DE69604643T2

DE69604643T2 - Empfangsschicht für Tintenstrahlaufzeichnung

Info

Publication number: DE69604643T2
Application number: DE69604643T
Authority: DE
Inventors: Gregory A. Bodager; Daphne Pinto Fickes; Robert Paul Held; Jon Gregory Moehlmann; Work, Iii
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2016-11-09
Also published as: US5984467A; US6197409B1; EP0782931A1; DE69604643D1; JPH09193535A; EP0782931B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Medien, die beim Inkjet (Tintenstrahl)-Drucken verwendet werden, und insbesondere Medien, die ein beständiges, wasserfestes Bild bereitstellen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Inkjet-Drucken ist ein anschlagfreies Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen als Antwort auf ein elektronisches Signal, wie beispielsweise das, welches von einem Computer erzeugt wird. Im Drucker erzeugt das elektronische Signal Tintentröpfchen, die auf einem Medium, beispielsweise Papier oder transparenter Folie, abgeschieden werden. Inkjet-Drucker haben aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, ihres relativ leisen Betriebs, ihres grafischen Auflösungsvermögens, ihrer Druckqualität und ihrer niedrigen Kosten in der Industrie weite Verbreitung erlangt.
Bei den derzeitigen Anwendungen für Inkjet-Drucker werden mehrere Tinten (typischerweise schwarze, blaue, magentafarbene und gelbe) verwendet, um Text- und Grafikinformationen auf ein Druckmedium, typischerweise herkömmliches Papier, zu drucken. Die Tinten bestehen in erster Linie aus Wasser und enthalten ein farbgebendes Mittel, das eine Farbstoff- oder Pigmentdispersion sein kann. Pigmentdispersionen sind bevorzugt, da die Farbstoffe stark löslich sind und dazu neigen, beim Anfassen zu verschmieren. Pigmentdispersionen bieten eine erhöhte Wasser- und Schmierfestigkeit sowie eine bessere Lichtechtheit. Die Tinten enthalten im allgemeinen auch einen mehrwertigen Alkohol, um ein Verstopfen der Düsen zu verhindern, und können verschiedene Hilfsstoffe enthalten. Derartige Tinten und herkömmliches Papier sind gut geeignet für Desktop Publishing, wie es derzeit durchgeführt wird, wobei nur ein kleiner Teil des Papiers gedruckten Text und grafische Informationen aufnimmt.
Es ist auch gewünscht, qualitativ hochwertige farbige Bildinformationen (beispielsweise Photographien und dergleichen) unter Verwendung von Inkjet-Techniken für Anwendungen wie beispielsweise industrielles Drucken und Desktop Publishing wiederzugeben. Bei diesen Anwendungen nimmt das Druckmedium jedoch wesentlich mehr von den schwarzen und farbigen Tinten auf, um die verschiedenen Farbtöne, Farbnuancen und Farben, die in einem typischen Farbbild enthalten sind, genau wiederzugeben. Beispielsweise erwartet man, daß das Druckmedium in herkömmlichen industriellen Druckanwendungen bis zu 200% oder mehr an Deckung aufnimmt.
Herkömmliches Papier ist für derartige qualitativ hochwertige Anwendungen aus einer Reihe von Gründen nicht geeignet. Wasser löst die Papierstruktur auf, was zu einem "Welligwerden" führt, das das Aussehen des Papiers beeinträchtigt und in schweren Fällen tatsächlich dazu führen kann, daß das Papier so verformt wird, daß es den Inkjet-Stift berührt, wodurch der Druckprozeß unterbrochen wird. Ebenso ist es möglich, daß das Papier Wasser nicht schnell genug absorbiert, um die gewünschte Druckgeschwindigkeit zu erreichen, oder daß es Nässe auf der Papieroberfläche verursacht, wodurch die Bildqualität negativ beeinflußt wird. Darüber hinaus verursacht ein Aufsaugen der Tinte durch das Papier ein "Durchscheinen" des gedruckten Bildes, was die Bildqualität verringert. Es besteht auch ein Bedarf daran, daß der gedruckte Text und die gedruckten Bilder widerstandsfähiger sind; z. B. besser anfaßbar sind und nach dem Drucken eine bessere Wasserfestigkeit und Schmierfestigkeit aufweisen.
Spezielle Inkjet-Medien verwenden derzeit absorbierende Bindemittelbestandteile, und optional Zusätze, um die Farben an das Medium zu binden. Insbesondere offenbaren EP-A-0 671 282, EP-A- 633 300, EP-A-0 608 763, EP-A-0 539 946, EP-A-0 688 677 (relevant unter Art. 54(3) EPC) und EP-A-0 696 516 (relevant unter Art. 54(3) EPC) ein Medium, das, in dieser Reihenfolge, umfaßt: (a) ein Substrat, (b) eine wasserabsorbierende Schicht, die ein hydrophiles Polymer umfaßt, und (c) eine transparente, haftfähige, tintenaufnehmende Schicht. Der Zweck der absorbierenden Komponenten ist es, ein vermindertes Auslaufen bereitzustellen, wobei das Eindringen einer Farbe in eine benachbarte Farbe minimiert wird. Als Folge davon sind die derzeitigen Medien von Natur aus feuchtigkeitsempfindlich, relativ empfindlich bei der Bearbeitung und unterliegen einem Verschmieren durch Anfassen. Darüber hinaus bestehen die absorbierenden Bindemittelkomponenten üblicherweise aus wasserlöslichen Polymeren, was zu geringeren Druckgeschwindigkeiten führt. Außerdem machen die wasserabsorbierenden Komponenten das Papier relativ empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Verschmieren.
Daher besteht ein Bedarf an Medien, die ein gedrucktes Bild bereitstellen, das eine verbesserte Haltbarkeit, Wasserfestigkeit und Schmierfestigkeit sowohl in bildtragenden als auch nicht bildtragenden Bereichen aufweist. Ein besonderer Bedarf besteht an solchen Medien, die fähig sind, farbige Bildinformation in hoher Qualität wiederzugeben, wodurch sie die anspruchsvollen Anforderungen des industriellen Druckens erfüllen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung stellt ein Medium bereit, das insbesondere zur Aufnahme gedruckter Bilder ausgestaltet ist, die große Mengen einer wäßrigen Inkjet-Tinte umfassen, die ein farbgebendes Pigmentmittel enthält. Das gedruckte Bild wird leicht auf ein permanentes Substrat, bei dem es sich um Papier handeln kann, aufgrund einer Haftkomponente, die in der die Tinte aufnehmenden Schicht des Mediums enthalten ist, übertragen.

Demgemäß stellt die Erfindung bereit

(A) ein Medium, das insbesondere zur Aufnahme eines aus Pigmenttinte bestehenden Bildes von einem Inkjet-Drucker für die anschließende Übertragung auf ein dauerhaftes Substrat ausgestaltet ist, wobei das Medium, in dieser Reihenfolge, enthält:
(1) ein Substrat;
(2) eine erste Schicht, die sich dem Substrat am nächsten befindet, umfassend ein Polymer, das in Anwesenheit einer wäßrigen Tinte im wesentlichen fest ist, wobei diese Schicht die Fähigkeit besitzt, flüssige Komponenten einer Tinte physikalisch zu entfernen; und
(3) eine zweite Schicht, die sich am weitesten von dem Substrat entfernt befindet, wobei diese zweite Schicht klar ist und die Fähigkeit aufweist, das Pigment aus der Tinte zurückzuhalten, während sie es den flüssigen Komponenten der Tinte erlaubt, schnell zur ersten Schicht zu gelangen, wobei die zweite Schicht ablösbar an der ersten Schicht befestigt ist, um eine leichte Trennung von dieser zu ermöglichen, nachdem sie an ein permanentes Substrat laminiert wurde; und
(B) ein Verfahren zum Ausbilden eines gedruckten Bildes auf einem permanenten Substrat, das, in dieser Reihenfolge, umfaßt:
(a) Bereitstellen eines Mediums wie vorstehend in (A) definiert,
(b) Auftragen einer wäßrigen Tinte, die ein dispergiertes farbgebendes Mittel aufweist, auf die zweite Schicht des Mediums;
(c) Kleben der zweiten Schicht an ein zweites Substrat; und
(d) Entfernen des Mediensubstrats und der wasserabsorbierenden Schicht von der zweiten Schicht.
In bevorzugten Ausführungsformen kann die tintenaufnehmende Schicht ein thermoplastisches Polymer enthalten, das im Anschluß daran vernetzt wird, zweckmäßigerweise durch Laminierung, wenn die tintenaufnehmende Schicht auf ein permanentes Substrat übertragen wird. Dieses Vernetzen verbessert die Haltbarkeit des gedruckten Bildes. Die tintenaufnehmende Schicht kann auch eine reaktive Komponente enthalten, die das Binden des farbgebenden Mittels der Tinte an die tintenaufnehmende Schicht unterstützt. Das Medium und das Verfahren stellen eine spezielle Nützlichkeit in anspruchsvollen Inkjet-Drucker-Anwendungen bereit, die das Drucken von Bild information einschließen, was mehr Tinte erfordert, als üblicherweise beim Drucken von Text verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung stellt ein Inkjet-Transfermedium bereit, das gedruckte Bilder bereitstellt, die verbesserte Haltbarkeit, Wasserfestigkeit und Schmierfestigkeit sowohl in bildtragenden als auch nicht bildtragenden Bereichen des Mediums bereitstellt.
Das Medium ist so ausgestaltet, um die relativ großen Tintenvolumina aufzunehmen, die erforderlich sind, um qualitativ hochwertige Bildinformationen zu erzeugen, und weist ein Substrat, eine wasserabsorbierende Schicht und eine tintenaufnehmende Schicht auf.

MEDIENSUBSTRAT

Das Mediensubstrat (d. h. der "Träger") ist ein Material mit ausreichender Steifheit und Formbeständigkeit, um ein gedrucktes Bild zu tragen, ohne das Bild zu verformen oder zu verzerren, und mit ausreichender Wasserfestigkeit, damit es einer wäßrigen Tinte ausgesetzt werden kann, ohne sich zu Wellen oder zu schrumpfen. Das Material muß auch Wärme und Druck standhalten, die während der Laminierungsschritte, die nachstehend beschrieben werden, ausgeübt werden. Der Träger weist typischerweise eine Dicke von 25 bis 250 um (1,0 bis 10 mil), vorzugsweise 50 bis 200 um (2 bis 8 mil) auf. Geeignete Materialien schließen Polymerfolien, beispielsweise Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthanat, Polyamide, Polycarbonate, Fluorpolymere, Polyacetale und Polyolefine, ein. Dünne Metallfolien können ausgewählt werden, ebenso wie natürliches oder synthetisches Papier, das behandelt wurde, um wasserabstoßend zu sein. Das Substrat kann transparent, lichtdurchlässig oder trüb sein. Es kann farbig sein und kann Komponenten, beispielsweise Farbstoffe mit Lichthofschutz, inkorporiert haben, um den Anforderungen spezieller Anwendungen zu genügen. Polyethylenterephthalatfolien sind ein bevorzugtes Trägermaterial.
Herkömmliche Antistatikbeschichtungen können auf einer oder beiden Seiten des Trägers vorhanden sein, um die statische Aufladung zu vermindern, falls der Träger später von seiner Überzugsschicht durch "Abziehen", wie unten diskutiert, getrennt wird. Das Substrat kann auch eine Trennschicht oder -oberfläche aufweisen, falls es gewünscht ist, das Substrat nach der Übertragung abzuziehen. Materialien mit einer Trennoberfläche, so wie beispielsweise Polyethylen oder ein Fluorpolymer, können ausgewählt werden. Alternativ dazu kann eine dünne Trennschicht verwendet werden, um die Trennung der Schichten des Mediums zu erleichtern. Nützliche Trennschichten sind in der Technik wohlbekannt und schließen beispielsweise Silikone, Melamin- Acrylharze, Vinylchloridpolymere und -copolymere, Vinylacetatpolymere und -copolymere, plastifizierte Polyvinylalkohole, Ethylen- und Propylenpolymere und -copolymere ein. Wenn eine separate Trennschicht auf den Träger aufgebracht wird, weist die Schicht im allgemeinen eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 10 um auf. Die Trennschicht kann auch Materialien wie beispielsweise Antistatika, farbgebende Mittel, Farbstoffe mit Lichthofschutz, optische Aufheller, Tenside, Weichmacher, Beschichtungshilfsmittel und Mattierungsmittel aufweisen.
Eine Verankerungsschicht kann verwendet werden, um eine ausreichende Haftung der Trennschicht (falls verwendet) am Träger zu gewährleisten. Der Ausdruck "Verankerungsschicht", wie in der Technik verwendet, bedeutet eine Schicht, die haftend an die Schichten an ihren beiden Seiten gebunden ist. Haftende Materialien zum Binden von verschiedenen Typen von Materialien sind in der Technik wohlbekannt und werden in Handbook of Adhesives, 2. Ausgabe, Irving Skeist, Hrsg. (Van Nostrand Reinhold Co., New York, 1977) diskutiert. Jegliches herkömmliche Haftmaterial kann in der Verankerungsschicht oder den Verankerungsschichten verwendet werden, solange es durch den Schritt des Druckens nicht nachteilig beeinflußt wird. Repräsentative Materialien schließen Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere und thermoplastische Polyamide ein. Die Wahl des Haftmittels hängt von den Zusammensetzungen der Trennschicht und des Trägers ab. Die Verankerungsschicht oder Verankerungsschichten kann bzw. können Materialien wie beispielsweise Antistatika, farbgebende Mittel, Farbstoffe mit Lichthofschutz, optische Aufheller, Tenside, Weichmacher und Beschichtungshilfsmittel enthalten. Die Verankerungsschicht(en) weist bzw. weisen im allgemeinen eine Dicke im Bereich von 0,01 bis 10 um, vorzugsweise 0,05 bis 5 um, auf.

ERSTE MEDIENSCHICHT

Die erste Schicht (hier im folgenden auch als "wasserabsorbierende Schicht" bezeichnet) entfernt Wasser und typischerweise andere flüssige Tintenkomponenten von der Tinte, nachdem sie auf die tintenaufnehmende Schicht gedruckt wurde. Diese Schicht besteht in erster Linie aus einem hydrophilen Polymer, das Hydroxyl- Carboxyl- oder Aminogruppen aufweist. Die Schicht ist ausreichend dick, um die erwünschte Menge an Wasser und anderen flüssigen Komponenten physikalisch von der tintenaufnehmenden Schicht zu entfernen, und weist typischerweise eine Dicke von 3 bis 30 um (0,1 bis 1,2 mil), vorzugsweise 8 bis 20 um (0,3 bis 0,8 mil), auf. Obwohl sie aus einem hydrophilen Polymer besteht, ist das spezielle Polymer, das ausgewählt ist, in Anwesenheit der Inkjet-Tinte im wesentlichen fest.
Repräsentative Polymere, die mit Vorteil ausgewählt werden können, schließen Polyvinylalkohol, Polyvinylalkohol-Copolymere, beispielsweise Poly(vinylalkohol-co- vinylacetat) und Poly(vinylalkohol-co-vinylpyrrolidon), Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyrrolidon-Copolymere, beispielsweise Poly(vinylpyrrolidon-co-vinylacetat), Hydroxypropylcellulose, Natriumalginat, wasserlösliche Phenolformaldehydharze, carboxylierte Styrol-Butadien-Polymere, Carboxymethylcellulose, lösliches Kollagen, Gelatine, hydrolysierte Ethylen-Vinylacetat-Polymere und Polysaccaride, so wie beispielsweise Xanthangummi, Tragantgummi, Johannesbrotgummi, Carragheen, Guar Gum, Agar Agar, Salze von Dimethylaminoethylmethacrylat, die acrylische oder methacrylische Copolymere enthalten, ein.
Superabsorbierendes Acryl- oder Methacrylpolymer, bei dem das Acryl- oder Methacrylpolymer zur Salzform der Carboxylate oder Sulfonate modifiziert ist, kann mit Vorteil ausgewählt werden. Bevorzugt werden Polyvinylalkohol oder ein Polyvinylalkohol-Copolymer, beispielsweise Poly(vinylalkohol-co-vinylacetat), allgemein als teilweise hydrolysierter Poly(vinylalkohol) bekannt.
Eigenschaften der wasserabsorbierenden Schicht können durch Einschließen anderer nicht-wasserlöslicher Polymere modifiziert werden, um Flexibilität, Beständigkeit gegen Fingerabdrücke und Reißfestigkeit bereitzustellen. Daher können Acrylharze, wie beispielsweise Poly(methylmethacrylat/ethylacrylat/acrylsäure), Cellulosemischester, wie beispielsweise Celluloseacetatphthalat und Styrol/Maleinsäure-Copolymere mit dem hydrophilen Polymer für spezielle Anwendungen gemischt werden. Diese Polymermischungen bzw. -blends können in ihrer Salzform als Lösungsmittelbeschichtung oder als wäßrige Beschichtung aufgetragen werden.
Herkömmliche Additive, die obenstehend als Additive für die Trennschicht aufgeführt wurden, können ebenso in der tintenabsorbierenden Schicht anwesend sein.

ZWEITE MEDIENSCHICHT

Die zweite Schicht (hier im folgenden auch als "tintenaufnehmende Schicht" bezeichnet) ist aus einer Haftzusammensetzung, die ausgewogene Eigenschaften aufweist, aufgebaut. Die Schicht hält das Bild, das von dem in der Tinte enthaltenen Pigment gebildet wird, ist aber ausreichend durchlässig für das Trägermedium der Tinte (d. h. Wasser, das optional flüssige organische Zusätze enthält), damit der Träger schnell durch die tintenaufnehmende Schicht zu der wasserabsorbierenden Schicht gelangt. Ein schneller Transfer des wäßrigen Trägers ist wichtig, um die erwünschten Druckgeschwindigkeiten zu erreichen. Die tintenaufnehmende Schicht ist ablösbar an der wasseraufnehmenden Schicht befestigt, damit sie leicht davon getrennt werden kann, nachdem sie ein Bild empfangen hat und an ein permanentes Substrat laminiert wurde. Da das gedruckte Bild durch die tintenaufnehmende Schicht hindurch betrachtet wird, ist die Schicht transparent und weist vorzugsweise keinen Gelbstich auf, der die Farbbalance des gedruckten Bildes verschieben würde.
Es ist wünschenswert, daß die tintenaufnehmende Schicht bei Umgebungstemperatur nicht so klebrig ist, daß sie ein Problem bei der Handhabung darstellt. Es sollten jedoch Materialien vermieden werden, die so rutschig sind, daß das Material ein Problem beim Ausrichten während der Laminierung an das permanente Substrat darstellt. Für viele Anwendungen ist es erwünscht, eine tintenaufnehmende Schicht zu verwenden, die kratz- und abriebfest ist, wenn sie naß oder trocken ist, und reißfest ist oder dagegen beständig ist, mit der Zeit brüchig zu werden.
Die tintenaufnehmende Schicht weist typischerweise eine Dicke von 0,1 bis 10 um, vorzugsweise 0,5 bis 3 um, auf und enthält mindestens 20% Haftmittel, das die oben beschriebenen Eigenschaften aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht. Vorzugsweise besteht die Schicht zu mindestens 80% aus dem Haftmittel, wobei die Schicht auch thermoplastisches Polymer und/oder nachfolgend beschriebene reaktive Komponenten enthält.
Geeignete Haftmittel sind in der Technik allgemein bekannt und können für eine spezielle Anwendung beispielsweise gemäß Handbook of Adhesives, 2. Ausgabe, Irving Skeist, Hrsg. (Van Nostrand Reinhold Co., New York, 1977) ausgewählt werden. Die genaue Wahl hängt von der Medienoberfläche, die die tintenaufnehmende Schicht (d. h. eine Trennschicht oder die wasserabsorbierende Schicht) kontaktiert, und dem gewünschten permanenten Träger ab. Beispiele für geeignete Haftmittel beinhalten Polyesterharze; Polyvinylalkohol-Homopolymere und -Copolymere (z. B. mit Methylmethacrylat oder Vinylacetat), Polyvinylpyrrolidon und Mischungen davon; und Copolymere von Vinylacetat mit Ethylen und/oder Vinylchlorid.
Für viele Anwendungen ist es gewünscht, daß das gedruckte Bild widerstandsfähig ist und der Bearbeitung oder dem Ausgesetztsein gegenüber der Umwelt für längere Zeit ohne einen unangemessenen Qualitätsverlust standhalten kann. Der Ein schluß bestimmter thermoplastischer polymerer und/oder reaktiver Komponenten ist nützlich, um die Haltbarkeit der tintenaufnehmenden Schicht zu verbessern, nachdem sie die Tinte aufgenommen hat und auf ihren permanenten Träger übertragen wurde.
THERMOPLASTISCHE POLYMERE Nützliche thermoplastische Polymer, die in die tintenaufnehmende Schicht inkorporiert werden können, werden bei erhöhter Temperatur weich und vernetzen, wenn sie für eine ausreichende Zeitdauer bei dieser oder einer höheren Temperatur gehalten werden. Solche Polymere weisen typischerweise ein Molekulargewicht von mindestens 6000 und vorzugsweise von mindestens 10000 auf. Der Ausdruck "vernetzen", wie er hier verwendet wird, bedeutet, daß das Polymer einen reaktiven Rest aufweist, der eine physikalische oder chemische Verbindung oder Verknüpfung bildet.
Thermoplastische Polymere, die für diesen Zweck nützlich sind, können entweder alle erforderlichen funktionellen Gruppen in einem Polymer inkorporiert haben oder können aus einer Mischung bzw. Blend von Polymeren bestehen, von denen jedes eine oder mehrere der funktionellen Gruppen aufweist.
Nützliche Einzelpolymere sind hydrophile Polymere, die mindestens eine Carboxylgruppe und mindestens eine vernetzbare Hydroxyl-, Epoxy-, Amin-, Isocyanat-, Amid- oder Acrylamidgruppe aufweisen. Ein repräsentatives Einzelpolymer, von dem gefunden wurde, daß es für diesen Zweck nützlich ist, ist das Mischpolymerisat, das aus 40% N-tert-Octylacrylamid/34% Methylmethacrylat/16% Acrylsäure/6% Hydroxypropylmethacrylat/4% t-Butylaminoethylmethacrylat gebildet ist und ein Molekulargewicht von 50000 aufweist.
Alternativ dazu können Mischungen aus (A) mindestens einem Polymer, das eine oder mehrere Carbonsäuregruppen aufweist, und (B) mindestens einem Polymer, das eine oder mehrere vernetzbare Hydroxyl-, Epoxy-, Amin-, Isocyanat-, Amid- oder Acrylamidgruppen aufweist, ausgewählt werden, vorausgesetzt, daß die Polymeren miteinander verträglich sind. Unter "verträglich" versteht man, daß die resultierende Mischung fähig ist, eine kontinuierliche Beschichtung zu bilden, wenn sie aus einer Beschichtungslösung gegossen wird.
Bei den polymerhaltigen Carbonsäuregruppen (d. h. Komponente A) handelt es sich geeigneterweise um ein Copolymer aus (1) mindestens einem Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylsäure, Methacrylsäure und olefinischer Dicarbonsäure (z. B. Malein- oder Itaconsäure) und einem olefinischen Dicarbonsäureanhydrid besteht, und (2) mindestens einem Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Acrylat- oder Methylacrylatester, der 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, einem Dialkylaminacrylat oder -methacrylat, Styrol, Vinylacetat, Vinylmethyl- oder -ethylether, Vinylpyrrolidon und Ethylenoxid besteht. Einige Copolymere, die als Komponente A ausgewählt werden können, sind Methylmethacrylat (37% )/Ethylacrylat (56%)/Acrylsäure (7%)-Terpolymer, Säurezahl 76-85, Molekulargewicht 260000; Methylmethacrylat (61,75%)/Ethylacrylat (25,75%)/Acrylsäure (12,5% )-Terpolymer, Säurezahl 100, Molekulargewicht 200000, Styrol/Maleinsäureanhydrid-Halbester-Copolymere, mit Verhältnissen von Styrol zu Maleinsäureanhydrid von 1,4/1 bis 1,0/1 und Molekulargewichten von 60000 bis 215000, und Poly(methylvinylether/Maleinsäure). Ein Acrylpolymer, das Alkylaminoethylmethacrylat enthält, beispielsweise ein Copolymer von Butylmethacrylat/Dimethylaminoethylmethacrylat, (80/20), durchschnittliches Molekulargewicht 11000, kann ebenfalls mit Vorteil ausgewählt werden.
Geeignete Polymere, die die vernetzbare Gruppe (d. h. Komponente B) enthalten, schließen Polyvinyl(alkohol), Celluloseverbindungen, wie beispielsweise Polyhydroxyethylcellulose und Polyhydroxymethylcellulose, Melaminformaldehyd-Harze, Epoxyharze, Polyamide, Polyamine, Polyisocyanate, Polyacrylamide und Polyvinylpyrrolidon ein. Hydroxyhaltige Polymere werden bevorzugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Einzelpolymer ausgewählt, das die Carboxylsäuregruppe(n) und Hydroxylfunktionalität enthält. Eine flüchtige neutralisierende Komponente (z. B. Ammoniak, N-N-Dimethylethanolamin, Triethanolamin oder 2-Amino-2-methylpropanol) liefert eine Neutralisierung von 20 bis 120%, vorzugsweise 40 bis 100%. Die neutralisierende Komponente stellt auch den pH der Beschichtungslösung auf über 4,0 ein, wovon gefunden wurde, daß dies das Reißen der tintenaufnehmenden Schicht verhindert.
REAKTIVE KOMPONENTE Die tintenaufnehmende Schicht kann eine "reaktive Komponente" enthalten, die nach dem Drucken durch eine äußere Energiequelle aktiviert wird, um sowohl mit bildtragenden als auch nicht bildtragenden Bereichen des bedruckten Mediums zu reagieren und die Tinte an die Beschichtung des Mediums zu binden. In bevorzugten Ausführungsformen wird die polymere Tintendispersion veranlaßt, mit einer Komponente der tintenaufnehmenden Schicht zu reagieren. Das gleiche Ergebnis kann mit dispersen Tinten auf Farbstoffbasis erhalten werden, indem man Farbstoffe auswählt, die mit der reaktiven Komponente im Bindemittel reagieren, im Anschluß an Bestrahlung mit einer äußeren Energiequelle, die auf den Druckvorgang folgt. Die reaktive Komponente kann reaktive Säuregruppen, basische Gruppen, Epoxygruppen, Styrylpyridingruppen, Styrylpyroliumgruppen, Dimethylmaleinimidgruppen, Zimtsäuregruppen, ungesättigte Acrylgruppen und Bisazide aufweisen, die mit den Komponenten der tintenaufnehmenden Schicht und/oder der Tinte reagieren. Geeignete reaktive Komponenten sind in der EP-A-0 672 538 offenbart.
ANDERE KOMPONENTEN Die tintenaufnehmende Schicht kann auch eine anorganische Füllstoffkomponente enthalten, um die Fähigkeit des wäßrigen Trägermediums, durch die Schicht zu der Trägermedium-Absorptionsschicht darunter zu gelangen, zu verbessern. Herkömmliche anorganische Füllstoffe, beispielsweise Siliciumdioxid, verschiedene Silikate, Zeolithe, kalzinierte Kaoline, Diatomeenerden, Bariumsulfat, Aluminiumhydroxid oder Calciumcarbonat, sind für diesen Zweck geeignet. Das Verhältnis von Füllstoff zu anderen Komponenten variiert mit den speziellen Komponenten und dem Substrat, liegt aber im allgemeinen im Bereich von 7-1 bis 0,5-1. Oberhalb von 7-1 besteht eine Neigung zum Auftreten von Staubung und unterhalb von 0,5-1 neigt die Beschichtung dazu, zu glänzend zu werden. Andere Komponenten können ebenfalls vorhanden sein. Beispielsweise kann die Zusammensetzung ein Tensid, einen Weichmacher, ein Feuchthaltemittel, ein UV-Absorptionsmittel, ein polymeres Dispersionsmittel, ein Antischaummittel, ein Antischimmelmittel, ein Antioxidationsmittel, einen Latex, ein Farbstoffbeizmittel und einen optischen Aufheller für herkömmliche Zwecke beinhalten.
VARIANTEN Für einige Anwendungen kann es wünschenswert sein, die wasserabsorbierende Schicht und die tinteabsorbierende Schicht in einer Schicht miteinander zu kombinieren. Wenn beispielsweise relativ niedrige Geschwindigkeiten für den Tintenauftrag verwendet werden, oder eine relativ dicke Schicht verwendet werden kann, um das wäßrige Tintenträgermedium zu absorbieren, dann können das hydrophile wasserabsorbierende Polymer und Haftmittel, das tintenaufnehmende Polymer und vorzugsweise ein thermoplastisches Polymer aus einer gemeinsamen Beschichtungslösung aufgetragen werden, um eine einzige Schicht zu bilden, die beide Funktionen erfüllt.
Das erste Substrat kann auf einer Rückseitenschicht angebracht werden, um die Transporteigenschaften des Mediums im Inkjet-Drucker zu verbessern, falls das Material, das als das erste Material ausgewählt wurde, nicht die erwünschten Eigenschaften bei der Bearbeitung aufweist. Die Rückseitenschicht kann Antistatikmittel oder Mattierungsmittel aufweisen, die in der Technik allgemein verwendet werden. Beispielsweise kann die Rückseitenschicht eine abriebsfeste Beschichtung aufweisen, wie im US-Patent 5,069,942 offenbart.
HERSTELLUNG Die wasserabsorbierende Schicht und die tintenaufnehmende Schicht werden nacheinander auf das Mediensubstrat oder auf die Oberfläche der darauf befindlichen Trennschicht aufgetragen, bei einem Trockengewicht der Beschichtung von 8 bis 20 g/m² bzw. 1 bzw. 5 g/m² für Bilder mit hohem Bedeckungsgrad. Ein geeignetes Gewicht der Beschichtung ist nötig, um eine ausreichende Absorbierkapazität für das Bindemittel der Tinte bereitzustellen, um zu verhindern, daß die Tinte spritzt oder nasse Stellen bildet, und um bei porösen Substraten eine Wellenbildung zu minimieren. Die Schichten werden auf das erste Substrat durch herkömmliche Be schichtungsverfahren aufgetragen, wie beispielsweise in Form von Walzenbeschichtung oder durch Rakelbeschichtungsverfahren (z. B. Luftrakel, Schlepprakel). Sämtliche Zutaten können vorgemischt werden, um die Zusammensetzungen zu bilden, die auf die Oberfläche des ersten Substrats oder die Oberfläche der Trennschicht bei den Trockengewichten der Beschichtung aufgetragen werden können, die oben ausgeführt sind.
In einer anderen Ausführungsform werden die Komponenten der wasserabsorbierenden Schicht und der tintenaufnehmenden Schicht gemischt und in einer einzigen Schicht bei einem Trockengewicht der Beschichtung von 2 bis 20 g/m² auf das erste Substrat aufgebracht.
HAFTUNGSBALANCE Die Haftungsbalance zwischen den verschieden Schichten des Mediums ist wichtig, falls das Medium die Funktion eines Transfermediums ausüben soll. Die Stärke der Haftung am Trennpunkt muß geringer sein als die Stärke der Haftung zwischen allen anderen Schichten, die zum Zeitpunkt der Trennung verbleiben. Trennschichten müssen zwischen den Schichten am Trennpunkt vorhanden sein, um die Stärke der Haftung am Trennpunkt zu verringern. Verankerungsschichten können zwischen Schichten anwesend sein, die von denen am Trennpunkt verschieden sind, um die Stärke der Haftung zwischen den Schichten zu erhöhen. Jegliche Trenn- oder Verankerungsschicht, die zwischen der tintenaufnehmenden Schicht und der wasserabsorbierenden Schicht vorhanden ist, muß durchlässig sein und darf den Fluß der Trägerflüssigkeit zur wasserabsorbierenden Schicht nicht unterbrechen. Vorzugsweise werden diese Trennschichten bei der Verwendung entfernt.

TINTENZUSAMMENSETZUNG

Die Tinte weist ein wäßriges Trägermedium und ein nicht-lösliches farbgebendes Mittel, bei dem es sich um einen Dispersionsfarbstoff oder um eine Pigmentdispersion handeln kann, auf. Das farbgebende Mittel reagiert mit der tintenaufnehmenden Schicht des Mediums unter vorgeschriebenen Bedingungen, falls die Schicht eine reaktive Komponente enthält. Vorzugsweise handelt es sich bei dem farbgebenden Mittel um eine Pigmentdispersion, in welchem Fall ein polymeres Material sowohl als Dispergiermittel für das Pigment, als auch als Polymer dienen kann, daß dazu gebracht wird, mit der reaktiven Komponente im Anschluß an das Drucken zu reagieren. Die Tinte kann auch andere in der Technik bekannte Zusätze enthalten.
WÄSSRIGES TRÄGERMEDIUM Das wäßrige Trägermedium ist Wasser oder eine Mischung aus Wasser und mindestens einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Die Auswahl einer geeigneten Mischung hängt von den Erfordernissen der speziellen Anwendung ab, beispielsweise von der erwünschten Oberflächenspannung und -viskosität, dem ausgewählten farbgebenden Mittel, der Trocknungszeit der Tinte und dem Substrattyp, der bedruckt wird. Repräsentative Beispiele für wasserlösliche organische Lösungsmittel sind im US-Patent 5,085,698 offenbart. Eine Mischung aus Wasser und einem mehrwertigen Alkohol, beispielsweise Diethylenglycol, wird als wäßriges Trägermedium bevorzugt. Falls eine Mischung aus Wasser und einem wasserlöslichen Lösungsmittel verwendet wird, enthält der Träger typischerweise 30% bis 95% Wasser, wobei der Rest (d. h. 70 bis 5%) aus dem wasserlöslichen Lösungsmittel besteht. Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten 60% bis 95% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des wäßrigen Trägermediums.
Die Menge an wäßrigem Trägermedium in der Tinte liegt im Bereich von 40 bis 99,8%, vorzugsweise 60 bis 99,8%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, wenn ein organisches Pigment ausgewählt ist; 25 bis 99,8%, vorzugsweise 50 bis 99,8%, wenn ein anorganisches Pigment ausgewählt ist; und 80 bis 99,8%, wenn ein Dispersionsfarbstoff ausgewählt ist.
FARBGEBENDE MITTEL Das in dem Trägermedium unlösliche farbgebende Mittel kann ein Pigment sein, das in einem nichtlöslichen teilchenförmigen Zustand verwendet wird, oder ein Dispersionsfarbstoff. Das Pigment wird mit einem polymeren Dispersionsmittel verwendet, und der Farbstoff kann mit einem polymeren Additiv, wie weiter unten diskutiert, verwendet werden. Entweder der Farbstoff, das Pigment oder das Pigmentdispersionsmittel können Gruppen enthalten, die mit einer reaktiven Komponente in der tintenaufnehmenden Schicht des Mediums unter vorgeschriebenen Bedingungen reagieren, vorzugsweise durch kovalentes Binden.
PIGMENTE Organische oder anorganische Pigmente können ausgewählt werden, allein oder in Kombination. Die Pigmentteilchen sind ausreichend klein, um den freien Fluß der Tinte durch die Inkjet-Druckvorrichtung zu erlauben, insbesondere an den Spritzdüsen, die üblicherweise einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 50 um aufweisen. Die Teilchengröße hat auch Einfluß auf die Stabilität der Pigmentdispersion, die für die Haltbarkeit der Tinte kritisch ist. Die Brownsche Bewegung feiner Teilchen trägt dazu bei, zu vermeiden, daß sich die Teilchen absetzen. Es ist auch für eine maximale Farbintensität der Farben wünschenswert, kleine Teilchen zu verwenden. Der Bereich nützlicher Teilchengrößen liegt zwischen 0,005 und 15 um. Vorzugsweise beträgt die Teilchengröße des Pigments 0,005 bis 5 um, und insbesondere von 0,01 bis 0,3 um. Das ausgewählte Pigment kann in trockener oder nasser Form verwendet werden.
Beispielsweise werden Pigmente üblicherweise in wäßrigen Medien hergestellt und das resultierende Pigment wird als nasser Preßkuchen erhalten. In-Preßkuchenform ist das Pigment nicht in dem Ausmaß verdichtet wie in trockener Form. Daher erfordern Pigmente in Form von nassen Preßkuchen während des Herstellungsverfahrens der Tinten nicht so viel Zerkleinerung als trockene Pigmente. Repräsentative handelsübliche trockene und Presskuchenpigmente, die mit Vorteil verwendet werden können, sind im US-Patent 5,085,698 offenbart.
Feine Teilchen aus Metall oder Metalloxiden können auch verwendet werden, um die Erfindung durchzuführen. Beispielsweise sind Metalle und Metalloxide geeignet zur Herstellung von magnetischen Inkjet-Tinten. Oxide mit feinen Teilchengrößen, beispielsweise Kieselsäure, Aluminiumoxid und Titanoxid, können auch ausgewählt werden. Darüber hinaus können fein zerteilte Metallteilchen, beispielsweise Kupfer, Eisen, Stahl, Aluminium und Legierungen für geeignete Anwendungen ausgewählt werden.
Organische Pigmente können ausgewählt werden, die Gruppen aufweisen, die mit einer reaktiven Komponente, die in der tintenaufnehmenden Schicht des Mediums vorhanden ist, reagieren. Repräsentative funktionelle Gruppen sind Säure-, Base- Epoxy- und Hydroxygruppen.
Wenn ein organisches Pigment ausgewählt wird, kann die Tinte bis zu 30 Gew.-% Pigment enthalten, aber typischerweise im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% (vorzugsweise 0,1 bis 8 Gew.-%) für die meisten thermischen Inkjet-Druckanwendungen. Wenn ein anorganisches Pigment ausgewählt wird, neigt die Tinte dazu, höhere Gewichtsprozentsätze des Pigments aufzuweisen, als vergleichbare Tinten, die organisches Pigment verwenden, und diese können in einigen Fällen so hoch wie 75% sein, da anorganische Pigmente im allgemeinen höhere Eigengewichte aufweisen, als organische Pigmente.
DISPERSIONSFARBSTOFFE Die Farbe und die Menge an Dispersionsfarbstoff, die in der Tinte verwendet werden, ist zum großen Teil eine Funktion der Wahl, wobei dies in erster Linie von der erwünschten Farbe des Drucks, die mit der Tinte erreicht wird, der Reinheit des Farbstoffs und seiner Intensität abhängt. Niedrige Farbstoffkonzentrationen können keine angemessene Lebendigkeit der Farben ergeben. Hohe Konzentrationen können eine schlechte Leistung des Druckkopfes oder inakzeptabel dunkle Farben zur Folge haben. Der Dispersionsfarbstoff ist in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 8 Gew.-%, und insbesondere 1 bis 5 Gew.-% vorhanden, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Optional können Farbstoffe, die üblicherweise in wäßrigen Tinten verwendet werden, welche beispielsweise Säure-, Direkt-, Lebensmittelfarbstoffe und Reaktionsfarbstoffe einschließen, in Kombination mit dem im Trägermedium nichtlöslichen farbgebenden Mittel verwendet werden, um Farbsättigung und Farbton zu verbessern. Vorzugsweise sind diese Farbstoffe in ein im Trägermedium unlöslichen Polymer eingebettet.
POLYMERE DISPERSIONSMITTEL Pigmente werden in Verbindung mit einem polymeren Dispersionsmittel verwendet, bei dem es sich bevorzugt um ein AB-, BAB- oder ABC-Blockcopolymer handelt. Das Dispersionsmittel kann Komponentengruppen aufweisen, die fähig sind, mit der tintenaufnehmenden Schichtkomponente des Mediums zu reagieren. Beispielsweise kann das Dispersionsmittel Säure- oder Amingruppen enthalten, die diese Funktion erfüllen. Zusätzlich kann das Dispersionsmittel eine reaktive Komponente einschließen, wie im folgenden diskutiert. Dispersionsmittel aus statistischen und Propfpolymeren sind ebenfalls bekannt und können bei der Durchführung der Erfindung ausgewählt werden.
In AB- oder BAB-Blockcopolymeren ist das Segment A ein hydrophobes Homopolymer oder Copolymer, das sich mit dem Pigment verbindet, und der Block B ist ein hydrophiles Homopolymer oder Copolymer oder ein Salz davon, das das Pigment in dem wäßrigen Medium dispergiert. Derartige polymere Dispersionsmittel sind in Ma et al., US-Patent 5,085,698 offenbart. Dreiblockcopolymere ABC sind ebenfalls nützlich als Pigmentdispersionsmittel. In den Dreiblockcopolymeren ABC ist der Block A ein Polymer, das mit Wasser verträglich ist, der Block B ist ein Polymer, das in der Lage ist, sich an das Pigment zu binden, und der Block C ist mit dem organischen Lösungsmittel verträglich. Die Blöcke A und C sind Endblöcke. Dreiblockcopolymere ABC und ihre Synthese sind in der EP-A-0 556 649 offenbart.
Obwohl statistische Copolymere als Dispersionsmittel verwendet werden können, sind sie beim Stabilisieren von Pigmentdispersionen nicht so wirksam wie die Blockpolymere und werden daher nicht bevorzugt. Nützliche statistische Mischpolymerisate weisen eng begrenzte Molekulargewichtsbereiche auf, wobei sie vorzugsweise Polydispersivitäten von 1-3, vorzugsweise von 1-2 aufweisen. Diese Polymeren sind im wesentlichen frei von Spezies mit höherem Molekulargewicht, welche die Stiftdüsen leicht verstopfen. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts muß weniger als 10000 Dalton betragen, vorzugsweise weniger als 6000, am bevorzugtesten weniger als 3000. Wie bei den oben beschriebenen Blockpolymeren enthalten diese statistischen Polymeren hydrophobe und hydrophile Monomereinheiten. Leider neigen im Handel erhältliche statistische Polymer-Dispersionsmittel dazu, die Schreibstiftdüsen zu verstopfen. Die erforderliche Begrenzung des Molekulargewichts kann jedoch erhalten werden, indem man das Gruppentransfer-Polymerisationsverfahren oder andere Verfahren verwendet, die einen niedrigen Dispersionsgrad liefern. Einige Beispiele für hydrophobe Monomere, die in statistischen Polymeren verwendet werden, sind Methylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Benzylmethacrylat, 2-Phenylethylmethacrylat und die entsprechenden Acrylate. Beispiele für hydrophile Monomere sind Methacrylsäure, Acrylsäure, Dimethylaminoethyl[meth]acrylat und Salze davon. Quaternäre Salze von Dimethylaminoethyl[meth]acrylat können ebenfalls verwendet werden.
Wenn ein Dispersionsfarbstoff ausgewählt wird, kann ein Polymer aus einer Reihe von Gründen der Tinte hinzugefügt werden. Das Polymeradditiv kann Komponentengruppen aufweisen, die mit der tintenaufnehmenden Schichtkomponente des Mediums reagieren, oder können eine reaktive Komponente einschließen.
ANDERE INHALTSSTOFFE Im Einklang mit der speziellen Anwendung können verschiedene Typen von Additiven verwendet werden, um die Eigenschaften der Tinte zu modifizieren. Anionische, nicht ionische oder amphotere Tenside können zusätzlich zu den polymeren Dispersionsmitteln verwendet werden. Eine detaillierte Aufzählung von nicht-polymeren und auch einigen polymeren Tensiden ist auf den Seiten 110-129 von McCutcheon's Functional Materials, 1990, North American Edition, Manufacturing Confection Publishing Co., Glen Rock, NJ, aufgeführt. Die Wahl eines speziellen Tensids hängt sehr von der speziellen Tintenzusammensetzung und dem Typ des Mediensubstrats ab, das bedruckt werden soll. Ein Fachmann kann das geeignete Tensid für das spezifische Substrat, das in der speziellen Tintenzusammensetzung verwendet werden soll, auswählen. In wäßrigen Tinten können die Tenside in einer Menge von 0,01 bis 5%, vorzugsweise 0,2 bis 2%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, vorhanden sein.
Verschnittmittel können enthalten sein, um das Durchdringungs- und Verstopfungsschutz-Verhalten der Tintenzusammensetzung zu verbessern und sind bevorzugt. Derartige Verschnittmittel sind in der Technik wohlbekannt und werden im US-Patent 5,272,201 veranschaulicht. Biozide können verwendet werden, um das Wachstum von Mikroorganismen zu hemmen. Dowicides® (Dow Chemical, Midland, MI), Nuosept® (Huls America, Inc., Piscataway, NJ), Omidines® (Olin Corp., Cheshire, CT), Nopcocides® (Henkel Corp., Ambler, PA), Troysans® (Troy Chemical Corp., Newark, NJ) und Natriumbenzoat sind Beispiele für derartige Biozide. Maskierungsmittel, wie beispielsweise EDTA, können ebenfalls enthalten sein, um schädliche Wirkungen von Schwermetallverunreinigungen auszuschließen. Andere bekannte Additive, beispielsweise Feuchthaltemittel, Viskositätsverbesserer und andere acrylische oder nicht-acrylische Polymere können ebenfalls zugefügt werden, um verschiedene Eigenschaften der Tinte zu verbessern.
EIGENSCHAFTEN DER TINTE Die Strahlgeschwindigkeit, der Abstand der Tröpfchen voneinander, die Tropfengröße und die Stabilität des Strahls werden stark von der Oberflächenspannung und der Viskosität der Tinte beeinflußt. Pigmentierte Inkjet- Tinten, die zur Verwendung in Inkjet-Drucksystemen geeignet sind, sollten bei 20ºC eine Oberflächenspannung von 20 bis 70 mN/m (dyn/cm) und, stärker bevorzugt, im Bereich von 30 bis 70 mN/m (dyn/cm) aufweisen. Annehmbare Viskositäten sind bei 20ºC nicht größer als 20 mPas (cP) und liegen vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 10,0 mPas (cP). Die Tinte weist physikalische Eigenschaften auf, die mit einem weiten Bereich von Ausspritzbedingungen kompatibel sind, d. h. Treibspannung und Impulsbreite für thermische Inkjet-Druckvorrichtungen, Steuerfrequenz des Piezoelements für entweder ein Umdruckgerät oder ein Fortlaufdruck-Gerät, und Form und Größe der Düse. Die Tinten weisen über lange Zeiträume eine hervorragende Lagerungsstabilität auf und verstopfen eine Inkjet-Vorrichtung nicht. Das Fixieren der Tinte auf dem Medium oder dem bildaufzeichnenden Material (beispielsweise Papier, Stoff, Folie) kann schnell und sicher ausgeführt werden. Die gedruckten Tintenbilder weisen klare Farbtöne, hohe Intensität, hervorragende Wasserfestigkeit und Lichtechtheit auf.
Weiterhin korrodiert die Tinte nicht Teile des Inkjet-Druckers und ist im wesentlichen geruchlos und ungiftig.

ZWEITES SUBSTRAT

Das zweite Substrat kann ein permanenter Träger oder ein Transferelement sein.
PERMANENTER TRÄGER Der permanente Träger für das farbige Bild kann aus nahezu jedem gewünschten Folienmaterial ausgewählt werden. Wenn das Bild ohne Übertragung verwendet werden soll, ist das Mediensubstrat der permanente Träger. Für die meisten Anwendungen wird ein permanenter Papierträger verwendet. Andere Materialien, die als permanenter Träger verwendet werden können, schließen Tuch, Holz, Glas, Porzellan, Polymerfolien, synthetisches Papier, dünne Metallbleche oder -folien und Karton ein. Ein Haftmittel kann verwendet werden, um die erwünschte Bindungsstärke zwischen der tintenaufnehmenden Schicht und dem permanenten Träger zu erreichen.
TRANSFERELEMENT Es wird festgestellt, daß in den oben diskutierten Ausführungsformen das gedruckte Bild umgekehrt wird, wenn die tintenaufnehmende Schicht auf ein permanentes Substrat geklebt wird. Daher wird der Inkjet-Drucker veranlaßt, ein Umkehrbild zu drucken. In einer anderen Ausführungsform kann ein Transferelement verwendet werden, um als ein temporärer Rezeptor zu dienen, der das Farbbild aufnimmt, das auf der tintenaufnehmenden Schicht des Mediums gebildet wurde. Während die tintenaufnehmende Schicht vorübergehend mit dem Transferelement verbunden ist, wird entweder (i) das Mediensubstrat auf einen permanenten Träger geklebt, oder (ii) die wasserabsorbierende Schicht und/oder das Mediensubstrat werden von der tintenaufnehmenden Schicht entfernt, und die so freigelegte Oberfläche wird auf ein permanentes Substrat aufgeklebt. In beiden Fällen wird das Transferelement dann typischerweise entfernt, um das gedruckte Bild freizulegen, obwohl das Transferelement als Schutzschicht verbleiben kann, falls es transparent ist. Somit wird das Bild während der Verwendung eines temporären Trägers ein zweites Mal umgekehrt, und das Bild erscheint, wie es nach dem Drucken zu sehen war.
Das Transferelement weist, in dieser Reihenfolge, ein optionales temporäres Deckblatt, eine Transfer-Trennschicht und einen Transferträger auf. Jedoch ist keine Trennschicht nötig, wenn der Transferträger aus einem Material mit einer Trennoberfläche (z. B. Polyethylen oder einem Fluorpolymer) hergestellt ist.
Der Transferträger ist aus einem Material hergestellt, das ausreichende Steifheit und Formstabilität aufweist, damit das gedruckte Bild ohne Verschieben oder Verzerren getragen wird. Der Träger ist im wesentlichen glatt und flach. Beispiele für geeignete Materialien schließen Polymerfolien, wie beispielsweise Polyester, einschließlich Polyethylenterephthalat und Polyethylennapththanat; Polyamide, Polycarbonate, Fluorpolymere; Polyacetale und Polyolefine, ein. Alternativ dazu kann der Transferträger ein dünnes Metallblech oder ein Papiersubstrat oder synthetisches Papier sein. Polyethylenterephthalatfolie ist ein bevorzugter Transferträger. Der Transferträger weist typischerweise eine Dicke von 20 bis 250 um (1,0 bis 10 mil) auf. Eine bevorzugte Dicke beträgt 75 bis 200 um (3 bis 8 mil).
Die Transfer-Trennschicht, falls vorhanden, sollte eine ausreichende Haftung am Transferträger aufweisen, um während aller Verfahrensschritte an ihrem Platz befestigt zu bleiben. Gleichzeitig wird die Haftwirkung der Transfer-Trennschicht sorgfältig mit der Haftwirkung der Trennschicht auf dem Mediensubstrat abgestimmt, um die Transferschritte im Verfahren der Erfindung durchzuführen. Die jeweiligen Abstimmungen der Haftwirkung werden weiter unten detaillierter diskutiert.
Die oben beschriebenen Trennschichten für das Mediensubstrat können ebensogut auf dem Transferelement verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Ausgewogenheit der Haftwirkung gegeben ist. Repräsentative Materialien schließen Silikone, Vinylchloridpolymere und -copolymere, Vinylacetatpolymere und -copolymere und plastifizierten Polyvinylalkohol ein. Das Trennmaterial kann entweder das Transferelement bilden, oder als Beschichtung, typischerweise 1 bis 10 um dick, vorhanden sein.
Das Transferelement kann auch eine "Polsterschicht", d. h. eine verformbare Schicht mit einer Dicke von 25 bis 150 um (1 bis 6 mil), vorzugsweise 75 bis 125 um (3 bis 5 mil) zwischen seinem Substrat und der Trennschicht aufweisen. Die verformbare Polsterschicht gewährleistet, daß die Medienfolie während der Laminierung an allen Spaltpunkten in engem Kontakt mit dem Transferelement bleibt. Dies stellt eine optimale Laminierungsqualität bereit. Ohne die Polsterschicht können Schmutzteilchen zwischen dem Medium und dem Transferelement die Folie getrennt halten und punktförmige Laminierungsfehler verursachen.
Repräsentative Materialien, die ausgewählt werden können, um die Polsterschicht zu bilden, schließen Ethylen/Vinylacetat-Copolymere; Ethylen/Methycrylsäure-Copolymere und -Ionomere; Ethylen/Acrylsäure-Copolymere und -Ionomere; Ethylen/Methacrylat-Copolymere; Ethylen/Methacrylsäure/Isobutylacrylsäure-Ionomere und Mischungen davon ein. Ethylen/Vinylacetat-Copolymere sind bevorzugt. Materialien, wie beispielsweise Tenside, Weichmacher, Beschichtungshilfsmittel und dergleichen können für herkömmliche Zwecke eingeschlossen werden. Es kann nötig sein, eine Verankerungsschicht, typischerweise 0,1 bis 10 um dick (vorzugsweise 0,5 bis 2 um) zu verwenden, um eine angemessene Haftung der Polsterschicht an dem Substrat des Transferelements sicherzustellen.
Das Transferelement kann ein leicht entfernbares Deckblatt aufweisen, um die darunterliegenden Schichten vor der Verwendung zu schützen.
Bevorzugte Deckblätter sind selbst-ablösende Folien, beispielsweise Polyethylen oder Polyethylenterephthalat. Diese Folien können mit einer Trennschicht, beispielsweise Silikon, beschichtet sein, vorausgesetzt, daß die Trennschicht sauber mit der Folie abgelöst wird. Die Dicke des temporären Deckblatts liegt typischerweise im Bereich von 25 bis 250 um (1 bis 10 mil).

ANWENDUNGEN

Das von dieser Erfindung bereitgestellte Medium kann Tinte aufnehmen, die durch herkömmliche Inkjet-Drucker, beispielsweise thermische oder Bubblejetdrucker, piezoelektrische Drucker, Drucker mit kontinuierlichem Strahl oder Valvejetdrucker aufgedruckt werden. Nachdem die Tinte auf das Medium gedruckt wurde, wird das bedruckte Medium luftgetrocknet. Dieses bedruckte Medium kann verwendet werden, wie es ist, in welchem Fall das Mediensubstrat als permanenter Träger dient, und keine Trennschicht zwischen dem Mediensubstrat und der wasserabsorbierenden Schicht vorhanden ist. Wenn die tintenaufnehmende Schicht des Mediums ein thermoplastisches Polymer enthält, wird die Schicht anschließend erwärmt, um das Polymer weich zu machen, wodurch dieses dazu gebracht wird, zumindest teilweise das Tintenpigment einzuschließen und dann zu vernetzen.
In einer anderen Ausführungsform enthält die tintenaufnehmende Schicht eine reaktive Komponente, die durch (i) Wärme aktiviert wird, in welchem Fall bequemerweise eine Heizwalze oder -platte verwendet werden kann, oder durch (ii) Strahlung, beispielsweise durch UV-Licht. In beiden Fällen macht eine gleichmäßige Behandlung bedruckte und nicht bedruckte Bereiche des Mediums haltbarer, wasserfester und schmierbeständiger, und verbessert auch das Binden des farbgebenden Mittels der Tinte an die tintenaufnehmende Schicht.
ÜBERTRAGUNGSVERFAHREN Ein Übertragungsverfahren kann verwendet werden, um ein ein- oder mehrfarbiges Bild auf einem permanenten Substrat zu erzeugen. Beispielsweise kann ein Medium mit einer oder mehreren farbigen Tinten bedruckt werden, und dann auf ein permanentes Substrat übertragen werden, das einen Grundlack oder eine Haftschicht aufweist, um ein dauerhaftes Binden sicherzustellen. Dann werden das Mediensubstrat und die wasserabsorbierende Schicht leicht durch Abziehen entfernt, wobei die tintenaufnehmende Schicht auf dem permanenten Substrat zurückbleibt. Das Abziehen kann durch die Anwesenheit einer Trennschicht erleichtert werden; oder es können Trennkomponenten in der tintenaufnehmenden Schicht und/oder vorzugsweise in der wasserabsorbierenden Schicht enthalten sein. In einer Variante kann dieses Verfahren wiederholt werden, wobei die tintenaufnehmende Schicht verschiedene Farben aus Tintendispersionen aufweist, um ein vielfarbiges Bild aufzubauen. In diesen Anwendungen ist es wichtig, daß die tintenaufnehmende Schicht den erwünschten Grad an Transparenz aufweist, da das farbgebende Mittel durch die Schicht hindurch gesehen wird. Die tintenaufnehmende Schicht kann vernetzt werden und/oder reaktive Komponenten können in der Farbdispersion aktiviert werden, während des Laminierens an das permanente Substrat oder durch eine Nachbehandlung, abhängig von den ausgewählten Komponenten.
Alternativ dazu kann die tintenaufnehmende Oberfläche an ein Transferelement laminiert sein, wobei das Mediensubstrat und die wasserabsorbierenden Schichten dann abgezogen werden. Falls gewünscht, kann dieses Verfahren nacheinander mit verschieden gefärbten Bildern im Register wiederholt werden, oder alle erwünschten Farben können auf ein einziges Medium aufgedruckt werden. Die freigelegte tintenaufnehmende Schicht wird dann an das erwünschte permanente Substrat laminiert, das einen Grundanstrich oder einen Haftanstrich aufweisen kann, um die erwünschte Bindungsstärke zu erreichen, und das Transferelement wird durch Abziehen entfernt. Das resultierende Bild ist "seitenrichtig", d. h. es wird gesehen wie nach dem Drucken, wobei das gedruckte Bild an der Oberfläche ist. Eine Behandlung der tintenaufnehmenden Schicht, um thermoplastisches Harz und/oder reaktive Komponenten zu vernetzen, die in einigen Ausführungsformen vorhanden sind, kann vor, während oder nach dem Laminierungsschritt an das permanente Substrat vorkommen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Das Medium und die Verfahren der Erfindung besitzen kommerzielle Nützlichkeit für die Verwendung von Inkjet-Drucktechniken mit wäßrigen Tintendispersionen, um qualitativ hochwertige gedruckte Bilder auf einer Vielzahl von Substraten bereit zustellen. Sowohl Bild- als auch Textinformationen können gedruckt werden. Für mehrfarbige Bilder können gelbe, blaue, magentafarbene und schwarze Tinten mit Vorteil verwendet werden. Anwendungen schließen Desktop Publishing ein, ebenso wie Anwendungen für breite Formate, wie beispielsweise das Bedrucken von Schildern und Transparenten.
Die Erfindung wird nun durch die Beispiele weiter veranschaulicht.

BEISPIELE

Die in den Beispielen verwendeten Tinten wiesen die folgenden Zusammensetzungen auf und wurden unter Befolgung einer Vorgehensweise hergestellt, die derjenigen ähnlich ist, die im Beispiel 1 des US-Patents 5,310,778, ausgegeben am 10. Mai 1994, beschrieben ist.

Blaue Tinte

INHALTSSTOFF MENGE (%)

Monolite® GT 751D, Zeneca, Wilmington, DE 0,81
Endurophthal Blue BT-617D, Cookson Pigments, Inc., Newark, NJ. 2,19
Butylmethacrylat/Methylmethacrylat//Methacrylsäure, (BMA/MMA//MAA) (10/5//10)¹ 2,00
Diethylenglycol 4,50
Liponics® EG-1, Lipo Chemical Co., Paterson, NJ. 5,00
Multranol® 4012, Miles, Inc., Pittsburg, PA. 250
Dantocol® DHE, Lonza Inc., Fairlawn, NJ 1,00
Entionisiertes Wasser 82,00
Die Tinte wies ein Verhältnis von Pigment zu Dispersionsmittel von 1,5 : 1 auf.

Magentafarbene Tinte

INHALTSSTOFF MENGE (%)

Quindo® Magenta RV6803, Miles, Inc., Pittsburg, PA 3,045
Indofast® Brilliant Scarlet R6300, (Pigment Red 163, C. I. Nr. 71145), Miles, Inc., Pittsburg, PA 0,455
Butylmethacrylat/Methylmethacrylat//Methacrylsäure, (BMA/MMA//MAA) (10/5//10)¹ 2,33
Tetraethylenglycol 8,70
2-Pyrrolidon 5,25
Multranol® 4012, Miles, Inc., Pittsburg, PA 2,50
Dantocol® DHE, Lonza Inc., Fairlawn, NJ 0,50
Entionisiertes Wasser 77,22
Die Tinte wies ein Verhältnis von Pigment zu Dispersionsmittel von 1,5 : 1 auf.

Gelbe Tinte

BESTANDTEIL MENGE (%)

Cromophthal® 8GN-Pigment, Ciba Geigy, Scarsdale, NY. 5,00
Butylmethacrylat/Methylmethacrylat//Methacrylsäure (BMA/MMA/MAA)(10/5//10)¹ 5,00
Tetraethylenglycol 4,00
Liponics® EG-1, Lipo Chemical Co., Paterson, N. J. 5,00
2-Pyrrolidon 6,00
Entionisiertes Wasser 72,50
Die Tinte wies ein Verhältnis von Pigment zu Dispersionsmittel von 1 : 1 auf.
¹ Polymer 3 im US-Patent 5,310,778. Hergestellt wie dort beschrieben.

Schwarze Tinte

INHALTSSTOFF MENGE (%)

Raven Black-Pigment, Columbian Chemical Co., Jamesburg, NJ. 3,60
Butylmethacrylat/Methylmethacrylat//Methacrylsäure, (BMA/MMA//MAA) (10/5//10)¹ 2,00
Diethylenglycol 5,70
Liponics® EG-1, Lipo Chemical Co., Paterson, N. J. 5,70
N-Methylpyrrolidon 0,90
Nuosept® 95, Huls America Inc., Piscataway, NJ. 0,49
Proxel® GXL 0,24
Entionisiertes Wasser 81,67
Die Tinte wies ein Verhältnis von Pigment zu Dispersion von 1,8 : 1 auf.

Beispiel 1

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Inkjet-Medium mit zwei Schichten, das nach dem Drucken an eine Vielzahl von Substraten laminiert werden kann. Es besteht aus einer Polyethylenterephthalat-Trägerfolie, die mit einer wasserabsorbierenden Schicht beschichtet ist, die einen Überzug aus einer wasserdurchlässigen Haftschicht aufweist. Das Haftmittel ist bei Raumtemperatur nicht klebrig, haftet aber gut an verschiedenen Substraten, wenn es bei erhöhten Temperaturen laminiert wird.
Die Beschichtungslösung für die wasserabsorbierende Schicht wurde hergestellt, indem man zuerst 8,7 g Polyvinylpyrrolidon (ISP Co. Qualität K-90, Molekulargewicht 1280000) in 88,4 g Wasser auflöste. Dazu wurden 15, 4 g einer 5%igen wäßrigen Lösung von Methylhydroxypropylcellulose (Culminal® MHPC-25, Molekulargewicht 15000, verkauft von Aqualon Co.) gegeben. 32,4 g einer 9%igen wäßrigen Lösung von Acrylharz (Goodrich Co. Carboset® 526, Säurezahl 100, Molekular gewicht-200000), neutralisiert mit 0,4 g 28%igem Ammoniumhydroxid, um es löslich zu machen, wurden ebenfalls zugegeben. Diese Lösung wurden auf 100 um dicke, coronabehandelte Polyethylenterephthalatfolie aufgetragen, unter Verwendung einer 254 um dicken Aufstreichrakel, um ein Trockengewicht der Beschichtung von 140 mg/dm² zu ergeben.
Die Beschichtungslösung für die wasserdurchlässige Haftschicht wurde hergestellt durch Mischen von 24,0 g Vylonal® MD-1400 mit 26,8 g Vylonal® MD-1100 (beide sind haftende Polyesterdispersionen mit 14,5% bzw. 30% Feststoffen, verkauft von Toyobo Co.) und durch Zugabe von 67,0 g Wasser, 22,4 g Butoxyethanol, 44,8 g 2-Propanol und 15,0 g N-Methylpyrrolidon zu der Mischung. Diese Lösung wurde über der oben hergestellten wasserabsorbierenden Folie unter Verwendung einer Meyer Stabbeschichtungsvorrichtung Nr. 5 aufgetragen. Das Trockengewicht der Beschichtung der wasserdurchlässigen Haftschicht betrug 15 mg/dm².
Bilder wurden auf das Medium unter Verwendung eines Hewlett-Packard 550-C® Inkjet-Druckers gedruckt, der mit den oben beschriebenen gelben, magentafarbenen, blauen und schwarzen Tinten gefüllt war. Tinten sowohl auf Farbstoff- als auch auf Pigmentbasis wurden verwendet. Nach dem Drucken wurde die haftende Oberfläche des Mediums an verschiedene permanente Substratmaterialien laminiert, unter Verwendung eines beheizten Walzenlaminiergeräts, das mit 3,33 mm/s (200 mm/min) betrieben wurde, bei einer Walzentemperatur von 120ºC und einer Last von 2,68 kg/cm (15 lbs/in). Nach dem Laminieren wurde die coronabehandelte Polyethylenterephthalat- Trägerfolie abgezogen, wobei das Bild und beide Beschichtungen des Mediums auf dem Substrat zurückblieben. Permanente Substrate, die erfolgreich laminiert wurden, schlossen 50 um dicke Kupferfolie, Polyethylenterephthalat- Vinyl- und Polyethylenplastikfolien, beschichtete und unbeschichtete Druckerpapiere wie beispielsweise Vintage Gloss®-Papier (Potlatch Co., Cloquet, MN), Reflections®-Papier, (Consolidated Paper Co., Wisconsin Rapids, WI), Warrenflo®-Papier (S. D. Warren Co., Boston, MA) und Textweb®-Papier (Champion Paper Co., Stamford, CT) und Wellpappe ein.

Beispiel 2

Das Inkjet-Medium mit zwei Schichten, das in Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde auf Polyethylenterephthalatfolie mit einer Unterlage aus Gelatine, anstelle einer coronabehandelten Polyethylenterephthalatfolie, aufgetragen. Die Beschichtungen hafteten sehr stark an Polyethylenterephthalatfolie mit einer Unterlage aus Gelatine. Als Folge davon blieb nach Bedrucken des Mediums und dessen Laminierung an das erwünschte Substrat die Polyethylenterephthalatfolie mit einer Unterlage aus Gelatine an die Medienbeschichtungen gebunden. Dies stellte eine extra starken Schutz für die Beschichtungen und das Bild bereit.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die haftenden und wasserabsorbierenden Komponenten in einer einzigen Schicht kombiniert werden können.
Die Beschichtungslösung wurde hergestellt, indem man 29,8 g Vylonal® MD-1400-Polyester-Dispersion mit 13,0 g Wasser und 7,2 g einer 15%igen wäßrigen Lösung aus Polyvinylpyrrolidon (ISP Qualität K-90) und 0,03 g Zonyl® FSO-100- Tensid (DuPont Co.) mischte. Diese Lösung wurde mit einer Meyer Stabbeschichtungsvorrichtung Nr. 50 aufgetragen, um ein Trockengewicht der Beschichtung von 150 mg/dm² zu erhalten. Die Grundlage, auf die sie aufgetragen wurde, war eine 50 um dicke coronabehandelte Polyethylenterephthalatfolie, die mit einer 2 um dicken Schicht aus Adcote® 56220 beschichtet worden war, um ihr Trenneigenschaften zu verleihen. Adcote® 56220 ist eine wäßrige Dispersion aus Ionomerharz, das von Morton International verkauft wird. Bilder wurden auf das Medium mit einem Inkjet-Drucker gedruckt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach dem Drucken wurde das Medium auf Papier laminiert, wie in Beispiel 1 beschrieben. Dann wurde der Polyethylenterephthalat-Trägerfilm mit seiner Trennschicht abgezogen, wodurch das Bild und die Inkjet- Beschichtung auf dem Papier zurückblieben.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Inkjet-Medium, das bedruckt werden, dann auf andere Substrate übertragen werden und schließlich erwärmt werden kann, um das Bild haltbarer zu machen.
Das Medium besteht aus einer Polyethylenterephthalat-Trägerfolie, die mit einer wasserabsorbierenden Schicht beschichtet ist, die einen Überzug aus einer wasserdurchlässigen Haftschicht aufweist. Das Haftmittel ist bei Raumtemperatur nicht klebrig, haftet aber gut an verschiedenen Substraten, wenn es bei erhöhten Temperaturen laminiert wird.
Die Beschichtungslösung für die wasserabsorbierende Schicht wurde hergestellt, indem man zuerst 6,2 g Polyvinylalkohol (Elvanol® 52-22, DuPont, Wilmington, DE) in 62,2 g Wasser auflöste. Dazu wurden 45,6 g einer 9%igen wäßrigen Lösung von Acrylharz (Carboset® 526, Säurezahl 100, Molekulargewicht 200000, Goodrich Co., Brecksville, OH) gegeben, das mit 0,5 g 28%igem Ammoniumhydroxid neutralisiert wurde, um es löslich zu machen. Diese Lösung wurde auf 50 um dicke coronabeschichtete Polyethylenterephthalatfolie aufgetragen, mit einem Trockengewicht der Beschichtung von 136 mg/dm².
Die Beschichtungslösung für die wasserdurchlässige Haftschicht wurde hergestellt, indem man 24,0 g Vylonal® MD-1400 mit 26,8 g Vylonal® MD-1100 (beide sind Polyester-Kleberdispersionen mit 14,5% bzw. 30% Feststoffen, verkauft von Toyobo Co.) und 67,0 g Wasser, 22,4 g 2-Butoxyethanol, 44,8 g 2-Propanol und 15,0 g N-Methylpyrrolidon mischte. Diese Lösung wurde über der oben hergestellten wasserabsorbierenden Schicht unter Verwendung einer Meyer Stabbeschichtungsvorrichtung Nr. 5 aufgetragen. Das Trockengewicht der wasserdurchlässigen Haftschicht betrug 15 mg/dm².
Bilder wurden auf das Medium unter Verwendung eines Hewlett-Packard 550-C®- Inkjet-Druckers gedruckt, der mit gelber, magentafarbener, blauer und schwarzer Tinte auf Pigmentbasis gefüllt war. Nach dem Drucken wurde die haftende Oberfläche des Mediums an Drucker-Normalpapier unter Verwendung einer beheizten Walzenlaminiervorrichtung, die bei 3,33 mm/sec (200 mm/min) betrieben wurde, laminiert, bei einer Walzentemperatur von 120ºC und einer Last von 2,68 kg/cm (15 lbs/in). Nach dem Laminieren wurde die coronabehandelte Polyethylenterephthalat-Trägerfolie abgezogen, wodurch das Bild und beide Medienbeschichtungen auf dem Papier zurückblieben.
Das Bild wurde bezüglich Haltbarkeit getestet, indem es mit einem Stab abgerieben wurde, der an seiner Spitze mit Baumwolle überzogen und in Wasser getränkt worden war. Die Probe wurde dann 5 Minuten lang in einen 140ºC warmen Ofen gegeben, um das Bild zu trocknen. Nach dem Erhitzen wurde die Probe wieder bezüglich Haltbarkeit des Bildes getestet. Die Ergebnisse lauteten:

Wischvorgänge bis zum Verschmieren des Bildes

vor dem Erwärmen 45
nach dem Erwärmen 82
Die Ergebnisse zeigen, daß das Erwärmen des Bildes dieses haltbarer machte.

Beispiel 5

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Inkjet-Medium mit drei Schichten, das bedruckt und dann an ein Substrat, wie beispielsweise Papier, laminiert werden kann. Nach dem Laminieren wird die Polyethylenterephthalat-Trägerfolie des Mediums abgezogen, wobei diese alle Schichten des Mediums mitnahm, außer der einen, die das Tintenbild trug, die auf dem Papiersubstrat verbleibt. Das Medium besteht aus einer Polyethylenterephthalat-Trägerfolie, die mit einer wasserabsorbierenden Schicht beschichtet ist, die mit einer Trennschicht überzogen ist. Auf der Trennschicht ist eine wasserdurchlässige Haftschicht aufgetragen, die bei Raumtemperatur nicht klebrig ist.
Die Beschichtungslösung für die wasserabsorbierende Schicht wurde hergestellt, indem man zuerst 8,7 g Polyvinylpyrrolidon (ISP Co. Qualität K-90, Molekulargewicht 1280000) in 88,4 g Wasser auflöste. Dazu wurden 15,4 g einer 5%igen wäßrigen Lösung von Methylhydroxypropylcellulose (Culminal® MHPC-25, Molekulargewicht 15000, verkauft von Aqualon Co., Wilmington, DE) gegeben. Ebenso wurden 32,4 g einer 9%igen wäßrigen Lösung von Acrylharz (Goodrich Co. Carboset® 526, Säurezahl 100, Molekulargewicht 200000) gegeben, das mit 0,4 g 28%igem Ammoniumhydroxid neutralisiert war, um es löslich zu machen. Diese Lösung wurde auf eine 100 um dicke Polyethylenterephthalatfolie mit einer Gelatine- Unterlage aufgetragen, bei einem Trockengewicht der Beschichtung von 200 mg/dm².
Darüber wurde eine Trennschicht aufgetragen. Die Beschichtungslösung bestand aus 2 g Wasser, das mit 10 g Adcote® 56220, einer wäßrigen Dispersion aus Ionomerharz, die von Morton International verkauft wird, gemischt war. Diese Schicht wurde mit einer Meyer Stabrakel Nr. 10 bei einem Trockengewicht der Beschichtung von 20 mg/dm² beschichtet.
Eine wasserdurchlässige Haftschicht wurde über der Trennschicht aufgetragen. Die haftende Beschichtungslösung wurde hergestellt, indem man 24,0 g Vylonal® MD-1400 mit 26,8 g Vylonal® MD-1100 (beide sind haftende Polyesterdispersionen mit 14,5% bzw. 30% Feststoffen, verkauft von Toyobo Co.) mischte, und 67,0 g Wasser, 22,4 g 2-Butoxyethanol, 44,8 g 2-Propanol und 15,0 g N-Methylpyrrolidon der Mischung hinzufügte. Sie wurde mit einer Meyer Stabrakel Nr. 5 aufgetragen, um ein Trockengewicht der Beschichtung von 15 mg/dm² zu ergeben.
Bilder wurden auf das Medium unter Verwendung eines Hewlett-Packard 550-C® Inkjet-Druckers gedruckt, der mit gelber, magentafarbener, blauer und schwarzer Pigmenttinte gefüllt war. Nach dem Drucken wurde die haftende Oberfläche des Mediums an herkömmliches Druckerpaper unter Verwendung einer beheizten Walzenlaminiervorrichtung, die bei 33,3 mm/sec (200 mm/min) betrieben wurde, laminiert, bei einer Walzentemperatur von 120ºC und einer Last von 2,68 kg/cm (15 lbs/in). Nach dem Laminieren wurde die Polyethylenterephthalatfolie abgezogen, wobei sie die wasserabsorbierende Schicht und die Trennschicht mitnahm. Das Tintenbild und die Haftschicht blieben auf dem Papier zurück.

Beispiel 6

Für dieses Beispiel wurde eine temporäres Transferblatt mit dem in Beispiel 5 beschriebenen Medium verwendet, um ein Bild zu erzeugen. Zuerst wurde ein Tintenbild auf das Medium gedruckt, wie in Beispiel 5 beschrieben. Dann wurde die haftende Oberfläche des Mediums an ein Transferblatt laminiert. Das Transferblatt bestand aus einer 100 um dicken Polyethylenterephthalat-Trägerfolie, auf die eine 25 um dicke Schicht aus Nucrel® 0910-Harz (Polyethylen/Methacrylsäure-Copolymer, Schmelzindex = 10 dg/min. vertrieben von DuPont) extrudiert worden war. Die Laminierungsbedingungen waren: 6,67 mm/s (400 mm/min), 120ºC Walzentemperatur, 0,89 kg/cm (5 lbs/in) Last. Die Polyethylenterephthalat-Trägerfolie des Mediums wurde dann abgezogen, wobei sie die wasserabsorbierende Schicht und die Trennschicht des Mediums mitnahm. Dies ließ das Tintenbild und die Haftschicht des Mediums auf der Nucrel®-Oberfläche des Transferblattes zurück. Als nächstes wurde herkömmliches Druckerpapier an die Haftschicht des übertragenen Elements laminiert. Die Laminierungsbedingungen waren: 6,67 mm/s (400 mm/min), 120ºC Walzentemperatur, 2,68 kg/cm (15 lbs/inch) Last. Schließlich wurde die Polyethylenterephthalatfolie des Transferblattes abgezogen, was ein seitenrichtiges Bild zurückließ, das aus dem Haftmittel des Mediums plus dem Tintenbild und der Nucrel®-Schicht des Transferblattes auf dem Papier bestand. Die Nucrel®-Schicht schützte das Bild vor Verschmieren oder Verkratzen.

Claims

1. Medium, das zur Aufnahme eines aus Pigmenttinte bestehenden Bildes aus einem Tintenstrahldrucker für eine anschließende Übertragung auf ein permanentes Substrat besonders angepaßt ist, wobei das Medium in dieser Reihenfolge:

(1) ein Substrat;

(2) eine erste, am nächsten zu dem Substrat befindliche Schicht, umfassend ein Polymer, das in Gegenwart einer wässrigen Tinte im wesentlichen fest ist, wobei die Schicht die Fähigkeit aufweist, flüssige Komponenten einer Tinte physikalisch zu entfernen; und

(3) eine zweite, am weitesten entfernt vom Substrat befindliche Schicht, die klar ist und die Fähigkeit aufweist, das Pigment aus der Tinte zurückzuhalten, während sie die flüssigen Komponenten der Tinte schnell zur ersten Schicht gelangen läßt, wobei die zweite Schicht ablösbar an der ersten Schicht befestigt ist, wodurch nach dem Laminieren an ein permanentes Substrat eine leichte Trennung von dieser ermöglicht wird,

umfaßt.

2. Medium nach Anspruch 1, wobei das Polymer in der ersten Schicht aus einem Polyvinylalkohol-Homopolymer oder -Copolymer, einem Polyvinylpyrrolidon-Homopolymer oder -Copolymer und einem superabsorbierenden Acryl- oder Methacrylpolymer ausgewählt ist.

3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Schicht zur Modifizierung der Eigenschaften der Schicht auch ein Acrylharz, einen Cellulose-Mischester oder ein Styrol-/ Maleinsäure-Copolymer enthält.

4. Medium nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht auch ein thermoplastisches Polymer mit einem reaktiven Rest enthält, der bei erhöhten Temperaturen vernetzt.

5. Medium nach Anspruch 4, wobei das thermoplastische Polymer wenigstens eine Carboxylgruppe und wenigstens eine Hydroxyl-, Epoxy-, Amin-, Isocyanat-, Amid- oder Acrylamidgruppe aufweist.

6. Medium nach Anspruch 4, wobei das thermoplastische Polymer ein Blend aus einem Polymer A mit einer oder mehreren Carbonsäuregruppen und einem Polymer B mit einer oder mehreren Hydroxyl-, Epoxy-, Amin-, Isocyanat-, Amid- oder Acrylamidgruppen ist.

7. Medium nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht auch eine reaktive Komponente enthält.

8. Medium nach Anspruch 1 mit einer Trennschicht zwischen der zweiten und der ersten Schicht.

9. Verfahren zur Bildung eines gedruckten Bildes auf einem permanenten Substrat, umfassend in dieser Reihenfolge das:

(a) Bereitstellen eines in Anspruch 1 definierten Mediums;

(b) Auftragen einer wässrigen Tinte mit einem dispergierten farbgebenden Mittel auf die zweite Schicht des Mediums;

(c) Kleben der zweiten Schicht an ein zweites Substrat und

(d) Entfernen des Mediensubstrats und der wasserabsorbierenden Schicht von der zweiten Schicht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, das nach Schritt (c) oder (d) den Schritt des Bestrahlens der zweiten Schicht mit einer äußeren Energiequelle zur Vernetzung eines in der zweiten Schicht enthaltenen thermoplastischen Harzes zur Erhöhung der Haltbarkeit der Schicht einschließt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die äußere Energiequelle Wärme ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die äußere Energiequelle ultraviolettes Licht ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, das nach Schritt (c) oder (d) den Schritt des Bestrahlens der zweiten Schicht mit einer äußeren Energiequelle zur Aktivierung einer reaktiven, im dispergierten, farbgebenden Mittel vorhandenen Komponente zum Binden des farbgebenden Mittels an die zweite Schicht umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das zweite Substrat ein permanenter Träger ist.

15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das zweite Substrat ein Transferelement ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das nach Schritt (d) den Schritt des:

(e) Klebens der mittels Schritt (d) bestrahlten zweiten Oberfläche an ein permanentes Substrat

umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, das nach Schritt (e) den Schritt des:

(f) Entfernens des Transferelements von der zweiten Schicht

umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, das nach Schritt (d) den Schritt des Bestrahlens der zweiten Schicht durch eine äußere Energiequelle zur Vernetzung eines in der zweiten Schicht enthaltenen thermoplastischen Harzes zur Erhöhung der Haltbarkeit der Schicht umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, das nach Schritt (d) den Schritt des Bestrahlens der zweiten Schicht durch eine äußere Energiequelle zur Aktivierung einer innerhalb des dispergierten farbgebenden Mittels vorhandenen reaktiven Komponente zum Binden des farbgebenden Mittels an die zweite Schicht umfaßt.