DE19902502A1 - Inkjet printer ink reception layer useful for ink jet printing of paper and foil includes a glycidyl ether and binder with hydroxyl functional groups - Google Patents
Inkjet printer ink reception layer useful for ink jet printing of paper and foil includes a glycidyl ether and binder with hydroxyl functional groupsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahlaufnahmeschicht, Papier bzw. Folie mit einer Tintenstrahlaufnahmeschicht sowie ein Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche, insbesondere eines Papiers und/oder einer Folie. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der Aufnahmeschichten für pigmentierte, von Tintenstrahlern versprühte Tinten.The invention relates to an ink jet recording layer, paper or film with an ink jet recording layer and a method for Coating a surface, in particular a paper and / or a Foil. In particular, the invention relates to the field of Recording layers for pigmented, sprayed by inkjet Inks.
Ziel bei einem Druck mittels Tintenstrahl ist es, ein ansprechendes Druckbild zu erreichen. Insbesondere sollte das Druckbild klare bzw. beherrschbare Konturen, einen angenehmen Glanz sowie einen gleichförmigen Farbauftrag aufweisen. Auch sollte die Bedruckung ausreichend stabil gegen Verformungen, insbesondere ein Verbiegen oder Wellen von bedrucktem Papier bzw. bedruckten Folien, sein. Dieses gilt insbesondere im Zusammenhang mit einem Bedrucken von Glossypapieren bzw. -folien sowie von Transparentpapieren bzw. -folien, bei welchen die Anforderungen an eine Brillanz des Druckbildes besonders hoch sind.The goal of inkjet printing is to be attractive To achieve print image. In particular, the printed image should be clear or controllable contours, a pleasant shine and a have uniform paint application. The printing should also sufficiently stable against deformation, in particular bending or Waves of printed paper or foils. This applies especially in connection with printing on glossy papers or films and of transparent papers or films, in which the Requirements for a brilliance of the printed image are particularly high.
Ein verhältnismäßig brillantes Druckbild läßt sich beispielsweise durch pigmentierte Tinte erreichen. Hierbei werden in der Tinte enthaltene Pigmente auf einer Oberfläche abgelegt, während ein ebenfalls in der Tinte vorhandener Träger zumindest teilweise diese Oberfläche durchdringt. A relatively brilliant printed image can be, for example, by pigmented ink. Here are contained in the ink Pigments deposited on a surface while also in the ink existing carrier at least partially penetrates this surface.
Dieser Träger verbleibt entweder unter der Oberfläche oder wird, beispielsweise durch Verdunsten, abgeführt.This carrier either remains below the surface or for example, by evaporation.
Um derartige Vorgänge ausreichend gut beherrschen zu können, ist es bekannt, zu bedruckende Oberflächen, wie Papiere oder Folien, mit einer Schicht zu versehen, die entsprechende geeignete Eigenschaften aufweist. Die Verwendung einer derartigen Beschichtung ist nicht auf pigmentierte Tinten beschränkt, sie wird überlicherweise auch für andere Tinten im Zusammenhang mit den verschiedensten Oberflächenarten bzw. Papier- und Folienarten eingesetzt.In order to be able to master such processes sufficiently well, it is known to be printed surfaces, such as paper or film, with a To provide a layer that has appropriate suitable properties. The use of such a coating is not pigmented Limited inks, it is usually used for other inks in the Connection with the most diverse types of surface or paper and Foil types used.
Es zeigt sich jedoch, daß in dem Druck im nachhinein mechanische Fehlstellen, beispielsweise ein "Cracken", auftreten können, die bei noch so großer Tintenqualität das Druckbild in erheblichen Maße beeinträch tigen.It turns out, however, that the pressure subsequently becomes mechanical Flaws, such as a "crack", can occur at still such high ink quality would significantly affect the print image term.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Auftreten derartiger mechanischer Fehlstellen bzw. ein Auftreten von Cracken zu vermeiden bzw. unter die Sichtbarkeitsgrenze zu bringen.It is an object of the present invention to prevent such an occurrence to avoid mechanical defects or the occurrence of cracking or below the visibility limit.
Als Lösung schlägt die Erfindung eine Tintenstrahlaufnahmeschicht mit einer Schicht vor, die Glycidether und einen Binder mit einer hydroxy funktionellen Gruppe umfaßt. Ebenso schlägt die Erfindung ein Papier bzw. eine Folie mit einer derartigen Tintenstrahlaufnahmeschicht vor. Darüber hinaus schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche, insbesondere eines Papiers und/oder einer Folie, vor, bei welchem Glycidether und ein Binder mit einer hydroxy-funktionellen Gruppe auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden.As a solution, the invention suggests an ink jet recording layer a layer in front of the glycidyl ether and a binder with a hydroxy functional group includes. The invention also proposes a paper or a film with such an ink jet recording layer. In addition, the invention proposes a method for coating a Surface, in particular a paper and / or a film, before, at which glycidether and a binder with a hydroxy functional Group are applied to the surface to be coated.
Hierbei umfaßt der Begriff Glycidether jedes Molekül mit einem Epoxyring und einer Etherbrücke. Als Namensgeber für diese Gruppe dient verethertes Glycidol (2,3-Epoxy-1-propanol).The term glycidyl ether encompasses any molecule with an epoxy ring and an ether bridge. Serves as the namesake for this group etherified glycidol (2,3-epoxy-1-propanol).
Als Binder mit einer hydroxy-funktionellen Gruppe kommen beispielsweise Hydroxyacrylate, Gelantine, PVA (Polyvinylalkohol), Acrylate, Stärke, Kaseine oder Amine in Frage.For example, come as a binder with a hydroxy-functional group Hydroxyacrylates, gelatin, PVA (polyvinyl alcohol), acrylates, starch, Caseins or amines in question.
Hierdurch stellt die Erfindung eine Gruppe von Tintenstrahlaufnahme schichten bereit, deren Eigenschaften über ein äußerst weites Spektrum an gegebene Bedürfnisse angepaßt werden können. Eine derartige Anpassung kann insbesondere durch verhältnismäßig einfache und gut beherrschbare Maßnahmen erfolgen.As a result, the invention provides a group of ink jet recordings layers ready, their properties across an extremely wide range given needs can be adapted. Such an adjustment can in particular by relatively simple and manageable Measures take place.
Insbesondere können die Beschichtungsgeschwindigkeit, die Konzentrationen und die Temperatur beim Beschichten derart gewählt werden, daß ein ausreichend flexibler Film entsteht. Ein derartiger, ausreichend flexibler Film gewährleistet einerseits, daß der Film auch bei Bewegung der beschichteten Oberfläche, wie des Papiers bzw. der Folie, gut auf der Oberfläche haftet und einer derartigen Bewegung zerstörungsfrei bzw. ohne nennenswerte Schäden folgen kann. Ein derartiger Film hat darüber hinaus den Vorteil, daß bei einem Bedrucken dieses Films ein Cracken vermieden bzw. unter der Sichtbarkeitsgrenze gebracht wird. Dieses gilt insbesondere im Zusammenhang mit pigmentierten Tinten.In particular, the coating speed, the Concentrations and the temperature selected during coating that a sufficiently flexible film is created. Such a sufficiently flexible film ensures on the one hand that the film also at Movement of the coated surface, such as the paper or the film, adheres well to the surface and such a movement is non-destructive or can follow without significant damage. Such a film has furthermore the advantage that when printing on this film Cracking is avoided or brought below the visibility limit. This is especially true in connection with pigmented inks.
Hierbei scheinen die äußeren Bedingungen, wie Beschichtungs geschwindigkeit, Konzentration und Temperatur beim Beschichten, die zu einer Tintenstrahlaufnahmeschicht führen, die diese vorerwähnten Vorteile aufweist, eine Schicht mit einer erhöhten Wasserfestigkeit, die nicht vollständig durchvernetzt ist, zu bilden. Diese Schicht scheint einerseits ausreichend flexibel zu sein, um einen Pigmentträger, wie beispielsweise Wasser, ausreichend schnell aufzunehmen bzw. abzuführen und dennoch eine ausreichend flexible Stabilität aufzuweisen, die als sichere Unterlage für die Farbe bzw. die Pigmente dienen kann.Here the external conditions seem like coating speed, concentration and temperature when coating, which too an ink jet recording layer, which have these aforementioned advantages has a layer with increased water resistance that is not is completely cross-linked. On the one hand, this layer seems to be sufficiently flexible to support a pigment, such as Water to be absorbed or discharged sufficiently quickly and yet to have sufficiently flexible stability as a secure base can serve for the color or the pigments.
Neben der Wahl der Beschichtungsgeschwindigkeit, der Konzentration und der Temperatur können die Eigenschaften der Tintenstrahlaufnahmeschicht auch durch die Wahl des Glycidethers sowie des Binders angepaßt werden. Insbesondere ist es möglich, daß der Glycidether, je nach Erfordernissen, neben seinen funktionalen Gruppen hydrophile bzw. hydrophobe Bestandteile aufweist. Selbiges gilt auch für den Binder.In addition to the choice of coating speed, concentration and temperature can affect the properties of the ink jet recording layer can also be adapted by the choice of the glycidyl ether and the binder. In particular, it is possible that the glycidyl ether, depending on the requirements, in addition to its functional groups hydrophilic or hydrophobic Has components. The same applies to the binder.
Im vorliegenden Zusammenhang beschreibt der Begriff einer funktionalen Gruppe diejenige chemische Gruppe eines Moleküls, die dessen Haupteigenschaften bzw. dessen Namen definiert. So ist dieses bei den Glycidethern zumindest ein Epoxyring und eine Etherbrücke und bei dem Binder zumindest eine Hydroxygruppe. In the present context, the term describes a functional Group the chemical group of a molecule, its Main properties or their names defined. So this is with the Glycidethern at least one epoxy ring and an ether bridge and in the Binder at least one hydroxy group.
Die vorbeschriebene hydrophilen bzw. hydrophoben Bestandteile können einerseits bereits Bestandteil des Glycidethers bzw. des Binders sein, bevor der Beschichtungsvorgang initiiert wird. Andererseits können diese Bestandteile auch während des Beschichtungsverfahrens in den Glycidether bzw. den Bindern eingebaut werden. So ist es beispielsweise möglich, dem Glycidether bzw. dem Binder entsprechende Zusatzstoffe aufzugeben, bevor diese miteinander in Kontakt gebracht werden.The above-described hydrophilic or hydrophobic constituents can on the one hand, be part of the glycidyl ether or the binder before the coating process is initiated. On the other hand, these can Ingredients also during the coating process in the glycidyl ether or the binders. For example, it is possible To add glycidether or additives corresponding to the binder, before they are brought into contact with each other.
Darüber hinaus können derartige hydrophile bzw. hydrophobe Gruppen auch an gesonderten Zusatzstoffen befindlich in die Tintenstrahlaufnahme schicht eingebracht werden. Es ist insbesondere auch möglich diese Zusatzstoffe in die Vernetzung aus Glycidether und Binder einzubauen.In addition, such hydrophilic or hydrophobic groups also on separate additives in the inkjet recording layer. In particular, it is also possible Incorporate additives in the crosslinking of glycidyl ether and binder.
Vorliegende Erfindung ermöglicht es, insbesondere im Zusammenhang mit Transparentpapier bzw. -folien sowie mit Glossypapier bzw. -folien, in überraschener Weise positive Ergebnisse hinsichtlich der Brillianz eines Tintenstrahldrucks zu erzielen. Dieses gilt insbesondere im Zusammenhang mit pigmentierten Tinten.The present invention makes it possible, in particular in connection with Tracing paper or foils as well as with glossy paper or foils, in Surprisingly positive results regarding the brilliance of a To achieve inkjet printing. This applies particularly in connection with pigmented inks.
Die Vorteile einer erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufnahmeschicht zeigen sich insbesondere dann, wenn die Tintenstrahlaufnahmeschicht an einer Seite frei zugänglich ist. Der Tintenstrahl kann dann auf dieser Seite unmittelbar auf die Tintenstrahlaufnahmeschicht aufgebracht werden. Es ist andererseits auch denkbar, daß der Tintenstrahl zuvor eine Oberschicht durchdringen muß, bis er die erfindungsgemäße Tintenstrahlaufnahme schicht erreicht. Insbesondere kann diese Oberschicht bereits Pigmente zurückhalten, während eine in dem Tintenstrahl enthaltende Trägerflüssigkeit in die Tintenstrahlaufnahmeschicht überführt wird.Show the advantages of an ink jet recording layer according to the invention especially when the ink jet recording layer on a Page is freely accessible. The inkjet can then be on this side can be applied directly to the ink jet recording layer. It is on the other hand, it is also conceivable for the ink jet to have an upper layer beforehand must penetrate until he inkjet recording according to the invention layer reached. In particular, this top layer can already contain pigments hold back while one contained in the ink jet Carrier liquid is transferred into the ink jet recording layer.
Die große Bandbreite und Variabilität der Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufnahmeschicht erschließt neue Möglichkeiten, auf Papieren bzw. Folien oder sonstigen Oberflächen brillante Drucke, besonders brillante Tintenstrahldrucke zu erhalten.The wide range and variability of properties Inkjet recording layer according to the invention opens up new Possibilities on papers or foils or other surfaces to get brilliant prints, especially brilliant inkjet prints.
Bei der Oberflächenbeschichtung können Glycidether und Binder als Gemenge auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden. Hierdurch kann eine ausreichend innige Vermischung dieser beiden Komponenten gewährleistet werden, so daß die gewünschte Vernetzung ausreichend gleichförmig erfolgt. Es versteht sich andererseits, daß je nach gewünschtem Schichtaufbau Glycidether und Binder auch einzeln auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht werden können. Dieses gilt auch für eventuell noch beizugebende Zusatzstoffe, wie sie vorstehend beschrieben sind.In the surface coating, glycidyl ether and binder can be used as Batches are applied to the surface to be coated. This allows a sufficiently intimate mixture of these two Components are guaranteed so that the desired networking is sufficiently uniform. On the other hand, it goes without saying that depending on desired layer structure Glycidether and Binder also individually on the surface to be coated can be applied. This also applies for any additives to be added, as described above are described.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels erläutert.Further advantages, goals and characteristics of the present invention will become apparent explained using the following embodiment.
Beispielsweise kann folgende Rezeptur als erfindungsgemäße
Tintenstrahlaufnahmeschicht Verwendung finden:
For example, the following recipe can be used as the ink jet recording layer according to the invention:
78% teilverseifter Polyvinylalkohol (zum Beispiel Mowiol 18-88,
Airvol 523)
10% kationisches Polyacrylat (beispielsweise Induquat ECR
766/964 L)
10% Hydroxyethylcellulose (beispielsweise Tylose H 20)
2% Glycerintriglycidether78% partially saponified polyvinyl alcohol (e.g. Mowiol 18-88, Airvol 523)
10% cationic polyacrylate (e.g. Induquat ECR 766/964 L)
10% hydroxyethyl cellulose (e.g. Tylose H 20)
2% glycerol triglycidyl ether
Zur Steuerung des Vernetzungsgrades und der Quellgeschwindigkeit der Polymerschicht bei Druck mittels Tintenstrahl kann die Glycidether konzentration so gewählt werden, daß ein breites Anwendungsspektrum abgedeckt werden kann. Einsatzkonzentrationen zwischen 1% bis 10% Glycidether zeigen gute Eigenschaften für die Bildung eines ausreichend flexiblen und quellfähigen Films, insbesondere hinsichtlich der Lösungsmittelbestandteile von Tintenstrahltinten.To control the degree of networking and the swelling speed of the Polymer layer when inkjet printed can use the glycidyl ether Concentration can be chosen so that a wide range of applications can be covered. Use concentrations between 1% and 10% Glycidethers show good properties for the formation of a sufficient flexible and swellable film, especially with regard to the Ink jet ink solvent components.
Weiterhin kann durch die Wahl des Glycidethers, beispielsweise Trimethylpropan-Polyglycidether, Polypropylenglykoldiglycidether, Resorcindiglycidether und andere, die Hydrophobie bzw. Hydrophilie des vernetzten Polymerfilms eingestellt werden.Furthermore, by choosing the glycidyl ether, for example Trimethylpropane polyglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, Resorcinol diglycidyl ether and others, the hydrophobicity or hydrophilicity of the cross-linked polymer film can be adjusted.
Zur Steuerung der Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur kann die Reaktion zwischen Glycidether und hydroxy-funktioneller Gruppe durch den Einsatz gängiger Katalysatoren, wie p-Toluolsulfonsäure, Lewis- Säuren, tert.-Aminen, Natronlauge und anderen, beschleunigt werden. Da die Reaktionsführung aufgrund des Epoxidrings sich sowohl im sauren wie auch im basischen Medium durchführen läßt, kann ein breiter Temperaturbereich genutzt werden. Insbesondere können Temperaturen zwischen 80°C und 250°C gewählt werden. To control the reaction rate and temperature, the Reaction between glycidyl ether and hydroxy-functional group the use of common catalysts, such as p-toluenesulfonic acid, Lewis Acids, tertiary amines, sodium hydroxide solution and others can be accelerated. There the reaction due to the epoxy ring both in acidic can also be carried out in basic medium, can be a broader Temperature range can be used. In particular, temperatures can can be selected between 80 ° C and 250 ° C.
Bei Verbindungen, die Amingruppen neben den OH-Gruppen im Polymer enthalten, kann eine Reaktion schon bei Raumtemperaturen stattfinden. Dieses hängt insbesondere von dem pH-Wert des Beschichtungslackes ab. Darüber hinaus kann die Reaktivität des Systems über die Anzahl der Epoxidgruppen im Glycidethermolekül gesteuert werden.For compounds, the amine groups in addition to the OH groups in the polymer contain, a reaction can take place at room temperature. This depends in particular on the pH of the coating lacquer. In addition, the reactivity of the system can depend on the number of Epoxy groups in the glycidyl ether molecule can be controlled.
Die Polymerlösung, die den Glycidether enthält, kann mit allen gängigen Beschichtungsverfahren, wie Rollrakel, Reverse-Gravur und anderen, auf das zu beschichtende Medium aufgebracht werden. Als Medium kommen beispielsweise Transparentpapiere, Glossypapiere und -folien in Frage. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Beschichtung für die Beschichtung von Transparentpapieren mit einem Gewicht zwischen 90 und 200 g/m2. Bei der Beschichtung von Glossypapieren bzw. -folien kommt es bei dem Einsatz des Glycidethers zu keinem Glanzabfall der Beschichtung.The polymer solution containing the glycidyl ether can be applied to the medium to be coated using all common coating methods, such as roller doctor blades, reverse engraving and others. For example, transparent papers, glossy papers and foils are suitable as a medium. The coating according to the invention is particularly suitable for coating transparent papers with a weight between 90 and 200 g / m 2 . When coating glossy papers or foils, there is no loss of gloss in the coating when using the glycidether.
Beim Beschichten können beispielsweise Maschinengeschwindigkeiten zwischen 10 und 100 m/min gewählt werden, wobei hierdurch unter anderem auch der Vernetzungsgrad der Schicht über die Geschwindigkeit gesteuert werden kann. Hierbei wird über die Geschwindigkeit insbesondere die Verweilzeit in einem Trockenkanal gewählt.When coating, for example, machine speeds between 10 and 100 m / min can be selected, whereby under among other things, the degree of crosslinking of the layer over the speed can be controlled. This is about the speed in particular the residence time selected in a drying tunnel.
Mit der vorbeschriebenen Beschichtung, die unter den oben beschriebenen
Bedingungen aufgebracht wurden, lassen sich in Gegenüberstellung mit
einer üblichen Standardrezeptur aus teilverseiften Polyvinylalkohol und
Polyvinylpyrrolidon bei einem Bedrucken mit einem Ink-Jet folgende
Ergebnisse erzielen:
With the coating described above, which was applied under the conditions described above, the following results can be achieved when compared with a standard formulation of partially hydrolyzed polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone when printing with an ink jet:
Hierbei erfolgt die Angabe des "Cracking" nach folgender Formel:
"Cracking" is specified using the following formula:
wobei FDcmg die Farbdichte eines zusammengesetzten Schwarz und FDs die Farbdichte eines Original-Schwarz bezeichnet.where FD cmg denotes the color density of a composite black and FD s the color density of an original black.
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| DE19902502A DE19902502A1 (en) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | Inkjet printer ink reception layer useful for ink jet printing of paper and foil includes a glycidyl ether and binder with hydroxyl functional groups |
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| AU29030/00A AU2903000A (en) | 1999-01-22 | 2000-01-24 | Ink jet printing layer, paper or film having such a layer and a method for coating a surface |
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Citations (1)
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| DE3443565A1 (en) * | 1983-12-29 | 1985-07-11 | Mitsubishi Yuka Fine Chemicals Co. Ltd., Tokyo | RECORD FILMS FOR WATER-BASED GRAPHIC COLORS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
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1999
- 1999-01-22 DE DE19902502A patent/DE19902502A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3443565A1 (en) * | 1983-12-29 | 1985-07-11 | Mitsubishi Yuka Fine Chemicals Co. Ltd., Tokyo | RECORD FILMS FOR WATER-BASED GRAPHIC COLORS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
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