DE69211265T2

DE69211265T2 - Veränderbares Tintenstrahlaufzeichnungsmedien

Info

Publication number: DE69211265T2
Application number: DE69211265T
Authority: DE
Inventors: David Atherton; Sen Yang
Original assignee: Arkwright Inc
Current assignee: Arkwright Inc
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2012-09-19
Also published as: EP0533293B1; DE69211265D1; US5190805A; EP0533293A1; JPH05201119A

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung schafft neue beschriftbare Tintenstrahlaufzeichnungsmedien, die geeignet sind für Konstruktionszeichnungen und technisch verwandte Anwendungen wie etwa Architektur- und seismographische Aufzeichnungen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In den letzten Jahren sind Drucker, die versprühbare Tinten verwenden, wie etwa Tintenstrahldrucker, allgemein in Gebrauch gekommen. Diese Drucker, die mit Tintenstrahlköpfen arbeiten, die kleine Öffnungen aufweisen, die Tinten in einem kontinuierlichen Tröpfchenstrom oder in kleinen einzelnen Tröpfchen nach Bedarf ausstoßen, werden in verschiedenen elektronischen Druckanwendungen eingesetzt. Sie bieten nicht nur hohe Geschwindigkeit, sondern auch einen leisen Betrieb, ohne externe Entwicklungs- oder Fixierverfahren zu erfordern. Somit ist das Tintenstrahldrucken besonders geeignet für elektronisches Drucken in Anwendungen wie etwa computergestütztem Zeichnen, Architekturdarstellungen und seismographischer Aufzeichnung.
Zwar sind transparente Folien für Tintenstrahlanwendungen verfügbar, doch weisen sie nicht die notwendigen Qualitäten für technische Zeichnungen und verwandte Anwendungen auf. Um das volle Potential dieser Anwendungen zu realisieren, müssen die Tintenstrahlfolien Bilder mit hinreichender Dichte und Auflösung ergeben und eine Oberfläche bereitstellen, die für die Beschriftung mit Tinte und Bleistift geeignet ist. Tintenstrahldrucke können ähnlich wie Handzeichnungen als "Originale" verwendet werden. Zusätzlich müssen sie in der Lage sein, als "Zwischenträger" zu dienen, die für das Transmissions- und/oder Reflexionskopieren geeignet sind. Diese letztere Anforderung betrifft Anwendungen im Bereich der technischen Konstruktion, wo es eine allgemeine Praxis ist, einen Zwischenträger als Matrize zur Herstellung vieler Auflagen-Kopien zu benutzen. Diese Kopien werden dann sowohl intern als auch unter anderem an Zulieferbetriebe verteilt. Anderungen und Hinzufügungen können an dem Zwischenträger gemacht werden, bevor er als Matrize für die Herstellung der Kopien verwendet wird.
Tintenstrahlsysteme, die zum elektronischen Drucken im Bereich der Informationstechnologie eingesetzt werden, umfassen drei Komponenten: den Drucker, die Tinte und den Empfangsbogen. Der Drucker steuert die Größe, Anzahl und Anordnung der Tintentröpfchen und enthält das Transport- System. Die Tinte stellt die Färbemittel bereit, die das Bild erzeugen, und der Empfangsbogen bildet das Medium, das die Tinte aufnimmt und hält. Die Qualität und Archivierbarkeit von Tintenstrahldrucken ist eine Funktion des Gesamtsystems. Die Zusammensetzung und die Wechselwirkung der Tinte und des Empfangsmaterials beeinflußt jedoch die Qualität des mit Bild versehenen Produkts am stärksten.
Tintenzusammensetzungen, die in Tintenstrahl-Aufzeichnungssystemen zweckmäßig sind, sind wohlbekannt und enthalten im allgemeinen Wasser, organische Lösungsmittel und Farbstoffe. So wird beispielsweise in dem europäischen Patent 0 294 155 eine für die Tintenstrahlaufzeichnung nützliche Tintenstrahlzusammensetzung beschrieben, die aus einem Träger auf Wasserbasis besteht, der etwa 30 bis 99 Gew. % Wasser enthält, wobei der Rest aus hochsiedenden Lösungsmitteln wie etwa Glykolen, Glykolethern, Pyrrolidonen und oberflächenaktiven Mitteln zusammengesetzt ist. Die für technische Zeichnungen und verwandte Anwendungen benutzten Tinten enthalten vorzugsweise Säure- oder Direktfarbstoffe und sind im allgemeinsten Fall schwarz, obgleich manchmal auch farbige Tinten verwendet werden. Sogenannte "feste" Tinten kommen jetzt in Gebrauch und werden in dieser Erfindung in Betracht gezogen.
Folien-Aufzeichnungsmedien stellen bei der Tintenstrahlaufzeichnung ein spezielles Problem dar, weil ihre Oberflächen hydrophob oder quasi-hydrophob sind. Selbst wenn Oberflächen mit speziellen Beschichtungen behandelt werden, um die Tinten aufzunehmen und zu absorbieren, ist es schwierig, die geforderten Qualitäten hinsichtlich Bilddichte und Auflösung zu erhalten, ohne daß Abfärben, Verschmieren, Verlaufen oder andere unerwünschte Eigenschaften in Kauf genommen werden müssen.
Tintenstrahldrucker bringen kleine Tintentröpfchen in einem selektiven Muster auf, um die Bilder zu erzeugen. Diese Tröpfchen werden in der Beschichtung auf der Folienoberfläche absorbiert. Nach der anfänglichen Absorption breitet sich der Farbstoff weiter in seitlicher Richtung aus. Eine damit einhergehende schnelle Diffusion in die Folienmatrix ist ebenfalls wichtig, um Verschmieren und Abfärben zu vermeiden. Somit sind die Tintenabsorptionsqualitäten der tinteaufnehmenden Matrix der Folien von ausschlaggebender Bedeutung.
Es gibt umfangreiche Literatur, die Versuche beschreibt, den optimalen Empfangsbogen zu schaffen. Ein allgemeiner Ansatz zur Lösung des Problems der hydrophoben Oberflächen wird in dem US-Patent 4 503 111 erörtert, das die Verwendung einer Oberflächenbeschichtung zum Absorbieren der Tinte lehrt. Darüberhinaus ist eine große Vielzahl von Polymeren allein oder in Mischungen für die Verwendung als Oberflächenbeschichtung vorgeschlagen worden, siehe zum Beispiel die US-Patente Nr.3 889 270, 4 555 437, 4 564 560, 4 649 064 und 4 578 285. Mehrfachbeschichtungen sind ebenfalls zu dem Versuch eingesetzt worden, die verschiedenen mit der hydrophoben Natur von Aufzeichnungsmedien zusammenhängenden Probleme zu überwinden, illustrativ für diese Beschichtungen sind das US-Patent 4 379 804, das japanische Patent Nr.01041589 und die japanischen Offenlegungen Nr.86-132377, 86-074879 und 86-41549. Beschichtungen, die anorganische Füllmaterialien enthalten, werden beschrieben in den US-Patenten Nr. 4 481 244, 5 002 825 und 5 013 609.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft die Rolle, die das Empfangsmedium dabei spielt, eine beschriftbare Tintenstrahlfolie von hoher Qualität zu erreichen, die für die Verwendung sowohl als Original als auch als Zwischenträger geeignet ist. Spezieller schafft die vorliegende Erfindung für Tinte aufnahmefähige Medien wie etwa die folgenden:
(a) einen matten Verbundfilm, der ein transparentes oder opakes Substrat aufweist, das auf wenigstens einer Seite eine wasserunlösliche, wasserabsorbierende und für Tinte aufnahmefähige Matrixschicht aufweist, wobei diese Matrixschicht einen Hydrogel-Komplex und ein Pigment enthält, welches Pigment eine MOH-Härte von etwa 2,2 bis 7,0 und einen kritischen Integritätswert (wie hier definiert) von wenigstens 20 g hat;
(b) einen matten Verbundfilm wie in (a) genannt, mit einer Beschichtung auf der der tinteaufnehmenden Matrixschicht entgegengesetzten Seite (d.h. einer Rückseitenbeschichtung), die die Minimierung des Ablassens und/oder Blockierens der Tinte sowie die Erzielung eines zuverlässigen Transports unterstützt; und
(c) einen matten Verbundfilm, wie in (a) oder (b) genannt, mit einer Deckschicht auf der tinteaufnehmenden Seite, die eine größere Absorptivität hat als die Matrix-Unterschicht.
Die Erfindung befaßt sich außerdem mit einem Verfahren zur Herstellung von Tintenstrahldrucken und mit Tintenstrahl-Drucksystemen, die unter anderem die oben beschriebenen Tintenstrahl-Empfangsmedien benutzen. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf die Anforderungen für verbesserte Tintenstrahlfolien und ähnliche Medien und ihre breitere Anwendung für neue Produkte.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich anhand der hier und im folgenden gegebenen detaillierten Beschreibung und anhand der beigefügten Zeichnungen, die lediglich zur Illustration dienen und somit für die Erfindung nicht beschränkend sind, und in denen zeigen:
Figur 1 eine Darstellung einer Verbundfolie gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei (1) ein Basisträger ist, (2) eine für Tinte aufnahmefähige Matrixschicht ist, (3) eine Deckschicht ist und (4) eine Rückseitenbeschichtung ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die folgende detaillierte Beschreibung und die folgenden Beispiele werden gegeben, um Fachleute bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung zu unterstützten.
Die von der vorliegenden Erfindung umfaßten matten Verbundfolien besitzen einen Basisträger, auf dem eine wasserunlösliche, wasserabsorbierende und tinteaufnehmende Matrixschicht ausgebildet ist, die einen Hydrogel-Komplex und ein Pigment aufweist, die eine spezifische Partikelgrößenverteilung und MOH-Härte und einen kritischen Integritätswert von wenigstens 20 g gemessen nach dem hier beschriebenen Verfahren, besitzen. Jede der obigen Komponenten der vorliegenden erfindungsgemäßen Medien wird nachfolgend im einzelnen erörtert.
Die Basisträger für die tinteaufnehmenden Matrixschichten können unter irgendwelchen geeigneten Folien ausgewählt werden wie etwa Polyethylenterephtalat, Zelluloseacetat, Polystyrol, Polycarbonat, Polyolefin oder anderen Polymerfolien-Basisträgern. Diese Folienträger können je nach Anwendung durchscheinend oder opak sein. Die Basisträger besitzen allgemein eine Dicke von etwa 25 bis 175 µm (Mikron). Um den Folienträger aufnahmefähiger für die aufzubringende Formulierung der tinteaufnehmenden Matrixschicht zu machen, kann seine Oberfläche mit einer die Haftung begünstigenden Substanz vorbehandelt oder mit einer Zwischengrundierschicht beschichtet werden, wie allgemein im Stand der Technik bekannt ist. Alternativ kann ein Basisträger aus Papier verwendet werden, der zumindest auf der tinteaufnehmenden Seite auf seiner Oberfläche eine durch Beschichtung oder Laminieren aufgebrachte diskrete Folienschicht aufweist. Solche Papier/Folien-Laminate können eine größere Dicke als die oben genannten aufweisen.
Die Verwendung eines wasserunlöslichen Hydrogels ist ein wichtiges Element in dieser Erfindung. Sie sorgt für eine schnelle Absorption sowohl von Glykol-Tinten als auch von wäßrigen Tinten, während sie unlöslich bleibt. Außerdem bildet sie ein wirksames Medium für die Aufnahme der verschiedenen Additive, die verwendet werden, um die gewünschten Matrixeigenschaften hervorzubringen. Die Auswahl der Polymere und der Lösungsmittel, in denen sie gelöst werden, bestimmen, ob sich ein geeignetes Hydrogel bilden wird.
Die von dieser Erfindung erfaßten Hydrogele umfassen solche, die durch Komplexbildung eines poly(N-vinyl-heterozyklischen) Systems mit einem Komplexbildner wie etwa einem wasserunlöslichen Kamm-Pfropfpolymer (comb graft polymer) gebildet werden.
Typische Poly(N-Vinyl-Heterozyklika) die hier gemeinte Hydrogele bilden können, sind Poly(N-Vinyl-Pyrrolidon), Poly(N-Vinyl-4-Methyl-2-Oxazolidon) und dergleichen.
Die wasserunlöslichen Komplexbildner, die für die Bildung eines Hydrogels mit poly(N-vinyl-heterozyklischen) Anteilen am geeignetsten sind, sind Kamm-Pfropfropolymere mit einem hydrophoben Rückgrat und hydrophilen Seitenketten. Diese Kamm-Pfropfcopolymere sind sehr wirksam für die Bildung solcher wasserunlöslicher Hydrogele.
Geeignete wasserunlösliche komplexbildende Kamm-Pfropfcopolymere, die hier umfaßt werden, besitzen Rückgrat-Ketten, die substituierte und unsubstituierte Formen von Polyestern, Polyurethanen, Polyacryl- und Polymethacrylestern, Vinyl-Polymeren (wie etwa Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat), Dien-Polymeren (wie etwa Polybutadien), Polyolefinen (wie etwa Polyethylen und Polypropylen), Zellulose und ihren Derivaten (wie etwa Zelluloseestern und gemischten Estern), Polystyrol und Copolymeren der vorgenannten enthalten. Polymere und Copolymere, die besonders geeignet sind für die Bildung der hydrophilen Seitenketten der wasserunlöslichen Kamm-Pfropfcopolymere umfassen substituierte oder unsubstituierte Poly(Hydroxy-Alkylacrylate und -methacrylate), Poly(Acryl- und Methacrylsäure), Poly(N-Vinyl-Pyrrolidon), Poly(Hydroxyalkyl-Methacrylat/N-Alkylol-Acrylamid), Poly(Vinylalkohol), Poly(Acrylamid) und quaternäre Ammoniumsysteme. Bevorzugte Ausführungsformen der komplexbildenden Kamm-Pfropfcopolymere umfassen solche, in denen Poly(Methyl-Methacrylat) das hydrophobe Rückgrat und Hydroxyethylmethacrylate die hydrophilen Seitenketten sind oder in denen Poly(Methylmethacrylat) das hydrophobe Rückgrat und Poly(N-Vinyl-Pyrrolidone) die hydrophilen Seitenketten sind.
Die Erfindung haben gefunden, daß überraschenderweise die Auswahl des in der Beschichtungsformulierung verwendeten Lösungsmittels eine wichtige Rolle bei der Bildung des Hydrogelkomplexes spielt. Zum Beispiel kann die Verwendung von Wasser oder Methylcellosolve die Bildung des Hydrogelkomplexes unterbinden, während die Verwendung bestimmter Glykolether sich als zweckmäßig zur Bildung von Hydrogelen in Verbindung mit poly(N-vinylheterozyklischen) Anteilen und wasserunlöslichen Kamm-Pfropfpolymeren erwiesen hat, wie hier beschrieben wird. Insbesondere methylierte Ether wie etwa Propylenglykol-Monomethylether, bilden hervorragende wasserfeste Hydrogelkomplexe. Es ist nicht verstanden, weshalb bestimmte Lösungsmittel einen nachteiligen Effekt auf die Hydrogelbildung haben. Möglicherweise ergeben sich nachteilige Effekte aus dem Wettbewerb der mehreren hydrophi len Lösungsmittel um die komplexbildenden Stellen.
Das Gewichtsverhältnis zwischen den hydrophoben Rückgrat-Ketten und den hydrophilen Seitenketten in den komplexbildenden Kamm-Pfropfcopolymeren gemäß der vorliegenden Erfindung kann innerhalb eines weiten Bereichs von 10 zu 90 bis zu 90 zu 10 variieren, solange das Copolymer im wesentlichen wasserunlöslich bleibt. Bevorzugt ist die Verwendung von komplexbildenden Kamm-Pfropfcopolymeren, in denen das Gewichtsverhältnis des hydrophoben Rückgrats zu der hydrophilen Seitenkette zwischen etwa 50 zu 50 und 90 zu 10 liegt. In jedem Fall ist es wichtig, daß das Verhältnis der hydrophilen Seitenkette zu dem hydrophoben Rückgrat nicht das Verhältnis übersteigt, das eine Wasserlöslichkeit des Kamm-Pfropfcopolymers hervorrufen würde.
Die erfindungsgemäß verwendeten Pfropf-Copolymere können durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Einen Überblick über Herstellungsverfahren für solche Pfropf-Copolymere findet man in der Buchreihe "Block and Graft Copolymerization", herausgegeben von R. J. Ceresa, veröffentlicht von John Wiley & Sons, New York, 1976.
Mischungen aus zwei oder mehr Kamm-Pfropfcopolymeren, beispielsweise einem Kamm-Pfropfcopolymer mit einem hohen Gehalt an hydrophilen Seitenketten von etwa 70 bis 90 Gew. % mit einem Kamm-Pfropfcopolymer, das einen deutlich kleineren Gehalt an hydrophilen Stellen hat, beispielsweise etwa 20 bis 35 Gew. %, kann ebenso einer Komplexbildung mit poly(N-vinylheterozyklischen) Anteilen zur Bildung von Hydrogelen unterzogen werden und kann somit ebenfalls für die Formulierung zufriedenstellender tinteaufnehmender Matrixschichten verwendet werden.
Allgemein können die Komponenten des Hydrogels allein oder in Kombination mit Additiven verwendet werden, wie etwa Befeuchtungsmitteln, antistatischen Mitteln, Schwebemitteln, Dispersionmitteln und dergleichen. Die genauen Strukturen der Hydrogelkomplexe gemäß dieser Erfindung sind nicht bekannt. Es wird jedoch angenommen, daß im Fall eines Hydrogelkomplexes aus einem Kamm-Pfropfcopolymer und einem poly(N-vinyl-heterozyklischen) Anteil die hydrophilen Segmente der Kamm-Pfropfcopolymere und die hydrophilen heterozyklischen Anteile des N-vinyl-heterozyklischen Systems den Komplex bilden. Doch wie auch immer ihre Struktur sein mag, verleihen die hier umfaßten Hydrogelkomplexe den tinteaufnehmenden Matrixschichten eine hohe Mfinität sowohl für Tinten auf Wasserbasis als auch für Hoch-Glykoltinten, während sie wasserunlöslich bleiben. Somit helfen solche tinteaufnehmenden Matrixschichten, den Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Bilddichte und Helligkeit ohne Verschmieren und Abfärben zu verleihen.
Es hat sich überraschend gezeigt, daß relativ kleine Mengen an wasserunlöslichen Kamm-Pfropfpolymeren (im Bereich von etwa 5 bis 35 %) genügen, hochabsorbierende wasserunlösliche Hydrogelkomplexe mit poly(N-vinylheterozyklischen) Systemen zu bilden. Im Gegensatz dazu erfordern einfache Block- oder Zufalls-Copolymere von hydrophoben und hydrophilen Einheiten einen wesentlich größeren Anteil solcher Copolymere zur Bildung von wasserunlöslichen Zusammensetzungen. Darüber hinaus haben Komplexe, die mit diesen Block- oder Zufalls-Copolymeren gebildet werden, nicht die hohe Wasserabsorptivität des hier beschriebenen Poly(N-Vinyl-Heterozyklika)/Kamm- Pfropfcopolymerkomplexes. Eine mögliche Erklärung kann darin bestehen, daß solche Zufalls- oder Block-Copolymere keine Hydrogelkomplexe mit poly(N-vinyl-heterozyklischen) Systemen bilden und somit keine Zusammensetzung ergeben, die eine hohe Wasserabsorptivität besitzt.
Gemäß einer der am meisten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthält die tinteaufnehmende Matrixschicht eine Mischung aus etwa 60 bis etwa 90 Gew. % eines poly(N-vinyl-heterozyklischen) Systems, am bevorzugtesten ist Poly(N-Vinyl-Pyrrolidon), und etwa 35 bis 10 Gew. % eines Kamm- Pfropfcopolymers. Das Pfropfcopolymer enthält vorzugsweise 15 bis 40 Gew. % hydrophiler Seitenketten (vorzugsweise bestehend aus Poly(Hydroxyalkylacrylat oder Hydroxyalcylmethacrylat) oder Polyvinylpyrrolidon) und 85 bis 60 Gew. % eines hydrophoben Rückgrats (vorzugsweise bestehend aus Poly(Methylmethacrylat)). Solche tinteaufnehmenden Matrixschichten sind hochabsorbierend für Tinte und dennoch wasserunlöslich.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Pigmente sind ausgewählt, um einen einzigartigen Satz von Eigenschaften zu erreichen, die beim Tintenstrahldrucken gefordert sind. An erster Stelle hierunter steht die Notwendigkeit einer schnellen Trocknung der Tinte, um Abfärben und Verschmieren im Stapeltablett während des Druckvorgangs zu vermeiden. Die Pigmente werden auch ausgewählt, um die Erzielung einer guten Bilddichte durch ihren Effekt auf die Seitwärtsdiffusion des Tintenpunktes zu unterstützen. Die gewählten Pigmente müssen auch hinreichend abrasiv oder hart sein, um eine gute Dichte von Bleistiftanmerkungen sicherzustellen. Außerdem können Pigmente verwendet werden, die mehrwertige Kationen enthalten, um farbstoffbeizende Eigenschaften zu erreichen. In Anwendungen, die ultraviolett-transmissives Kopieren erfordern, wie etwa in Diazo-Kopierverfahren, darf das gewählte Pigment ultraviolettes und sichtbares Licht nicht übermäßig absorbieren. Außerdem darf die das Pigment enthaltende Matrix Licht in diesen Bereichen weder absorbieren noch übermäßig streuen.
Die Hydrogele nach dieser Erfindung bieten gute Farbtrocknungseigenschaften, sind jedoch nicht ausreichend, ein angemessen schnelles Trocknen für die vorgesehenen Anwendungen zu erreichen. Die Trocknung wird beträchtlich verbessert durch die Verwendung eines Pigments und einer Pigmentkonzentration, die ein großes Hohlraumvolumen bietet. Ein übermäßig großes Hohlraumvolumen führt jedoch dazu, daß die Matrix ihren Zusammenhalt oder ihre physikalische Integrität verliert. Als solches werden das Pigment und die Pigmentkonzentration so gewählt, daß die Matrixschicht keinen kleineren kritischen Integritätswert als 20 g hat. Der kritische Integritätswert kann ermittelt werden durch Herstellen von Beschichtungen mit zunehmendem Verhältnis von Pigment zu Bindemittel, bis die Beschichtungen für die vorgesehenen Anwendungen zu schwach werden, d.h., keinen ausreichenden Zusammenhalt mehr besitzen. Für die Zwecke dieser Erfindung kann der kritische Integritätswert (Verlust an Zusammenhalt) bestimmt werden durch Verwendung eines GARDNER Balanced Beam Scrape-Adhesion and Mar Tester gemäß dem ASTM 2197-Testverfahren unter Verwendung eines Hoffman-Werkzeugs. Das minimale Gewicht, das ein erstes Durchdringen des Hoffman-Werkzeugs durch die tinteaufnehmende Matrixschicht hindurch hervorruft, wird als der kritische Integritätswert bezeichnet (das Testverfahren wird weiter unten beschrieben). Der kritische Integritätswert der Matrixschicht beträgt wenigstens 20 g, wenn er nach dem hier vorgesehenen Meßverfahren gemessen wird.
Es hat sich gezeigt, daß das Hohlraumvolumen, die Trocknungsgeschwindigkeit und die Bilddichte desto größer sind, je höher das Massenverhältnis von Pigment zu Hydrogel in der Matrixschicht ist. Umgekehrt ist die Kohäsionskraft der Schicht und die Bildauflösung um so besser, aber die Trocknungsgeschwindigkeit um so langsamer und die Bilddichte um so kleiner, je kleiner dieses Massenverhältnis ist. In der Praxis findet man die beste Abstimmung dieser Eigenschaften in der Nähe von, jedoch nicht unterhalb des kritischen Integritätswertes von 20 g. Es hat sich gezeigt, daß das Massenverhältnis von Pigment zu Hydrogel, das erforderlich ist, um den kritischen Integritätswert einzuhalten oder zu überschreiten, mit dem Pigment und dem Bindemittel variiert. Somit wird vor der Bestimmung des optimalen Massenverhältnisses von Pigment zu Hydrogel eine geeignete Auswahl dieser Materialien vorgenommen. Das optimale Massenverhältnis eines Pigments zu dem Hydrogel wird bestimmt durch Festlegen der gewünschten wichtigen Qualitätseigenschaften und durch Auswahl derjenigen, die die beste Ausgewogenheit der Eigenschaften ergeben.
Eine geeignete Abstimmung der Eigenschaften wird erreicht, wenn das Massenverhältnis von Pigment zu Hydrogel etwa 0,2:1 bis 3,5:1 beträgt, wobei jedoch das Massenverhältnis von etwa 0,5:1 bis 2:1 noch günstiger ist, und die mittlere Partikelgröße etwa 0,5 bis 10 Mikron und vorzugsweise etwa 2,0 bis 6,0 µm (Mikron) beträgt. Die Bleistift-Beschriftbarkeit wird erreicht durch Auswahl eines Pigments mit einer MOH-Härte von etwa 2,2 bis 7,0, vorzugsweise von etwa 4,0 bis 7,0. Wo Ultraviolett-Transmissivität erforderlich ist, hat das ausgewählte Pigment einen Brechungsindex von etwa 1,4 bis 1,7. Die Beschriftbarkeit mit herkömmlichen Schreibtinten wird mit Hilfe des verwendeten erfindungsgemäßen Hydrogels erreicht. Außerdem wird das Verhältnis von Pigment zu Hydrogel innerhalb des angegebenen Bereiches so ausgewählt, daß das Verlaufen des Punktes am besten zu der Tinte und dem Tintenauftragsystem paßt.
Es gibt bevorzugte Pigmente, die mit dem Hydrogel gemäß dieser Erfindung eingesetzt werden und die die geforderte Beschriftbarkeit, schnelle Trocknung, Bilddichte und Strahlungsdurchlässigkeit herbeiführen. Diese umfassen amorphes und kristallines Silika, Aluminiumtrihydrat, Kalziumkarbonat, Kaliurn-Natrium-Aluminiumsilikat, Diatomeenerde, Silikate von Aluminium und Magnesium und Mischungen hieraus. Allerdings sind nicht alle Pigmente generell als Haupt-Pigmentbestandteil in der tinteaufnehmenden Matrix geeignet. Diese umfassen unter anderem Polyolefin-Partikel und ähnliches organisches Material, Talk, Zinkoxide, Zinkweiß, Rauchsilika und Titandioxid.
Gelegentlich mag es wünschenswert sein, den visuellen Kontrast der bedruckten matten Folien zu erhöhen. Dies kann erreicht werden durch die Zugabe einer sehr kleinen Menge eines weißen, opaken Pigments wie etwa Titandioxid oder Bariumsulfat/Zinksulfid. Typische Konzentrationen dieser Pigmente sind etwa 1 bis 10 Gew. % des gesamten Pigrnentgewichts und vorzugsweise etwa 1,5 bis 3,0 Gew. %.
Insgesamt müssen das Pigment und das Massenverhältnis Pigment zu Hydrogel in der tinteaufnehmenden Matrix den oben beschriebenen Anforderungen genügen.
Beim Transmissionskopieren muß das gewählte Pigment einen Brechungsindex von 1,40 bis 1,65 und vorzugsweise gleich dem oder in der Nähe des Brechungsindex des verwendeten Hydrogels haben. Für das Reflexionskopieren mag es nicht notwendig sein, eine strahlungsdurchlässige matte Folie zu haben. Folglich kann ein opaker Basisträger verwendet werden und/oder die Pigrnente in der Matrix können einen höheren Brechungsindex haben als für durchlässige Folien spezifiziert wurde.
Die matten Komposite nach dieser Erfindung können eine Deckschicht verwenden, wenn dies gewünscht wird, um die Diffusionsrate der Tinte zwischen seitlicher Ausbreitung und Eindringen steuern zu helfen. Das ideale Diffusionsgleichgewicht liegt dort, wo die Tintenpunkte sich gerade genug ausbreiten, um die weißen Flächen zwischen den Punkten auszufüllen, so daß sich eine hohe Bilddichte ergibt. Übermäßige Ausbreitung der Tintenpunkte führt zu einem Verlust an Bildauflösung Alternativ kann eine solche Deckschicht verwendet werden, um gewünschte Oberflächeneigenschaften hervorzurufen, wie etwa Bleistiftkörnung und/oder Bleistiftradierung und Aufnahmefähigkeit für Schreibtinten. Vorzugsweise ist die Deckschicht absorptiver als die Matrixschicht.
In der Praxis können die Oberflächeneigenschaften der Tintenstrahl-Matrixschicht modifiziert werden, um die Charakteristika der Matrixschichten auf die folgenden Weisen zu ändern. Zum Beispiel kann eine wasserlösliche Deckschicht oder ein wasserlöslicher Überzug hydrophile Polymere wie etwa Polyvinylalkohol, Hydroxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Hydroxypropylmethylzellulose und Karboxymethylzellulose entweder allein oder in Kombination oder in Mischung mit einem poly(N-vinyl-heterozyklischen) System wie hier beschrieben (z.B. Poly(N-Vinyl-Pyrrolidon)) enthalten. Die Deckschicht kann auch ein Kamm-Pfropfcopolymer von der Art, wie es in den hier beschriebenen tinteaufnehrnenden Matrixschichten verwendet wird, enthalten, vorzugsweise mit einem Gehalt an hydrophilen Seitenketten von etwa 30 bis etwa 70 Gew. %. Zum Beispiel kann über der Matrixschicht eine Oberflächenschicht verwendet werden, die ein polymeres Bindemittel und Pigment enthält, um die Zeicheneigenschaften zu modifizieren und/oder gute Bleistift-Radiereigenschaften zu erhalten.
Herkömmlicherweise wird auf der Rückseite oder auf der der bildaufnehmenden Schicht einer Bildfolie entgegengesetzten Seite eine Beschichtung eingesetzt, wobei diese Rückseitenbeschichtung ein Pigment und ein Bindemittel enthält. Dies dient dazu, einen zuverlässigen Transport durch eine Bilderzeugungseinrichtung zu unterstützen und die Spannung auf den beiden Seiten der Folie auszugleichen, so daß der Druck flach liegen wird. Für einige Tintenstrahldrucker erfordert die Rückseitenbeschichtung gemäß dieser Erfindung eine zusätzliche und wichtige Qualität. Sie muß "Abstandshalter" schaffen, um die frisch bedruckte Folie, die in das Stapeltablett des Druckers gelangt, von dem als nächstes eintreffenden Druck getrennt zu halten, da einige Tintenstrahldrucker Drucke mit der Bildseite nach unten in die Stapeltabletts ausgeben. Wenn der Abstand zwischen den Drucken nicht ausreichend ist, kann es deshalb zu einem Ablassen der Tinte kommen. Die Erfinder haben entdeckt, daß das Problem des Abfärbens dadurch gemildert werden kann, daß eine nicht-tinteabsorbierende Rückseitenbeschichtung vorgesehen wird, die ein Abstandshalter-Pigment enthält, das die Bogen auf Abstand hält. Die zu diesem Zweck eingesetzten Pigrnente umfassen amorphes und kristallines Silika, Stärke, mikrokristalline Zellulose, teilweise sulfonierte Polystyrol-lonomere, hohlkugelige Polystyrolperlen und dergleichen. Die mittlere Partikelgröße des Pigments ist wichtig und liegt im Bereich von 10 bis 30 µm (Mikron) und vorzugsweise 15 bis 20 µm (Mikron).
Die Rückseitenbeschichtung der Folie sollte einen Sheffield-Wert von 80 - 270 Sheffield-Einheiten aufweisen. Unter 80 wird eine für die Wirkung unzureichende Abstandshaltefunktion erreicht und oberhalb von 270 erhalten die Beschichtungen ein unakzeptabel rauhes Erscheinungsbild. Typisch für in den hier beschriebenen Rückseitenbeschichtungen verwendete Bindemittel sind Polymere, die nicht wasserabsorbierend sind, wie etwa die Acrylate, Methacrylate, Polystyrole und Polyvinylchlorid-Polyvinylacetat-Copolymere.
Für einige Drucker und Anwendungen ist es vorteilhaft, eine herkömmliche Schreiboberfläche auf der nicht bebilderten Seite der matten Folien zu verwenden, wie im Stand der Technik wohlbekannt ist. Dies gestattet es, Hinzufügungen auf der Rückseite der Folie zu machen. Unter solchen Umständen ist das Bild auf der Frontseite spiegelbildlich.
Das Beschichtungsgewicht der tinteaufnehmenden Matrix ist von der Art und Menge der aufgetragenen Tinte abhängig. Die tinteaufnehmenden Matrixschichten werden jedoch im allgemeinen auf die Folienträger in einer Menge von etwa 2 bis etwa 20 g/m² und vorzugsweise in einer Menge von etwa 3 bis etwa 10 g/m² aufgetragen. Die hier erwähnten Deckschichten werden vorzugsweise auf die tinteaufnehmenden Matrixschichten in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 2,0 g/m² oder einer Menge aufgetragen, die hinreichend ist zum Modifizieren der Oberflächeneigenschaften der Verbundfolie. Die hier erwähnten Rückseitenbeschichtungen besitzen üblicherweise Beschichtungsgewichte von 2 bis 12 g/m², vorzugsweise von 4 bis 8 g/m². Bei der Herstellung der Beschichtung der einzelnen Schichten in der Verbundfolie gemäß der vorliegenden Erfindung kann irgendeines aus einer Anzahl von Verfahren eingesetzt werden, wie etwa Walzbeschichtung, Drahtstabbeschichtung, Tauchbeschichtung, Luftmesser-Beschichtung, Schlittenbeschichtung, Vorhangbeschichtung, Rakelbeschichtung, flexographische Beschichtung oder Tiefdruckbeschichtung. Solche Techniken sind im Stand der Technik wohlbekannt.
In den meisten Ausführungsformen der vorliegenden, oben beschriebenen Erfindung ist allgemein ein Foliensubstrat vorhanden, auf dem eine tinteaufnehmende Matrixschicht und optional eine Deckschicht und/oder eine Rückseitenbeschichtung aufgebracht sind. Dennoch umfaßt die vorliegende Erfindung auch beschichtete Verbundfolien, bei denen der Basisträger eine Polymerfolie aufweist, die auf Papier oder ein Papiererzeugnis auflaminiert oder aufbeschichtet ist.
Obgleich der primäre Anwendungsbereich der tinteaufnehmenden Matrizen gemäß dieser Erfindung im Tintenstrahldrucken liegt, machen ihre Eigenschaften sie geeignet für das Offsetdrucken, die Schreibstiftaufzeichnung, manuelles Zeichnen und ähnliche bildgebende Verfahren.
Diese Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen im einzelnen erläutert. Die für die einzelnen Komponenten der Formulierungen aufgelisteten chemischen Bezeichnungen sind solche, von denen angenommen wird, daß es sich um die Handelsnamen der Hersteller handelt. In den Beispielen sind "Teile" sämtlich als Gewichtsteile zu verstehen.
Zur Herstellung des Aufzeichnungsmediums gemäß den Beispielen wurde das folgende allgemeine Verfahren verwendet.
Eine Polyethylenterephtalatfolie wird entweder als ein lichtdurchlässiges Substrat für das Durchlichtkopieren oder als lichtreflektierendes Substrat für Reflexions-Kopieren oder -Anwendungen verwendet. Jeder Substrat-Typ kann zur Herstellung einer Original-Aufzeichnung verwendet werden. Die Folie wurde mit Hilfe eines Meyer-Stabes auf einer ihrer Oberflächen mit den Formulierungen gemäß jedem der nachfolgenden Beispiele beschichtet. Die beschichteten Proben werden in einem Heißluft-Umlaufofen bei etwa 121º C (250º F) zwei oder drei Minuten lang getrocknet.
Monochromatische und farbige Tintenstrahlaufzeichnungstests wurden an dem beschichteten Aufzeichnungsmedium unter Verwendung von Tinten auf Wasserbasis durchgeführt. Der für den Test verwendete Tintenstrahldrucker ist ein 11,8 Punkte pro mm (300 dpi)-Drucker für das Breitformat.
Die zur Bestimmung des kritischen Integritätswertes verwendete Testprozedur ist die folgende:
Proben von nicht bedruckten durchlässigen Exemplaren werden über Nacht unter TAPPI-Bedingungen konditioniert. Der kritische Integritätswert wird bestimmt durch Mittelwertbildung aus sechs Ergebnissen von Messungen mit einem GARNDER Balanced Bearn Scrape Adhesion Tester #SG8101 und eines Hoffman-Tool SG-1611. Das Verfahren entspricht ASTM 2197. Eine gleichmäßige Kraft von etwa 25,4 mm (1 Zoll) pro Sekunde wurde dazu eingesetzt, die Probe an dem Hoffman-Tool vorbeizuführen. Gewichtsinkremente wurden eingesetzt, um den Eindring-Endpunkt zu bestimmen. Der Endpunkt oder kritische Integritätswert ist das Gewicht, bei dem die Beschichtung zuerst bis auf das Substrat herab entfernt wird. Dieser Endpunkt wird bestimmt, indem die gekratzten Proben, die die verschiedenen Gewichte repräsentieren, in einem abgedunkelten Raum auf die Bühne eines Overheadprojektors gelegt werden und beobachtet wird, welches Gewicht die erste sichtbare Lichttransmission auf dem Schirm hervorruft.

BEISPIEL 1

Gewichtsteile
Kamm-Pfropfpolymer A¹ 1,63
PVP (K-90)² 4,77
Diatomaceenerde³ 5,19
(Superfine Superfloss)
P.G.M.E.&sup4; 90,36
Gewichtsverhältnis Pigment zu Harz (Gewicht/Gewicht) 0,8:1.
1. Kamm-Pfropfpolymer A - ein kammförmiges Copolymer aus einem Methylmethacrylat-Rückgrat, gepfropft mit 2-Hydroxyethyl-Methacrylat- Seitenketten. Gewichtsverhältnis: 78/22. Mittleres Molekulargewicht 35 000.
2. PVP (K-90) - Poly(N-Vinyl-Pyrrolidon), mittleres Molekulargewicht 360 000. Ein Produkt der GAF Corporation.
3. Diatomaceenerde - Mittlere Partikelgröße 4,0 Mikron. Ein Produkt der Manville Corporation.
4. P. G.M.E. - Propylen-Glykol-Monomethyl-Ether.
Die Lösung wurde mit einem Beschichtungsgewicht von 6,0 g/m² auf eine 96,5 µm (3,8 mil) Polyesterfolie des Typs ICI 054 aufbeschichtet. Die erhaltene Beschichtung war unlöslich in Wasser und war bei hohen Feuchtigkeiten nicht klebrig. Die Folie wurde unter TAPPI-Bedingungen auf einem Breitformat-11,8 Punkte pro mm (300 dpi)-Drucker mit Tinten auf Wasserbasis mit einem Tintentröpfchenvolumen von 120 Picolitern bedruckt. Die erhaltene Beschichtung war in Wasser unlöslich und war bei hohen Feuchtigkeiten nicht klebrig. Massiv schwarz gefärbte Bildbereiche waren nach weniger als einer Minute verschmierfest. Vektorlinien von etwa 2 mm Breite wurden nach weniger als 10 Sekunden berührungstrocken. Die Folie ergab eine gute Beschriftbarkeit mit Zeichenstiften, wie sie in der Handzeichnungsindustrie verwendet werden, wie etwa BEROL E3 Wachsstiften und Graphit 4H und 6H Zeichenbleistiften. Auf einem XEROX 4020 Reprocopier wurden ausgezeichnete Kopien erhalten.

BEISPIEL 2

Gewichtsteile
Kamm-Pfropfpolymer B¹ 1,40
PVP (K-90) 4,77
Vicron 15/152 10,31
P.G.M.E. 85,5
Gewichtsverhältnis Pigment zu Harz (Gewicht/Gewicht) - 1,6:1.
1. Kamm-Pfropfpolymer B - Kammförmiges Copolymer aus einem Methylmethacrylat-Rückgrat, gepfropft mit N-Vinyl-Pyrrolidon-Seitenketten. Gewichtsverhältnis 65/35 - mittleres Molekulargewicht - 100 000.
2. Vicron 15/15 - Kalziumkarbonat - mittlere Partikelgröße - 3,7 µm (3,7 Mikron). Ein Produkt der Pfizer Corporation.
Die Folie wurde wie in Beispiel 1 beschichtet und bedruckt. Die erhaltene Beschichtung war in Wasser unlöslich und war bei hohen Feuchtigkeiten nicht klebrig. Es wurden ähnliche Drucktests angewandt wie die in Beispiel 1 gezeigten. Massive Bildbereiche waren nach weniger als 30 Sekunden verschmierfest, und etwa 2 mm breite Vektorlinien wurden nach weniger als 5 Sekunden berührungstrocken. Die Folie ergab eine gute Beschriftbarkeit mit in der Handzeichnungsindustrie verwendeten Zeichenstiften wie etwa BEROL E3 Wachsstiften und Graphit 4H und 6H Zeichenbleistiften.

BEISPIEL 3

Gewichtsteile
Kamm-Pfropfcopolymer A 1,24
PVP (K-90) 4,77
Min-u-sil (10 µm (Mikron))¹ 14,18
P.G.M.E. 81,80
Gewichtsverhältnis Pigment zu Harz (Gewicht/Gewicht) - 2,36:1.
1. Min-u-sil - ein kristallines Silika mit einer mittleren Partikelgröße von 2,1 Mikron und einer maximalen Partikelgröße von 10 µm (Mikron). Ein Produkt der U.S. Silica Co.
Die Folie wurde beschichtet und bedruckt wie in Beispiel 1. Die erhaltene Beschichtung war in Wasser unlöslich und war bei hohen Feuchtigkeiten nicht signifikant klebrig. Massiv schwarz gefärbte Bildbereiche waren nach weniger als einer Minute verschmierfest. Vektorlinien von etwa 2 mm Breite wurden nach weniger als 10 Sekunden berührungstrocken. Die Folie ergab eine gute Beschriftbarkeit mit Zeichenstiften, wie sie in der Handzeichnungsindustrie verwendet werden, wie etwa BEROL E3 Wachsstiften und Graphit 4H und 6H Zeichenbleistiften. Auf einem XEROX 4020 Reprocopier wurden ausgezeichnete Kopien erhalten.

BEISPIEL 4

Gewichtsteile

5 Kamm-Polymer A 1,50
PVP (K-90) 4,77
Imsil 1081 8,32
P.G.M.E. 87,40
Gewichtsverhältnis Pigment zu Harz (Gewicht/Gewicht) - 1,33:1.
1. Imsil 108 - Silika. Mittlere Partikelgröße ist 1,8 µm (Mikron). Ein Produkt der Illinois Minerals Co.
Das Produkt wurde beschichtet und bedruckt wie in Beispiel 1. Die erhaltene Beschichtung war in Wasser unlöslich und war bei hohen Feuchtigkeiten nicht klebrig. Massiv schwarz gefärbte Bildbereiche waren nach weniger als einer Minute verschmierfest. Vektorlinien von etwa 2 mm Breite wurden nach weniger als 10 Sekunden berührungstrocken. Die Folie ergab eine gute Beschriftbarkeit mit Zeichenstiften, wie sie in der Handzeichnungsindustrie verwendet werden, wie etwa BEROL E3 Wachsstiften und Graphit 4H und 6H Zeichenbleistiften. Auf einem XEROX 4020 Reprocopier wurden ausgezeichnete Kopien erhalten.

BEISPIEL 5

Bildbeschichtung Gewichtsteile
Kamm-Polymer A 1,63
Syloid 741 5,2
PVP (K-90) 4,77
P.G.M.E. 90,40
Gewichtsverhältnis Pigment zu Harz (Gewicht zu Gewicht) - 0,8:1.

Rückseitenbeschichtung

Evacite 20,0
Stärke Pigment³ 2,3
Methyl-Ethyl-Keton 52,0
Toluol 52,0
1. Syloid 74 - Amorphes Silika. Mittlere Partikelgröße 6,0 µm (6,0 Mikron).
Ein Produkt der W. R. Grace & Co.
2. Elvacite 2046 - ein Copolymer aus n-Butyl-Methacrylat und Isobutyl- Methacrylat. Verhältnis = 50/50. Ein Produkt der Dupont de Nemours & Co., Inc.
3. Stärkepigment - Maisstärke, mittlere Partikelgröße 16 µm (Mikron).
Die Bild- oder Frontbeschichtung wurde auf eine klare ICI-Polyesterfolie mit einem Beschichtungsgewicht von 8,0 g/m² aufgetragen. Die Rückseitenbeschichtung wurde auf die entgegengesetzte Seite mit einem Beschichtungsgewicht von 4 g/m² aufgetragen. Zehn Bogen der Probe wurden in rascher Folge unter TAPPI-Bedingungen mit dem 11,8 Punkte pro mm (300 dpi)- Drucker bedruckt. Diese Bogen wurden übereinander in dem Stapeltablett aufgenommen. Keiner zeigte Ablassen oder Verschmieren der Farbe. Die nach diesem Beispiel hergestellten Medien wiesen eine schnelle Tintentrocknung auf, wenn sie auf einem Hewlett Packard 11,8 Punkte pro mm (300 dpi)-Tintenstrahldrucker bedruckt wurden. Die Drucke zeigten auch kein Abfärben, wenn die bebilderten Proben automatisch im Druck-Empfangstablett gestapelt werden. Ergebnisse von UV-Dichteänderungen nach tatsächlichen 100 Diazo-Kopierzyklen zeigen im wesentlichen keinen Verlust an Strahlungsopazität. Siehe nachfolgende Tabelle 1: TABELLE 1 Kopienanzahl Probe Größe Beispiel 5 * Diazokopieren wurde mit einer GAF 300 D Diazo-Maschine durchgeführt. Die Laufgeschwindigkeit betrug 3,05 m/min (10 Fuß/min). Die Strahlungsdichten wurden bestimmt mit einem MACBETH TD 904-Densitometer und einem Ultraviolettfilter. BEISPIEL 6 Bildbeschichtung Gewichtsteile Kamm-Polymer Syloid Verhältnis Pigment zu Harz 0,5:1.

Deckschicht

Cellosize QP4400¹ 1,2
Syloid 74 1,05
Methanol 5,0
Wasser 93,0
Verhältnis Pigment zu Harz 0,7:1.
1. Cellosize QP 4400 - Hydroxyethyl-Zellulose. Ein Produkt der Union Carbide Corp.
Die Bildempfangs-Lösung wurde auf eine vorbehandelte ICI 054-Basis aufbeschichtet, so daß sich ein Beschichtungsgewicht von 7 g/m² ergab. Die Deckschicht wurde hierüber mit einem Beschichtungsgewicht von 1,0 g/m² aufgebracht. Die erhaltene Beschichtung war in Wasser unlöslich und war bei hohen Feuchtigkeiten nicht klebrig. Massiv schwarz gefärbte Bildbereiche waren nach weniger als einer Minute verschmierfest. Vektorlinien von etwa 2 mm Breite wurden nach weniger als 10 Sekunden berührungstrocken. Die Folie ergab eine gute Beschriftbarkeit mit Zeichenstiften, wie sie in der Handzeichnungsindustrie verwendet werden, wie etwa BEROL E3 Wachsstiften und Graphit 4H und 6H Zeichenbleistiften. Auf einem XEROX 4020 Reprocopier wurden ausgezeichnete Kopien erhalten.

BEISPIEL 7

Die in Beispiel 1 verwendete Lösung wurde auf eine opake weiße Basis ICI 339, 96,5 µm (3,8 mil) mit einem Beschichtungsgewicht von 8 g/m² aufbeschichtet. Sie wurde bedruckt wie in Beispiel 1. Bei Verwendung auf einem XEROX 4020 Reprocopier wurden exzellente Nachdrucke erhalten. Das Material ergab auch einen hohen Druckkontrast, der als Präsentationsdruck geeignet war. Wiederum wurde eine gute Beschriftbarkeit erzielt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Gewichtsteile
Kamm-Pfropfpolymer A 1,63
PVP (K-90) 4,77
Syloid 74 9,60
P.G.M.E. 90,0
Verhältnis Pigment zu Harz - 1,5:1.
Dieses Material wurde mit einem Beschichtungsgewicht von 8,0 g/m² auf eine Polyesterfolie I.C.I. 054, 96,5 µm (3,8 mil) aufbeschichtet. Die Beschichtung ließ sich leicht zerkratzen und von der Folie entfernen. Das Massenverhältnis Pigment zu Hydrogel überschritt bei dieser Formulierung dasjenige, das zur Erfüllung der Anforderungen hinsichtlich des kritischen Integritätswertes notwendig ist, und wäre deshalb als eine beschriftbare Tintenstrahlfolie nicht brauchbar.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Gewichtsteile
Kamm-Pfropfpolymer A 2,1
PVP - K-90 6,4
Polyethylen-Pigment (S-394-N1)¹ 7,7
P.G.M.E. 87,
Verhältnis Pigment zu Harz - 0,91:1.
1. Polyethylen-Pigment - S394 N1 - Shamrock Chemical Corp. Mittlere Partikelgröße - 5 µm (5 Mikron). MOH-Härte ist weniger als 1,
Die Lösung wurde mit einem Beschichtungsgewicht von 8 g/m² auf eine Polyesterföhe ICI 054 aufbeschichtet. Die Beschichtung war in Wasser unlöslich. Bilddrucke trockneten innerhalb von 70 Sekunden, wenn sie wie in Beispiel 1 getestet wurden. Sie hatten jedoch bei einem Test wie in Beispiel 1 schlechte Beschriftbarkeitseigenschaften mit Bleistift.

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Gewichtsteile
Vinol 523 3,95
PVP - K-90 2,63
Cellite Superfine Superfloss 5,23
Wasser 90,
Verhältnis Pigment zu Harz - 0,8:1.
1. Vinol 523 - Polyvinylalkohol-Polymer - Air Products and Chemicals, Inc.
Die Lösung wurde auf eine Polyesterfolie ICI 054, 96,5 µm (3,8 mil) mit einem Beschichtungsgewicht von 8 g/m² aufgetragen. Die Beschichtung war in Wasser löslich und war somit den Beispielen, die die Hydrogele gemäß dieser Erfindung enthalten, unterlegen. Sie wurde bei hohen Feuchtigkeiten auch weich.

Claims

1. Matt-Verbundfolie, die ein transparentes oder opakes Substrat aufweist, das auf wenigstens einer Seite eine wasserunlösliche, wasserabsorbierende und Tinte aufnehmende Matrixschicht aufweist, wobei die Matrixschicht einen Hydrogelkomplex und ein Pigment enthält, das Pigment eine MOH- Härte von etwa 2,2 bis 7,0 und eine mittlere Partikelgröße von etwa 0,5 bis 10 µm (Mikron) hat und die Matrix einen kritischen Integritätswert von nicht weniger als 20 g hat.

2. Matt-Verbundfolie nach Anspruch 1, bei der das Hydrogel ein poly(N-vinyl-heterozyklisches) System und einen Komplexbildner enthält.

3. Matt-Verbundfolie nach Anspruch 2, bei der der Komplexbildner ein wasserunlösliches Kamm-Pfropfcopolymer ist.

4. Matt-Verbundfolie nach Anspruch 3, bei der das wasserunlösliche Kamm- Pfropfcopolymer ein hydrophobes Rückgrat und polymere hydrophile Seitenketten enthält.

5. Matt-Verbundfolie nach Anspruch 2, bei der das poly(N-vinyl-heterozyklische) System ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(N-Vinyl- Pyrrolidon) und Poly(N-Vinyl-4-Methyl-2-Oxazolidon).

6. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Verbundfolie weiterhin eine Rückseitenbeschichtung auf der der tinteaufnehmenden Matrixschicht entgegengesetzten Seite aufweist und diese Rückseitenbeschichtung ein Pigment enthält, das einen Sheffield-Wert von 80 - 270 Sheffield-Einheiten aufweist.

7. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Deckschicht auf der tinteaufnehmenden Matrixschicht.

8. Matt-Verbundfolie nach Anspruch 7, bei der die Deckschicht absorptiver ist als die darunter liegende Matrixschicht.

9. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Pigment eine mittlere Partikelgröße von etwa 2,0 bis 2,6 µm (Mikron) hat.

10. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Massenverhältnis (w/w) von Pigment zu Hydrogel etwa 0,2:1 bis 3,5:1 beträgt.

11. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Beschichtungsgewicht der tinteaufnehmenden Matrixschicht etwa 2 bis 20 g/m² beträgt.

12. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der Brechungsindex des Pigments etwa 1,4 bis 1,7 beträgt.

13. Matt-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus amorphem und kristallinem Silika, Aluminiumtrihydrat, Kalziumkarbonat, Kalium-Natrium-Aluminiumsilikat, Diatomaceenerde, Aluminium- und Magnesiumsilikaten und Mischungen hieraus.

14. Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahldruckes mit: Bereitstellen einer Matt-Verbundfolie die ein transparentes oder opakes Substrat aufweist, das auf wenigstens einer Seite eine wasserunlösliche, wasserabsorbierende und Tinte aufnehmende Matrixschicht aufweist, wobei die Matrixschicht einen Hydrogelkomplex und ein Pigment enthält, das Pigment eine MOH-Härte von etwa 2,2 bis 7,0 und eine mittlere Partikelgröße von etwa 0,5 bis 10 µm (Mikron) aufweist und die Matrix einen kritischen Integritätswert von nicht weniger als 20 g hat.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Hydrogel ein poly(N-vinylheterozyklisches) System und einen Komplexbildner enthält.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Komplexbildner ein wasserunlösliches Kamm-Pfropfcopolymer ist.

17. Tintenstrahl-Drucksystem mit: einer Matt-Verbundfolie, die ein transparentes oder opakes Substrat aufweist, das auf wenigstens einer Seite eine wasserunlösliche, wasserabsorbierende und Tinte aufnehmende Matrixschicht besitzt, wobei die Matrixschicht einen Hydrogelkomplex und ein Pigment enthält, das Pigment eine MOH- Härte von etwa 2,2 bis 7,0 und eine mittlere Partikelgröße von etwa 0,5 bis 10 µm (Mikron) aufweist und die Matrix einen kritischen Integritätswert von nicht weniger als 20 g hat.

18. Drucksystem nach Anspruch 17, bei dem das Hydrogel ein poly(N-vinylheterozyklisches) System und einen Komplexbildner enthält.

19. Drucksystem nach Anspruch 18, bei dem der Komplexbildner ein wasserunlösliches Kamm-Pfropfcopolymer ist.