
Beim Verfilmen der Tintenaufnahmeschicht zu einem zusammenhän
genden selbsttragenden Film werden die von der Tintenaufnahme
schicht beim Bedrucken aufgenommenen Farbstoffe in den Film
eingelagert und eingeschlossen, so daß sie direkten Außenein
fluß durch Wasser, Sauerstoff entzogen sind. Dies führt auch
zu einer besseren Lichtbeständigkeit der Aufzeichnungen. Wegen
der hohen Wasserbeständigkeit der verfilmten Schicht ist es
möglich, auf weitere Schutzschichten, seien es Laminierfolien
oder Überlackierungen, zum Schutz der Aufzeichnung zu ver
zichten.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsma
terials besteht darin, daß brillante kontrastreiche mehrfar
bige oder einfarbige Aufzeichnungen mit hoher Auflösung mittels
Tintenstrahldruck erzeugt werden können, die nach dem Ver
filmen der Aufzeichnungsschicht für den Außeneinsatz geeignet
sind.
Es kann, aber muß nicht auf einen permanenten Träger für die
Tintenaufnahmeschicht verzichtet werden, denn durch das Ver
filmen wird ein zusammenhängender stabiler selbstragender Film
ausgebildet.
Weiterhin kann der mit Aufzeichnung versehene selbsttragende
Film mit geringer Kraft vom temporären Träger gelöst werden,
was seine Übertragung auf andere Oberflächen erleichtert.
Insbesondere kann die poröse Tintenaufnahmeschicht beim Ver
filmen direkt oder auch anschließend auf die gewünschte End
oberfläche durch Hitze- und ggf. Druckeinwirkung übertragen
werden und der temporäre Träger anschließend abgelöst werden.
Die Abb. 1 bis 4 erläutern die Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien:
Abb. 1 zeigt die poröse, verfilmbare Tintenaufzeichnungs
schicht (1) auf einem temporären Trägermaterial (2) und die
Grenzfläche (3), an der die Schichten des Laminats leicht nach
dem Verfilmen der Tintenaufnahmeschicht oder Aufzeichnungs
schicht (1) getrennt werden können.
Abb. 2 zeigt die poröse, verfilmbare Aufzeichnungsschicht (2)
auf einem temporären Trägermaterial (2) mit einer Zwischen
schicht (4), die zur Erleichterung der Trennung angebracht
ist, und die Grenzfläche (3), an der die Schichten leicht nach
dem Verfilmen der Aufzeichnungsschicht (1) getrennt werden
können.
Abb. 3 zeigt die poröse, verfilmbare Aufzeichnungsschicht (1)
auf einem temporären Trägermaterial (2) mit einer Zwischen
schicht aus Haftkleber (4) und die Grenzfläche (3), an der die
Schichten des Laminats nach dem Verfilmen der Aufzeichnungs
schicht (1) leicht vom temporären Träger (2) getrennt werden
können.
Abb. 4 zeigt die poröse, verfilmbare Aufzeichnungsschicht (1)
auf einem temporären Trägermaterial (2) mit einer Zwischen
schicht aus Haftkleber (4) und einer weiteren Zwischenschicht
aus einer Kunststoffolie (5) und die Grenzfläche (3), an der
die Schichten des Laminats nach dem Verfilmen der Aufzeich
nungsschicht (1) vom temporären Träger (2) getrennt werden
können.
Als temporärer Träger (2) für die Aufzeichnungsschicht (1)
eignen sich alle flächigen Materialien, von denen die ver
filmte Aufzeichnungsschicht mit evtl. weiteren Zwischen
schichten (3, 4, 5) mit einer Trennkraft zwischen 10 cN/50 mm
und 400 cN/50 mm Streifenbreite der Probe von dem Trägerma
terial (2) bei Raumtemperatur abgezogen werden kann. Im Falle
einer Haftkleberzwischenschicht (5) kann man z. B. ein silico
nisiertes Papier oder eine siliconisierte Folie aus Poly
ethylen, Polypropylen, Polyester verwenden.
Die verfilmbare Aufzeichnungsschicht kann auch auf ein
beschichtetes Trägerpapier (2) aufgebracht werden, wobei die
Beschichtung des temporären Trägermaterials z. B. Polyethylen,
Polypropylen, Ethylencopolymer, z. B. mit Vinylacetat, Malein
säureanhydrid, Acrylsäure, Cellulosederivaten wie z. B. Cellu
loseacetat, -butyrat oder -propionat, Polyacrylat enthält. Als
Trennmittel können bekannte Substanzen wie Silicone, Wachse,
Harze, Amide, z. B. Erucasäureamid zugesetzt werden.
Als temporäre Träger (2) eignen sich auch Kunststoffolien,
z. B. aus Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat,
Polyimid, Polymethylmethacrylat, Polyamid, etc., die eine
geringe Haftung zur verfilmten Schicht aufweisen. Dies kann
insbesondere auch dadurch erreicht werden, daß eine dünne
Trennschicht (4), z. B. aus teilverseiftem Polyvinylalkohol,
zwischen temporärem Träger und verfilmbarer Schicht aufge
bracht wird.
Als Haftkleberschichten (4) können alle handelsüblichen Haft
kleberbeschichtungen verwendet werden. In der Regel liegt die
Auftragsmenge zwischen 10 g/m² und 30 g/m². Es können perma
nente oder wiederablösbare Kleber basierend auf z. B. Acrylate,
Naturkautschuken, Siliconen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren,
thermoplastischen Elastomeren verwendet werden. Diese Kleber
können Klebrigmacher, Wachse, Öle und andere Hilfsstoffe ent
halten und werden aus der Schmelze (Hot-Melt), aus Lösemittel
oder aus wäßriger Dispersion mit bekannten Methoden auf das
temporäre Trägermaterial, in der Regel ein Siliconpapier oder
eine siliconisierte Folie aufgebracht. Wird darauf die erfin
dungsgemäße Aufzeichnungsschicht (1) aufgebracht, ist es vor
teilhaft, diese in einem zweiten Beschichtungsschritt direkt
anschließend ohne vorherige Aufwicklung des Haftklebers durch
zuführen. Ist dies nicht möglich, muß durch eine weitere
Trennbeschichtung auf der Rückseite des temporären Trägers (2)
ein Verkleben verhindert werden. Bei Verwendung einer perma
nenten Trägerfolie (5) für den an sich selbsttragenden Film
wird diese vorteilhaft auf die Haftkleberschicht aufkaschiert.
Auch die Haftkleberbeschichtung der permanenten Trägerfolie mit
oder ohne zuvor aufgebrachter poröser, verfilmbarer Aufzeich
nungsschicht (1) ist möglich, wobei dann der temporäre Träger
(2) zukaschiert wird.
Wird die poröse, verfilmbare Aufzeichnungsschicht direkt auf
den Haftkleber aufgebracht, wird in einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Haftkleber eingefärbt, um ein Durchscheinen des
Untergrundes, auf den das Druckbild nach dem Verfilmen appli
ziert wird, zu verhindern. Für eine Einfärbung kommen übliche
Farbstoffe und Farbpigmente in Frage. Besonders vorteilhaft
ist eine weiße Einfärbung, um optimale Farbdarstellung der
Ausdrucke zu erhalten. Hierfür können Weißpigmente wie Titan
dioxid, Calciumcarbonat, Hohlkörperpigmenten, Kaolin etc. ver
wendet werden.
Als permanente Trägerfolie (6) für die Aufzeichnungsschicht
können Folien aus Polyethylenterephthalat, PVC, PMMA, Poly
imid, Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polycarbonat ver
wendet werden. Besonders geeignet erweisen sich für die Außen
anwendung Folien aus Weich-PVC oder Polyolefinen. Die Folien
haben eine Dicke zwischen 20 µm und 200 µm und sind sehr
flexibel.
Die poröse Tintenaufnahmeschicht haftet durch das enthaltene
filmbildende Bindemittel sowohl auf dem temporären Trägermate
rial als auch auf ggf. vorhandenen Zwischenschichten (Haftkle
berschicht oder Kunststoffolie als permanentem Träger) bereits
vor dem Verfilmen gut und weist eine ausreichende Kohäsion
auf, um das Aufzeichnungsmaterial handhaben und bedrucken zu
können.
Die übliche mechanische Beanspruchung durch Knicken, Falten,
Falzen oder Reibung von anderen Materialien auf der Oberflä
che, z. B. beim Druckprozeß, führt nicht zu Beschädigung der
Tintenaufnahmeschicht oder des Druckbildes. Die poröse Tinten
aufnahmeschicht (1) ermöglicht schnelle Tintenaufnahme und Fi
xierung der in der Druckfarbe (Tinte) enthaltenen Farbstoffe.
Um die gute Aufnahmefähigkeit für wäßrige Tinten zu gewährlei
sten, wird in der Aufzeichnungsschicht (1) ein thermoplasti
sches Pigment, das eine mittlere Teilchengröße zwischen 0,5 µm
und 40 µm, bevorzugt 5 µm bis 20 µm, aufweist, verwendet. Die
einzelnen Polymerteilchen können dabei kugelförmig sein, be
vorzugt weist das Pigment irregulär geformte Teilchen auf. Der
Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt des für die Teilchen ver
wendeten Polymers sollte zwischen 80°C und 200°C, bevorzugt
zwischen 100°C und 160°C liegen. Liegt er darunter, weist das
Polymere in der Regel auch eine entsprechend niedrige Filmbil
dungstemperatur auf, so daß die Ausbildung der porösen Tinten
aufnahmeschicht mit noch nicht miteinander verschmolzenen
Polymerteilchen aus einer Suspension/Emulsion nicht möglich
ist, ohne die Teilchen vorzeitig aufzuschmelzen und aneinan
derzubinden. Liegt der Schmelzpunkt höher, ist der nach dem
Drucken durchzuführende Wärmebehandlungsausschnitt häufig
nicht ohne Zersetzung der Aufzeichnungsschicht oder des Trä
germaterials möglich. Die Teilchengrößenverteilung der Pigmen
te kann breit oder eng sein; wichtig für die Auswahl ist das
ausreichende Tintenaufnahmevermögen der Aufzeichnungsschicht
aufgrund ihrer Porosität. Hierfür sind insbesondere poröse
thermoplastische Pigmente mit einem hohen Hohlraumvolumen von
Vorteil, wie sie bei der Fällung von Polymeren aus Lösung
gewonnen werden können.
Als Polymere für die thermoplastischen Kunststoffteilchen kön
nen sogenannte organische Pigmente aus wasserunlöslichen Homo
polymeren oder Copolymeren der folgenden Verbindungsklassen
verwendet werden: Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyester,
Polyamide, Polyurethane, Polyethylen, Polypropylen, Polysty
rol, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Cellulosederivate, Stärkederivate, Polyepoxide.
Besonders bevorzugt sind thermoplastische Kunststoffteilchen
aus Polyamid oder Copolymeren von Polyamid, z. B. Copolyamid-6
oder Copolyamid-12.
Wichtig für die Auswahl eines geeigneten feinteiligen thermo
plastischen organischen Pigmentes ist das Vorhandensein von de
finierten Teilchen mit vorgegebener Größe und Gestalt, um mög
lichst hochporöse Beschichtungen zur schnellen Tintenaufnahme
zu erhalten. Dabei ist es vorteilhaft, Teilchen zu verwenden,
wie sie z. B. beim mechanischen Zerkleinern, z. B. Mahlen, von
Polymeren gewonnen werden können oder beim Fällen von Polyme
ren aus Lösung entstehen. Die Aufzeichnungsschicht sollte da
her eine Porosität von mindestens 0,2 ml/g trockenem Beschich
tungsmaterial aufweisen, die durch die gravimetrische Aufnahme
von Wasser zu bestimmen ist, die mittlere Teilchengröße der
thermoplastischen Pigmente sollte zwischen 0,5 und 40 µm lie
gen, bevorzugt zwischen 5 µm und 20 µm, um optimale Trocknung
beim Bedrucken, Kantenschärfe und hohe Auflösung zu gewährlei
sten. Aufzeichnungsschichten mit kleineren Pigmentteilchen
trocknen beim Aufbringen auf Trägermaterial schlechter,
Schichten mit mittlerer Teilchengröße von über 40 µm sind rauh
und ergeben keine kantenscharfen Bilder.
Die mechanischen Eigenschaften der thermoplastischen Pigmente
bestimmen im wesentlichen die Eigenschaften der verfilmten
Schicht. Ein aus dem thermoplastischen organischen Pigment ge
bildeter Film hat deshalb bevorzugt eine Reißdehnung von über
5%, insbesondere über 20% und eine Reißfestigkeit von über 5
MPa (ISO R 527). Damit erreicht man nach dem Verfilmen in ei
nen zusammenhängenden selbsttragenden Film eine mechanisch
stabile, flexible Tintenaufnahmeschicht auf dem Trägermate
rial.
Um eine abriebbeständige Beschichtung zu erhalten, ist es
zweckmäßig, ein filmbildendes Bindemittel für das thermopla
stische Pigment auszuwählen, das nach der Trocknung der in der
Regel wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen die organischen
Pigmentteilchen an das Trägermaterial bindet, der Schicht aus
reichend Kohäsion vermittelt, ohne die Porosität der Tinten
aufnahmeschicht zu stark herabzusetzen. Geeignet für diesen
Zweck haben sich Kunststoffdispersionen, wie z. B. Vinylacetat
homo- oder copolymerisate, Acrylat-(co)polymerisate, Styrol-
Butadien-Copolymerisate, Ethylen oder Vinylchloridcopolymeri
sate, Polyurethandispersionen erwiesen. Um die Flexibilität
der Schicht und die Haftung zur Träger bzw. der Zwischen
schicht zu gewährleisten, werden bevorzugt Dispersionen mit
einer Mindestfilmbildungstemperatur zwischen -20°C und +50°C,
bevorzugt zwischen -10°C und +20°C eingesetzt. Weiterhin kön
nen wasserlösliche Binder, wie z. B. Polyvinylalkohol, Poly
vinylpyrrolidon, Stärke, Stärkederivate, Polyacrylamid,
Kasein, wasser- oder ammoniaklösliche Polyacrylate oder Poly
methacrylate sowie deren Copolymere, z. B. mit Styrol, Cellulo
sederivate wie Celluloseether, Carboxymethylcellulose, Hydro
xyethylcellulose, Gelatine eingesetzt werden. Um die Festig
keit weiter zu erhöhen, können Vernetzungshilfsmittel in die
Beschichtungszusammensetzung eingearbeitet werden, die beim
Trocknen der Schicht abreagieren. Geeignete Substanzen finden
sich unter den Substanzklassen der Harnstoff- oder Melamin-
Formaldehydharze, Aziridinen, mehrfunktionellen Isocyanaten,
Borsäure (für PVA), Epoxidharze.
Als weitere übliche Hilfsmittel in der Schicht können weiter
hin optische Aufheller, Netzmittel, weitere anorganische Pig
mente, z. B. Kieselsäure, Aluminiumhydroxide oder -oxide, Kao
lin, Calciumcarbonat, Titandioxid sowie Farbstoffe, Haftver
mittler, Entschäumer, Verdickungsmittel, Dispergierhilfsmittel
etc. vorhanden sein. Um den Schmelzpunkt, die Erweichungstem
peratur und das Fließverhalten des thermoplastischen Pigmentes
zu beeinflussen, kann weiterhin ein Weichmacher verwendet wer
den. Geeignete Weichmacher gibt es für fast alle Polymeren, so
z. B. Phthalatester, Festsäureester.
Der Einsatz von Hilfsstoffen zur Fixierung der anionischen
Tintenfarbstoffe in der Aufzeichnungsschicht ist möglich, je
doch nicht bevorzugt. Die üblicherweise eingesetzten kationi
schen Polymere zur Fixierung der anionischen Farbstoffe, wie
z. B. kationische Acrylate, Acrylamide, Polydiallyldimethyl
amin-chlorid, Polyallylamin, Polydiallylamin, Polyimin etc.
verschlechtern in der Regel die Lichtechtheit. Die Mitverwen
dung derartiger Verbindungen muß deshalb auf ihre Auswirkungen
bezüglich Lichtechtheit der Tintenfarbstoffe überprüft werden
und sollte nach Möglichkeit vermieden werden.
Die Tintenaufnahmeschicht kann mit Hilfe von üblichen Be
schichtungsverfahren, z. B. mit Walzenauftrag und Luftbürsten- oder
Rollrakeldosierung, bevorzugt aus wäßriger Dispersion,
auf den temporären Träger oder die oberste Zwischenschicht
aufgebracht und mit Heißluft getrocknet werden. Die Auftrags
menge der getrockneten Aufzeichnungsschicht beträgt zwischen
10 und 50 g/m², bevorzugt 15 bis 40 g/m². Diese Auftragsmenge
ist einmal notwendig, damit die Tintenflüssigkeit beim Druck
schnell in der Aufzeichnungsschicht aufgenommen wird und um
damit ein Verlaufen der Bildlinien zu verhindern, zum anderen
die Ausbildung eines zusammenhängenden selbsttragenden Filmes
zu ermöglichen.
Das Flächengewicht der Aufzeichnungsschicht kann in Abhängig
keit vom für die Aufzeichnungsschicht verwendeten Tinten
strahldrucker und der Tintenmenge variieren, um optimale Auf
zeichnungsergebnisse zu erreichen.
Die Tintenaufnahmeschicht haftet ausreichend an temporärem
Trägermaterial, ist jedoch nach Ausbildung des zusammenhängen
den Filmes mit der angegebenen Trennkraft ablösbar. Sie weist
eine gute Kohäsion sowie Flexibilität auf, so daß sie mechani
schen Beanspruchungen stand hält. Nach der Verfilmung steigt
die Belastbarkeit, so daß sie sowohl im trockenen als auch im
nassen Zustand mechanisch nur außerordentlich schwer zu
beschädigen ist.
Das erfindungsgemäße laminierte Aufzeichnungsmaterial weist
die geringste Haftung an der Grenzfläche des temporären Trä
germaterials zu anderen Laminatschichten auf, so daß dieser
nach der Wärmebehandlung der Aufzeichnungsschicht leicht
ablösbar ist.
Die hohe Haftung an den ggf. vorhandenen weiteren Zwischen
schichten und Kohäsion der Aufzeichnungsschicht nach dem Ver
filmen ist bei allen Anwendungen im Außenbereich aber auch bei
der Transferbedruckung von Oberflächen, z. B. T-Shirts, von
Vorteil. Insbesondere bei der Textilbedruckung ist der selbst
tragende Film mit dem Druckbild nach der Verfilmung resistent
gegen Beanspruchungen beim Waschen, Bügeln und Trocknen. So
sind wiederholte Waschgänge, z. B. 10 Wäschen mit handelsübli
chem Vollwaschmittel, ohne wesentliche Einbuße der Festigkeit,
der Auflösung und des Farbkontrastes des auf das Textil auf
gebrachten Bildes möglich.
Nach der Bedruckung mittels Tintenstrahldruck wird das Tinten
strahlaufzeichnungsmaterial auf eine Temperatur oberhalb der
Schmelzpunkte bzw. des Erweichungspunktes des verwendeten
thermoplastischen organischen Pigmentes gebracht, wobei die
Porenstruktur der Aufzeichnungsschicht im wesentlichen zer
stört wird und ein zusammenhängender selbsttragender Film aus
gebildet wird, der die verwendeten Hilfsstoffe und die aufge
brachten Tintenfarbstoffe einschließt. Durch diese Nachbehand
lung der mit Aufzeichnung versehenen Tintenaufnahmeschicht
wird erreicht, daß die Tintenfarbstoffe gegen Einfluß von Was
ser unempfindlich werden. Dies gilt sowohl für in üblichen
wäßrigen Tintenstrahltinten verwendeten wasserlösliche, anio
nische Farbstoffe als auch für Pigmentfarbstoffe. Überraschend
wurde weiterhin gefunden, daß die Lichtbeständigkeit der hit
zebehandelten Aufzeichnungen, insbesondere bei Verwendung von
löslichen Farbstoffen, extrem ansteigt. Die Ausbildung eines
Kunststoffilmes aus der das thermoplastische Pigment enthal
tenden Schicht kann durch zusätzlichen Einfluß von Druck
beschleunigt und vervollständigt werden.
Geeignete Methoden zur Wärmebehandlung stehen zur Verfügung,
z. B. IR-Bestrahlung, Heizpressen, Bügeleisen, beheizbare Wal
zen oder Fixiereinrichtungen, wie sie in Kopierern oder Heiß
laminiergeräten zu finden sind.
Durch die Verfilmung der Aufzeichnungsschicht wird deren Ober
fläche wasserabstoßend und kann deshalb keine weitere Tinte
mehr aufnehmen. Dies trägt zur hohen mechanischen Beständig
keit und hohen Wasserfestigkeit der Ausdrucke bei. Weiterhin
erübrigt sich in der Regel, eine Laminierfolie zum Schutz über
den Druck aufzubringen. Dies hat enorme verfahrenstechnische
sowie Kostenvorteile.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial kann mit handelsüb
lichen Tintenstrahldruckern mit einem kontrastreichen, bei
Farbdruckern farbigen, kantenscharfen Bild mit hoher Auflösung
bedruckt werden. Die poröse verfilmbare Aufzeichnungsschicht
nimmt dabei die meist wäßrige Tinte auf und ist kurz nach dem
Ausdruck trocken und wischfest. Geeignete Drucker sind z. B.
Drucker, die nach dem Bubblejet-prinzip, dem Piezoprinzip oder
dem Continuous-Ink-Jet-Verfahren arbeiten, wie sie in ver
schiedenen Varianten, z. B. von den Firmen Canon, Epson, Hew
lett Packard, Lexmark, Sitex, Encad u. a., angeboten werden.
Sowohl kleinformatige (DIN A3 und A4) als auch großformatige
Ausdrucke, z. B. auf Rollen für Poster, Werbeplakate, sind mög
lich. Die in den o.g. Druckern verwendeten Tinten enthalten in
der Regel neben Wasser und anionischen Farbstoffen weitere
Hilfsstoffe, wie z. B. Hochsieder (Glykole, NMP etc.), Netzmit
tel.
Das Druckbild ist nach der Hitzebehandlung absolut knick-,
falt-, falz- und kratzbeständig sowohl im nassen als auch im
trockenen Zustand, so daß die Bildinformation auch unter
extremen Umweltbedingungen während der gewünschten Zeit unein
geschränkt erhalten bleibt. Bevorzugt werden Tinten für die
Bebilderung gewählt, die selbst eine hohe Lichtbeständigkeit
auch gegen UV-Licht aufweisen. Aufgrund der Fixierung der
Farbstoffe und der Wasserfestigkeit der Beschichtung selbst
übersteht das Material auch lange Einwirkung von Wasser. So
nimmt die Farbintensität (Kontrast) des Druckbildes innerhalb
von einer Woche Lagerung in Wasser von 30°C nicht oder nur
geringfügig ab. Auf jeden Fall ist die Farbstabilität unter
diesen Bedingungen so gut, daß nach dieser Behandlung die
optische Dichte von Farbflächen der Grundfarben Schwarz, Cyan,
Magenta, Gelb, Blau, Rot, Grün, bezogen auf die Ausgangswerte,
noch mindestens 90% beträgt.
Durch die Ausbildung des selbsttragenden Filmes steigt die
Lichtbeständigkeit von darin eingeschlossenen Tintenfarbstof
fen. Insbesondere bei wasserlöslichen Farbstoffen ist ein An
stieg der Lichtechtheit um den Faktor von 2 oder mehr festzu
stellen, der sich aus dem Quotient der Belichtungszeiten mit
UV-Licht errechnen läßt bis zu dem Zeitpunkt, zu dem eine aus
gedruckte Farbfläche nur noch 90% der optischen Dichte des
frischen Druckes aufweist.
Auf das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial wird mittels
eines Tintenstrahldruckers ein Testbild aufgebracht, das ins
besondere größere Farbflächen aller Grundfarben (cyan, magen
ta, gelb und schwarz) sowie der binären Mischfarben (blau,
grün, rot) enthält. Frühstens 10 min nach Erstellen des Test
bildes wird die Aufzeichnungsschicht durch Hitze und Druck in
einer Bügelpresse oder mittels eines Bügeleisens verfilmt. Da
bei wird vorteilhaft ein Trennpapier, z. B. mit Siliconbe
schichtung auf die verfilbare Tintenaufnahmeschicht gelegt, um
ein Verkleben mit der Presse oder dem Bügeleisen zu verhin
dern. Soll das Bild transferiert werden, wird der Druck
seitenverkehrt ausgeführt und das Aufzeichnungsmaterial mit
der Aufzeichnungsschicht auf die gewünschte, zu bebildernde
Oberfläche gelegt und von der Rückseite des Aufzeichnungsmate
rials her die Aufzeichnungsschicht durch das temporäre Träger
material hindurch erhitzt. Als Testdrucker wurden Drucker der
Fa. Epson Typ Stylus Color mit Originaltinten und der Fa.
Encad Typ Novajet III mit handelsüblichen Tinten der Fa.
American Inkjet Corp. verwendet. Anhand der Testdrucke wird
weiterhin das Druckbild auf seine Brillanz, Farbwiedergabe,
Randschärfe und Auflösung visuell beurteilt.
Das bedruckte und verfilmte Aufzeichnungsmaterial wird eine
Woche in Wasser bei 30°C gelagert und danach in einem Trocken
schrank bei 80°C für 5 min getrocknet. Danach wird, wie schon
direkt nach der Verfilmung des Testausdruckes, die optische
Dichte jeder Farbfläche mittels eines Auflicht-Densitometers
der Fa. MacBeth vom Typ RD 920 nach DIN 4512 bestimmt. Der
prozentuale Restwert der optischen Dichte, berechnet aus den
Messungen von und nach Wasserlagerung des jeweiligen Farb
feldes, ist ein Maß für die Veränderung der bedruckten Fläche
bzw. für die Fixierung der Farbstoffe der Tintenstrahltinten.
Die Farben Schwarz, Rot, Grün und Blau wurden ohne Filter, die
Farben Gelb, Magenta und Cyan mit den entsprechenden Filtern
densitometrisch vermessen.
Die Lichtbeständigkeit wird mittels eines UV-Schnellbewitte
rungsgerätes (Suntest der Fa. Original Hanau Haereus GmbH) be
stimmt. Abstand der Proben: ca. 230 mm, Beleuchtungsstärke 150
klx, Bestrahlungsstärke zwischen 300 nm und 830 nm: 830 W/m².
Hierfür werden die oben beschriebenen Farbflächen der vier
Grundfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb belichtet und
regelmäßig mit dem oben angegebenen Densitometer mit Farbfil
tern ausgemessen. Die graphische Auftragung der Meßwerte in
Abhängigkeit von der Zeit erlaubt dann die Beurteilung der
Farbintensität unter UV-Licht, z. B. durch die Verlängerung der
Zeit bis zum Abfall der Meßwerte auf 90% des Ausgangsmeßwer
tes.
Die Trennkraft wird mittels einer Zugprüfmaschine nach Finat-
Testmethode FTM 3 an Streifen des Aufzeichnungsmaterials von
50 mm Breite nach der Verfilmung bestimmt. Hierfür wird die
Probe von Hand soweit getrennt, daß temporäres Trägermaterial
und selbsttragender Film ggf. mit Zwischenschichten in die
Halterungen der Zugprüfmaschine eingespannt werden können und
dann mit 300 mm/min auseinandergezogen, wobei die Kraft hier
für registriert wird.
Ein Haftkleberverbund aus einem 140 g/m² Siliconpapier als
temporäres Trägermaterial (Kaolin gestrichenes Kraftpapier mit
Siliconisierung), 20 g/m² wiederablösbarem Haftkleber (Acronal
103L der Fa. BASF) und einer 80 µm monomer-weichgemachten,
weißen PVC-Folie, die an der freien Oberfläche mit einer Haft
vermittlerschicht versehen ist, wird mit folgender Beschich
tungsmasse mit 40 g/m² Auftragsgewicht (trocken) mittels
eines Rollrakels beschichtet und in einem Trockenschrank bei
100°C 5 Minuten getrocknet, um eine poröse verfilmbare Auf
zeichnungsschicht auszubilden:
Wasser: 40,0 g
Rhopaque HP91, Styrol-Acrylat-Hohlkörper-Dispersion (Fa. Rohm & Haas) mittlere Teilchengröße 1,05 µm; 25%-ig: 85,0 g
Polyvinylalkohol Mowiol 4/88 (Fa. Hoechst): 2,0 g
Ammoniak (25%-ig): 1,5 g
Polyethylenglykol Molmasse 400 g/mol: 2,0 g
handelsübliches Netzmittel: 0,5 g
Rhopaque HP91, Styrol-Acrylat-Hohlkörper-Dispersion (Fa. Rohm & Haas) mittlere Teilchengröße 1,05 µm; 25%-ig: 85,0 g
Polyvinylalkohol Mowiol 4/88 (Fa. Hoechst): 2,0 g
Ammoniak (25%-ig): 1,5 g
Polyethylenglykol Molmasse 400 g/mol: 2,0 g
handelsübliches Netzmittel: 0,5 g
Die Beschichtungsmasse hat einen Feststoffgehalt von ca. 19
Gew.-% und einen pH-Wert von 7,5. Sie enthält 84% thermoplasti
sches Pigment bezogen auf die Festsubstanz.
Das so hergestellte Laminat wird mit einem Prüfbild mittels
eines Tintenstrahldruckers Novajet III der Fa. Encad mit han
delsüblichen Tintenpatronen der Fa. American Inkjet Corp.
bedruckt und die Aufzeichnungsschicht bei 140°C mittels einer
Heizpresse innerhalb vom 30 s verfilmt. Die nun glänzende in
der Schicht eingeschlossene Aufzeichnung ist nach dieser
Behandlung ein kontrastreiches, kantenscharfes, hochaufge
löstes Bild. Er besitzt eine außergewöhnlich hohe Wasser
festigkeit: Die Farbflächen zeigen durch die Wasserbehandlung
keinen oder nur sehr geringe Farbveränderungen gegenüber den
Ausgangsfarbwerten (Tab. 1).
Die Lichtechtheit der bedruckten Stellen ist hervorragend.
Nach der Verfilmung ist auch nach 200 h unter UV-Bestrahlung
kaum eine Veränderung einer Aufzeichnung erkennbar (Tab. 2).
Die bedruckte und verfilmte Aufzeichnungsschicht läßt sich mit
der PVC-Folie und dem Haftkleber mit leichter Kraft von 40
cN/50 mm vom temporären Träger abziehen.
Ein Haftklebeverbund aus einem 140 g/m² Siliconpapier (Kaolin
gestrichenes Kraftpapier mit Siliconisierung), 20 g/m² wieder
ablösbarem Haftkleber (Acronal 103L der Fa. BASF) und einer 80
µm monomer-weichgemachten, weißen PVC-Folie, die an der freien
Oberfläche mit einer Haftvermittlerschicht versehen ist, wird
mit 30 g/m² Auftragsgewicht (trocken) mittels eines Rollrakels
auf der Haftvermittlerschicht der PVC-Folie der nachfolgend
angegebenen Beschichtungsmasse beschichtet und in einem
Trockenschrank bei 80°C 5 Minuten getrocknet, um eine poröse ver
filmbare Aufzeichnungsschicht auszubilden:
gefälltes Copolyamid mit Schmelzpunkt 140°C
mittlere Teilchengröße 15 µm: 68,0 g
Kunststoffdispersion aus Ethylenvinylacetat-Copolymer mit Mindestfilmbildungstemperatur von 5°C: 18,4 g
mit mittlerer Teilchengröße 0,1 µm Verdickungshilfsmittel Polyacrylat (25%-ig): 4,0 g
Ammoniak (25%-ig): 3,5 g
Weichmacher-N-n-Butylbenzolsulfonamid: 7,0 g
handelsübliches Netzmittel: 1,5 g
Kunststoffdispersion aus Ethylenvinylacetat-Copolymer mit Mindestfilmbildungstemperatur von 5°C: 18,4 g
mit mittlerer Teilchengröße 0,1 µm Verdickungshilfsmittel Polyacrylat (25%-ig): 4,0 g
Ammoniak (25%-ig): 3,5 g
Weichmacher-N-n-Butylbenzolsulfonamid: 7,0 g
handelsübliches Netzmittel: 1,5 g
Die Beschichtungsmasse hat einen Feststoffgehalt von ca. 33
Gew.-% und eine pH-Wert von 8,5. Sie enthält 78% thermoplasti
sches Pigment bezogen auf die Festsubstanz.
Auf dem so hergestellte Aufzeichnungsmaterial wird ein Test
bild mittels eines Tintenstrahldruckers Novajet III der Fa.
Encad mit handelsüblichen Tintenpatronen der Fa. American
Inkjet Corp. erzeugt und die Aufzeichnungsschicht bei 160°C
mittels einer Heizpresse innerhalb von 1 Minute verfilmt. Das
nun in der glänzenden Schicht eingeschlossene Testbild ist
nach dieser Behandlung ein kontrastreiches, kantenscharfes,
hochaufgelöstes Bild. Es besitzt eine außergewöhnlich hohe
Wasserfestigkeit. Die Farbflächen zeigen durch die Wasser
behandlung keinen oder nur sehr geringe Farbveränderungen
gegenüber den Ausgangsfarbwerten (Tab. 1). Die
UV-Beständigkeit der Farbflächen ist ausgezeichnet. Auch nach
über 200 h hat sich das Druckbild nahezu nicht verändert (Tab.
2).
Die bedruckte und in einen selbsttragenden Film umgewandelte
Aufzeichnungsschicht läßt sich mit der PVC-Folie und dem Haft
kleber mit leichter Kraft von 40 cN/50 mm abziehen.
Der Haftklebeverbund aus Beispiel 2 wird beschichtet und be
druckt wie dort beschrieben. Das Druckbild ist randscharf,
aber wenig kontrastreich. Die Prüfung der Beständigkeit gegen
Wasser und UV-Licht wird jedoch in unverfilmtem Zustand (ohne
Hitzebehandlung) durchgeführt. Die Wasserbeständigkeit der
Drucke (Tab. 1) ist ungenügend, da die Tintenfarbstoffe aus
der porösen, bedruckten Schicht stark herausgelöst werden.
Weiterhin ist die Beschichtung auf dem Haftklebeverbund im
nassen Zustand leicht mechanisch zu beschädigen, so daß das
Druckbild zerstört wird. Die Lichtbeständigkeit ist schlecht;
unter UV-Bestrahlung verblassen die Farben sehr schnell (Tab.
2).
Ein 140 g/m² Siliconpapier (Kaolin gestrichenes Kraftpapier
mit Siliconisierung) wird zuerst mit 20 g/m² permanent haften
den Haftkleber (Acronal V205-Dispersion der Fa. BASF), dem ein
Netzmittel zugesetzt wurde, beschichtet und in einem Trocken
schrank bei 90°C für 10 min getrocknet. Dann wird auf die
Haftkleberschicht folgende Beschichtungsmasse zu 30 g/m² Auf
tragsgewicht (trocken) mittels eines Rollrakels beschichtet
und in einem Trockenschrank bei 80°C 5 Minuten getrocknet, um
eine poröse verfilmbare Aufzeichnungsschicht zu erhalten:
Wasser: 80,0 g
Polyamid 11-Pulver, Rilsan D30 NAT der Fa. Elf Atochem: 16,0 g
mittlere Teilchengröße 30 µm Polyvinylalkohol Mowiol 4/88 der Fa. Hoechst AG: 2,6 g
kationisches Polymer, Additol VXT der Fa. Hoechst AG: 0,8 g
Diethanolamin: 0,3 g
handelsübliche Netzmittel: 0,02 g
Polyamid 11-Pulver, Rilsan D30 NAT der Fa. Elf Atochem: 16,0 g
mittlere Teilchengröße 30 µm Polyvinylalkohol Mowiol 4/88 der Fa. Hoechst AG: 2,6 g
kationisches Polymer, Additol VXT der Fa. Hoechst AG: 0,8 g
Diethanolamin: 0,3 g
handelsübliche Netzmittel: 0,02 g
Die Beschichtungsmasse hat einen Feststoffgehalt von ca. 20
Gew.-% und einen pH-Wert von 9,0. Sie enthält 81% thermoplasti
sches Pigment bezogen auf die Festsubstanz.
Auf dem so hergestellten Aufzeichnungsmaterial wird ein Prüf
bild mittels eines Tintenstrahldruckers Novajet III der Fa.
Encad mit handelsüblichen Tintenpatronen der Fa. American
Inkjet Corp. erzeugt und die Aufzeichnungsschicht bei 190°C
mittels einer Heizpresse innerhalb von 1 Minute verfilmt. Der
nun glänzende Film zeigt nach dieser Behandlung ein kontrast
reiches, kantenscharfes, hochaufgelöstes Bild. Er besitzt eine
außergewöhnlich hohe Wasserfestigkeit: Die Farbflächen zeigen
durch die Wasserbehandlung keinen oder nur sehr geringe Farb
veränderungen gegenüber den Ausgangsfarbwerten (Tab. 1). Die
UV-Beständigkeit der Farbflächen ist ausgezeichnet. Auch nach
über 200 h hat sich das Druckbild nahezu nicht verändert (Tab.
2).
Die bedruckte und in einen selbsttragenden Film umgewandelte
Tintenaufnahmeschicht läßt sich mit dem Haftkleber mit leich
ter Kraft von 50 N/50 mm vom temporären Träger abziehen. Die
ser transparente selbsttragende Film kann ohne weitere Lami
nierfolie oder Trägerfolie auf einen anderen Träger, z. B. auf
Glas oder weiße Oberflächen, aufgebracht werden.
Beispiel 3 wird in allen Punkten wiederholt, außer daß dem
Haftkleber 15 Gew.-% bezogen auf Trockengewicht Titandioxid
(Bayertitan RFD-1 der Fa. Bayer AG) hinzugefügt werden. Hier
durch wird erreicht, daß der selbsttragende Film nach der
Übertragung auf eine andere Trägerfläche auf der weißen Unter
schicht (Haftkleber) liegt. Er kann dann auf farbige Unter
gründe appliziert werden, ohne daß der Untergrund durch
scheint. Die Werte der Wasserfestigkeit, der Lichtbeständig
keit und der Trennkraft ändern sich nicht gegenüber Beispiel
3.
Es wird ein mit Polyethylen beschichtetes Papier mit glänzender
Oberfläche mit einem Flächengewicht von 130 g/m² verwendet.
Auf diese Oberfläche wird ein dünner Film aus folgender
Beschichtungszusammensetzung aufgebracht:
teilverseifter Polyvinylalkohol (20% in Methanol: 40 g
(Alcotex 359B der Fa. Harlow Chemicals) Methanol: 60 g
gefällte Kieselsäure (FK 320 von Degussa A.G.): 6 g
(Alcotex 359B der Fa. Harlow Chemicals) Methanol: 60 g
gefällte Kieselsäure (FK 320 von Degussa A.G.): 6 g
Die Auftragsmenge beträgt nach dem Trocknen bei 70°C für 1
Min. ca. 1 g/m². Auf diese Schicht wird die in Beispiel 2 auf
geführte Beschichtungsmasse für die Tintenaufnahmeschicht in
gleicher Weise aufgebracht und die poröse Aufzeichnungsschicht
ausgebildet.
Das erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wird mit einem Tinten
strahldrucker der Fa. Epson vom Typ Stylus Color II mit Origi
naltinten seitenverkehrt bedruckt. Nach einer Trockenzeit von
15 min wird das Aufzeichnungsmaterial mit der Bildseite auf
ein handelsübliches T-Shirt aus reiner Baumwolle gelegt und
das Bild bei ca. 150°C für ca. 1 min mit einem Bügeleisen von
der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials her verfilmt und
dabei an dem Textilmaterial verankert. Nach Abkühlen des
erhaltenen Verbundes läßt sich das mit Polyethylen beschich
tete Papier, das als temporärer Träger diente, abziehen. Die
anzuwendende Trennkraft betrug 300 cN/50 mm.
Um die Wasserfestigkeit des Druckbildes auf dem Textilmaterial
zu testen, wurde das T-Shirt in einer handelsüblichen Waschma
schine (Miele Novotronic W 718) bei 40°C im Vollwaschprogramm
mit Vollwaschmittel (Persil Megaperls® der Fa. Henkel) und
anschließendem Schleudern 10mal gewaschen und getrocknet (an
der Luft). Nach jedem Waschgang wurde das Material bei 180°C
gebügelt, wobei der Druck mit einem Antihaftpapier abgedeckt
wurde. Auch nach dem wiederholten Waschen und Bügeln war das
Bild im wesentlichen unverändert.
Ein einseitig glattes Kraftpapier mit einem Flächengewicht von
100 g/m² wird auf der glatten Seite mit einer Beschichtung
nachfolgender Zusammensetzung mit einem Auftragsgewicht von 3
g/m² (trocken) mittels Walzenauftrag und Luftbürstendosierung
beschichtet und 1 Minute bei 80°C getrocknet.
Methylethylketon: 85 kg
Celloloseacetopropionat (CAP 482.05 Eastman Kodak): 8 kg
Dioctylphthalat: 1,5 kg
Calciumstearat: 0,15 kg
Celloloseacetopropionat (CAP 482.05 Eastman Kodak): 8 kg
Dioctylphthalat: 1,5 kg
Calciumstearat: 0,15 kg
Auf dieser Beschichtung wird eine poröse, verfilbare Tinten
aufnahmeschicht ausgebildet, wie in Beispiel 3 beschrieben.
Abweichend beträgt das Schichtgewicht ca. 40 g/m².
Das erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wird mit einem Tinten
strahldrucker Epson Stylus Color II mit Orginaltinten des Ge
räteherstellers seitenverkehrt bedruckt. Nach einer Trocken
zeit von 15 Min. wird das bedruckte Aufzeichnungsmaterial mit
der Bildseite auf ein Gewebe aus reiner Baumwolle gelegt und
in einer Heizpresse bei ca. 190 °C während 1 Minute die Auf
zeichnungsschicht verfilmt und gleichzeitig auf das Gewebe
übertragen und mit diesem verbunden. Nach Abkühlen läßt sich
das temporäre Trägermaterial leicht ablösen. Die Trennkraft
beträgt 165 cN/55 mm.
Die Waschbeständigkeit des Transferdruckbildes ist ausge
zeichnet. Auch nach 10 Waschgängen ist die Bildqualität nahezu
unverändert. Die optische Dichte nach DIN 4512 von Farbflächen
der Grundfarben beträgt noch mindestens 90% der Ausgangswerte.
Claims (13)
1. Aufzeichnungsmaterial für das Tintenstrahlverfahren mit
wäßrigen Tinten, enthaltend
mindestens ein flächenförmiges temporäres Trägermaterial für eine Tintenaufnahmeschicht und
eine auf der Oberfläche des Trägermaterials angeordnete poröse Tintenaufnahmeschicht, die aus 60-95 Gew.-% feinen thermoplastischen Kunststoffteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm bis 40 µm, bevorzugt 5 µm bis 20 µm und 5 bis 40 Gew.-% filmbildendem Bindemittel und ggf. weiteren in Tintenaufnahmeschichten üblichen anorganischen Pigmenten/Füllstoffen und Hilfs- und Zusatzstoffen besteht, und
die Tintenaufnahmeschicht durch Einwirkung von Wärme in einen zusammenhängenden selbsttragenden Film aus ver schmolzenen oder zusammengesinterten Kunststoffteilchen umwandelbar ist, wobei der durch Wärmebehandlung gebildete selbsttragende Film bei Raumtemperatur vom temporären Trägermaterial mit einer Trennkraft von 10 cN/50 mm bis 800 cN/50 mm ablösbar ist.
mindestens ein flächenförmiges temporäres Trägermaterial für eine Tintenaufnahmeschicht und
eine auf der Oberfläche des Trägermaterials angeordnete poröse Tintenaufnahmeschicht, die aus 60-95 Gew.-% feinen thermoplastischen Kunststoffteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm bis 40 µm, bevorzugt 5 µm bis 20 µm und 5 bis 40 Gew.-% filmbildendem Bindemittel und ggf. weiteren in Tintenaufnahmeschichten üblichen anorganischen Pigmenten/Füllstoffen und Hilfs- und Zusatzstoffen besteht, und
die Tintenaufnahmeschicht durch Einwirkung von Wärme in einen zusammenhängenden selbsttragenden Film aus ver schmolzenen oder zusammengesinterten Kunststoffteilchen umwandelbar ist, wobei der durch Wärmebehandlung gebildete selbsttragende Film bei Raumtemperatur vom temporären Trägermaterial mit einer Trennkraft von 10 cN/50 mm bis 800 cN/50 mm ablösbar ist.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das temporäre Trägermaterial mit Siliconen imprägnier
tes und/oder beschichtetes Papier oder eine mit Siliconen
beschichtete Kunststoffolie ist.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das temporäre Trägermaterial ein mit siliconfreien,
synthetischen Polymeren beschichtetes Papier oder eine Fo
lie aus siliconfreien Polymeren ist.
4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermoplastischen Kunststoffteilchen aus Polyethy
len, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyurethan,
Poly(meth)acrylpolymeren, Polystyrol, Polyvinylchlorid,
Polyvinylacetat, Polyepoxid oder Copolymeren der Homopoly
meren oder Mischungen dieser Polymeren ausgewählt sind.
5. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der selbsttragende Film der Tintenaufnahmeschicht
durch Wärmebehandlung bei 80°C bis 200°C, vorzugsweise bei
100°C bis 160°C ausbildbar ist.
6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die poröse Tintenaufnahmeschicht ein Flächengewicht
von 10 g/m² bis 50 g/m² aufweist.
7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermoplastischen Kunststoffteilchen der Tinten
aufnahmeschicht porös sind.
8. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tintenaufnahmeschicht als Hilfsstoff einen Weich
macher für die thermoplastischen Kunststoffteilchen ent
hält.
9. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der porösen Tintenaufnahmeschicht und dem
temporären Trägermaterial eine Haftkleberschicht angeord
net ist und die Haftung der Haftkleberschicht auf dem tem
porären Trägermaterial geringer ist als die Haftung des
nach Wärmeeinwirkung gebildeten selbsttragenden Films der
Tintenaufnahmeschicht an der Haftkleberschicht.
10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Haftkleberschicht und der Tintenaufnahme
schicht eine Kunststoffolie vorhanden ist und der durch
Wärmebehandlung der Tintenaufnahmeschicht gebildete selbst
tragende Film fest an der Kunststoffolie haftet.
11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymere der Kunststoffolie Polyvinylchlorid oder
Polyolefin ist.
12. Verfahren zum Herstellen wasserfester und lichtbeständiger
Aufzeichnungen auf einem Aufzeichnungsmaterial durch Auf
bringen wäßriger Tinte(n) mittels Tintenstrahlverfahren
auf die Tintenaufnahmeschicht eines Aufzeichnungsmaterials
nach einem der Ansprüche 1-12, Beaufschlagen der Tinten
aufnahmeschicht mit Wärme und ggf. Druck und Umwandeln der
porösen Tintenaufnahmeschicht in einen zusammenhängenden
selbsttragenden Film aus verschmolzenen oder zusammenge
sinterten Kunststoffteilchen, der vom temporären Träger
material bei Raumtemperatur ablösbar ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die poröse Tintenaufnahmeschicht auf Temperaturen von
80° bis 200°C, vorzugsweise auf 100° bis 160°C für eine
zum Verschmelzen oder Zusammensintern der Kunststoffteil
chen ausreichende Zeit erwärmt wird.
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