DE10025432A1

DE10025432A1 - Use of a polymer film containing cellulose ester containing acetyl, propionyl or butyryl groups for ink jet printing with organic inks

Info

Publication number: DE10025432A1
Application number: DE2000125432
Authority: DE
Inventors: Robert Francescutti
Original assignee: Renolit Werke GmbH
Current assignee: Renolit SE
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-06

Abstract

Use of a film of PVC, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate and/or poly(meth)acrylate containing 5-50% cellulose ester containing acetyl, propionyl or butyryl groups for printing with organic inks.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mit organischen Tinten per Inkjet bedruckbare Folien aus PVC oder anderen, für die Herstellung von Folien geeigneten Poly meren, welche durch Zusätze so modifiziert sind, daß sie für das Bedrucken mit organischen Tinten per Inkjet geeignet sind.The present invention relates to inkjet printable with organic inks Films made of PVC or other poly suitable for the production of films mers, which are modified by additives so that they can be printed with organic inks using inkjet are suitable.

Die Verwendung von PVC-Folien oder anderen polymeren Filmmaterialien an Stelle von Papier in drucktechnischen Verfahren ist weit verbreitet. Das Bedrucken erfolgt dabei vorzugsweise nach dem "Inkjet-Verfahren" mittels Tinten lösungen auf wäßriger Basis. Das Inkjet-Verfahren ermöglicht insbesondere einen Digitaldruck, d. h. eine computergesteuerte Variation der Druckbilder, und damit eine durch herkömmliche Sieb- oder Walzendrucktechniken unmögliche Variabili tät der Bilder. Da diese wäßrigen Tinten mit der Kunststoffolie normalerweise nicht verträglich sind, werden die Kunststoffolien mit einer Deckschicht (Topcoat) ver sehen, welche normalerweise aus einem mit der Folie verträglichen Bindemittel und größeren Mengen hydrophiler Füllstoffe wie Kalk, Kieselgel, Aluminiumoxid, Cellulosepulver oder ähnliches besteht, die ein Eindringen der wäßrigen Tinte in die Deckschicht erlauben. Das Eindringen von wäßrigen Tinten wird in vielen Fäl len noch durch Zusätze von Detergenzien verbessert. Ein wichtiges Anwendungs gebiet solcher Folien ist die Herstellung von Etiketten, wobei die bedruckbare Folie noch über einen dauerelastischen Kleber auf einer Trägerfolie befestigt ist (vgl. z. B. US-P 4,713,273). Darüber hinaus werden in größerem Umfang auch Werbeflächen, z. B. auf Citypostern, öffentlichen Verkehrsmitteln oder Bannern, nach diesem Verfahren hergestellt. The use of PVC films or other polymeric film materials The use of paper in printing processes is widespread. The Printing is preferably carried out using the "inkjet method" using inks Water-based solutions. The inkjet process in particular enables one Digital printing, d. H. a computer-controlled variation of the printed images, and thus a variability that is impossible due to conventional screen or roller printing techniques the pictures. Because these aqueous inks with the plastic film usually don't are compatible, the plastic films are covered with a top coat see which is usually made from a binder compatible with the film and larger amounts of hydrophilic fillers such as lime, silica gel, aluminum oxide, Cellulose powder or the like, which penetrates the aqueous ink allow the top layer. The penetration of aqueous inks is in many cases len improved by the addition of detergents. An important application Field of such foils is the production of labels, the printable Film is still attached to a carrier film using a permanently elastic adhesive (see, e.g., U.S. Patent 4,713,273). In addition, on a larger scale too Advertising space, e.g. B. on city posters, public transport or banners, produced by this process.

Da Tinten auf wäßriger Basis auf Dauer nicht wetterbeständig sind, bzw. beim Naßwerden verlaufen, wurden für das Inkjet-Verfahren organische Tinten auf Basis organischer Lösemittel entwickelt. Diese enthalten z. B. Ethylacetat, Methylethylketon, oder Cyclohexanon als organisches Lösemittel, PVC und Acrylatharze als Filmbildner und Verdicker sowie dispergierte bzw. gelöste Pigmente. Im Gegensatz zu einer wäßrigen Tinte haften die Tinten auf Basis organischer Lösemittel direkt auf einer Kunststoffolie und trocknen rascher ab, wobei sie durch den Gehalt an Bindemitteln auf der Folienoberfläche einen wetter- und wasserfesten Farbfilm hinterlassen. Bekannt sind auch organische Tinten auf Basis höhersiedender wasserfreier Lösungsmittel, welche dispergierte oder gelöste Farbstoffe und Binder enthalten und wetterfeste Bilder ergeben. Diese Lösemittel sind zwar nicht explosiv, trocknen aber nur langsam ab. Nachteilig ist an den organischen Tinten, daß der Farbfilm überwiegend auf der Oberfläche aufliegt und daher mechanisch leicht abgerieben wird und beim Auftrag der Farbpunkte durch das langsame Trocken diese leicht verlaufen und damit scharfe Konturen bzw. ein sauberes Nebeneinanderdrucken verschiedener Farben nicht ermöglicht wird.Since water-based inks are not weatherproof in the long run, or at When getting wet, organic inks were used for the inkjet process Developed the basis of organic solvents. These contain e.g. B. ethyl acetate, Methyl ethyl ketone, or cyclohexanone as an organic solvent, PVC and Acrylic resins as film formers and thickeners as well as dispersed or dissolved Pigments. In contrast to an aqueous ink, the inks adhere based organic solvents directly on a plastic film and dry faster, whereby the content of binders on the film surface and leave a waterproof color film. Organic inks are also known Basis of higher boiling anhydrous solvents, which are dispersed or contain dissolved dyes and binders and produce weatherproof images. This Solvents are not explosive, but they only dry slowly. The disadvantage is on the organic inks that the color film predominantly on the surface rests and is therefore easily rubbed off mechanically and when applying the Color dots due to the slow drying run smoothly and are therefore sharp Contours or a clean side-by-side printing of different colors is not is made possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die Folien so zu modifizieren, daß die aufgetragenen Farben in die Folienoberfläche eindringen und nicht mehr seitlich verlaufen. Die Farbe soll dadurch oberflächlich rascher abtrocknen und wischfest werden, wodurch sich die Auflösung des Druckbildes verbessert und die Druckgeschwindigkeit erhöhen läßt.The object of the present invention was therefore to modify the foils in such a way that that the applied colors penetrate the film surface and no more run sideways. The surface of the paint should dry faster and become smudge-proof, which improves the resolution of the printed image and the Print speed can be increased.

Überraschenderweise läßt sich diese Aufgabe dadurch lösen, daß der zur Bildung der Folie geeigneten, an sich bekannten Kunststoffmasse ausreichende Mengen an Celluloseester beigemischt werden. Eine Mischung der Kunststoffmasse mit anderen Kunststoffen oder Füllstoffen erweist sich als nicht wirksam. Surprisingly, this problem can be solved in that the education sufficient amounts of suitable plastic mass known per se be added to cellulose esters. A mixture of the plastic mass with other plastics or fillers are not effective.

Die erfindungsgemäßen Folien können Papier und Topcoat-beschichtete Folien in bisherigen Inkjet-Druckverfahren ersetzen, sind jedoch auch als Druckvorlage in Kunststoffbodenbelägen oder Tapeten sowie in Planen für Zelte oder Lkws oder Werbeflächen einsetzbar.The films according to the invention can be paper and topcoat-coated films replace previous inkjet printing processes, but are also available as a print template Plastic floor coverings or wallpaper as well as in tarpaulins for tents or trucks or Advertising spaces can be used.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien wird eine übliche Folienmasse als Pulver, die den Kunststoff und übliche Hilfsstoffe wie Weichmacher, Füllstoffe, Stabilisatoren, Pigmente etc. enthält, mit einem entsprechenden Pulver der Cellu loseester gemischt, in einem Kneter plastifiziert und über Kalander oder im Extru sionsverfahren zu Folien mit einem Flächengewicht von 50 bis 100 g/m² verar beitet. Alternativ ist es natürlich möglich, eine 10 bis 50 µ starke Schicht der obigen Zusammensetzung als Deckfolie auf eine beispielsweise mit Titandioxid, Bariumsulfat oder Calciumcarbonat weißgefärbte Grundfolie aus andersartigen Polymeren aufzulaminieren oder beide Schichten im Coextrusionsverfahren zusammen herzustellen. Weiterhin ist es möglich, solche Folien in bekannter Weise aus einem Plastisol, d. h. einer Mischung aus Kunststoffpartikeln, Füll stoffen und anderen Hilfsstoffen, die in entsprechenden Verdünnern und Weich machern angepastet ist, in das entsprechende Mengen Celluloseester eingear beitet sind, als Schicht auszustreichen oder auszurakeln und bei Temperaturen von 150-200°C zu einem Film zu gelieren. Aus Stabilitätsgründen wird ein Stabili sierungsgewebe oder eine Kunststoffolie unterlegt oder auch ein wieder abzu ziehendes Silikonpapier. Bekannt sind weiterhin Gieß- oder Castingverfahren zur Herstellung solcher Folien, die ebenfalls geeignet sind.To produce the films according to the invention, a conventional film composition is mixed as a powder, which contains the plastic and conventional auxiliaries such as plasticizers, fillers, stabilizers, pigments, etc., with a corresponding powder of the cellulose loose ester, plasticized in a kneader and by calendering or in the extrusion process processed into foils with a basis weight of 50 to 100 g / m ² . Alternatively, it is of course possible to laminate a 10 to 50 μ thick layer of the above composition as a cover film onto a base film made of different types of polymer, for example white colored with titanium dioxide, barium sulfate or calcium carbonate, or to produce both layers together using the coextrusion process. Furthermore, it is possible to coat or scrape out such films in a known manner from a plastisol, ie a mixture of plastic particles, fillers and other auxiliaries which has been pasted in appropriate thinners and plasticizers, are incorporated into the appropriate amounts of cellulose esters, as a layer and gel into a film at temperatures of 150-200 ° C. For reasons of stability, a stabilizing fabric or a plastic film is underlaid or a silicone paper to be removed again. Casting or casting processes for the production of such films are also known and are also suitable.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Celluloseester sind im wesentlichen mit Acetyl-, Propionyl- und/oder Butyrylgruppen verestert, wobei der Restgehalt an freien Hydroxylgruppen der Cellulose gering ist und etwa 0,5 bis 3% beträgt. The cellulose esters used according to the invention are essentially with Acetyl, propionyl and / or butyryl groups are esterified, the residual content of free hydroxyl groups of cellulose is low and is about 0.5 to 3%.

Mischungen von Acetylgruppen mit Propionyl- und/oder Butyrylgruppen, die dem Kunststoff eine geringe Härte geben, sind dabei bevorzugt. Insbesondere bevor zugt sind Acetylbutyrylcellulosen mit bezogen auf die Masse des Celluloseesters etwa 13% Acetyl- und 38% Butyrylgruppen neben einem Rest Hydroxylgruppen von etwa 1,5%. Die Celluloseester sollen 5-50, vorzugsweise 8-20%, der Folienmasse ausmachen. Plastisole erlauben eine Einarbeitung von bis zu 30% Celluloseester. Darüber wird die Masse zu steif zur Verarbeitung und die erhalte nen Folien zu wenig reißfest. Für die Herstellung von bedruckbaren Planen, Bodenbelägen oder Kunststofftapeten ist es jedoch möglich auch dickere Schich ten von 200-500 µm aus Plastisolen zu fertigen, die eine entsprechende stabile Unterlage aufweisen.Mixtures of acetyl groups with propionyl and / or butyryl groups, the Giving plastic a low hardness are preferred. Especially before are added acetylbutyryl celluloses based on the mass of the cellulose ester about 13% acetyl and 38% butyryl groups in addition to a remainder of hydroxyl groups of about 1.5%. The cellulose esters should be 5-50%, preferably 8-20% Make out the film mass. Plastisols allow up to 30% incorporation Cellulose esters. In addition, the mass is too stiff for processing and preserved too little tear-resistant film. For the production of printable tarpaulins, Floor coverings or plastic wallpapers, however, it is also possible to use thicker layers to produce from 200-500 µm from plastisols, which have a corresponding stable Have underlay.

Aus Preisgründen wird vorzugsweise PVC als Foliengrundmaterial eingesetzt, welches mit etwa 10-30%, vorzugsweise 20%, eines üblichen Weichmachers (wie Phthalsäuredioctylester oder Phthalsäurediisodecylester oder auch einem üblichen polymeren Weichmacher) bezogen auf die PVC-Masse versetzt ist. Es kommen jedoch auch andere Kunststoffmaterialien, welche sich leicht in Folien formen lassen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polystyrol, Polycarbonat oder auch andere Polyester, in Frage.For reasons of price, PVC is preferably used as the basic film material, which with about 10-30%, preferably 20%, of a conventional plasticizer (such as dioctyl phthalate or diisodecyl phthalate or one usual polymeric plasticizer) is based on the PVC mass. It However, there are also other plastic materials that can easily be found in foils molded, such as polyethylene or polypropylene, polystyrene, polycarbonate or other polyesters, too.

Neben Weichmachern sind übliche Zusätze UV-Stabilisatoren, Vernetzungsmittel, Füllstoffe, Pigmente etc.In addition to plasticizers, the usual additives are UV stabilizers, crosslinking agents, Fillers, pigments etc.

Als Folienmoderatoren wurden weiterhin Polyvinylbutyral, Aluminiumoxid, Poly methylacrylat, Talkum, EVA in die PVC-Folie hineingemischt. Im Gegensatz zu den Celluloseestern zeigen sie keine schärferen Konturen dünner aufgesprühter Tintenlinien als eine entsprechende unmodifizierte Folie, so daß sie sich als druckverbessernde Zusätze nicht eignen. Polyvinylbutyral, aluminum oxide, poly methyl acrylate, talc, EVA mixed into the PVC film. In contrast to the cellulose esters show no sharper contours thinner sprayed Ink lines as a corresponding unmodified film so that they can be viewed as pressure-improving additives are not suitable.

example 1 PVC film Calender film with additives

Eine PVC-Folienmasse bestehend aus 78,5 g PVC, 1,5 g PMMA, 19 g Diisodecylphthalat (DIDP), 2,5 g epoxidiertes Sojaöl (ESO), 2,4 g Stabilisator sowie 9 g Titanweißpigment wird mit den folgenden Zusätzen gemischt und zu einer 80 µ starken Folie kalandriert und im Inkjet-Verfahren bedruckt.A PVC film mass consisting of 78.5 g PVC, 1.5 g PMMA, 19 g Diisodecyl phthalate (DIDP), 2.5 g epoxidized soybean oil (ESO), 2.4 g stabilizer and 9 g of titanium white pigment are mixed with the following additives and added an 80 µ thick film calendered and printed in the inkjet process.

Die Wirkung wurde gemessen als Farbverlauf zwischen zwei unterschiedlichen Farben. Die Werte der Tabelle sind als Verlaufbreite in µm angegeben. The effect was measured as a gradient between two different ones Colours. The values in the table are given as the width in µm.

Example 2 Plastisol foils with cellulose ester addition

Eine Plastisolgrundmasse aus 40 Teilen PVC und 28 Teilen PVC/VA- Copolymerisat, die mit 28 Teilen Diisodecylphthalat und 1,5 Teilen ESO (epoxidiertes Sojaöl), sowie 0,3 Teilen leicht siedenden Kohlenwasserstoff verdünner angepastet ist und mit 1,9 Teilen Ba/Zn-Didecylphenylphosphit stabilisiert ist, wird mit einem Weißpigment aus 20 Teilen TiO₂, 10 Teilen Dioctylphthalat, 30 Teilen Verdünner und einem Celluloseacetatbutyratpulver in den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen gemischt und mittels einer Rakel in Schichten von 300-450 µm auf einem silikonisierten Gewebe ausgestrichen und in einem Gelierofen bei 180-200°C 1-2 min erhitzt. Es werden nach Abziehen des Gewebes weiße, in der Reißfestigkeit Papier entsprechende Folien, die organische Tinten aufsaugen, erhalten.A plastisol base made of 40 parts of PVC and 28 parts of PVC / VA copolymer, which is thinned with 28 parts of diisodecyl phthalate and 1.5 parts of ESO (epoxidized soybean oil) and 0.3 parts of low-boiling hydrocarbon and mixed with 1.9 parts of Ba / Zn-didecylphenyl phosphite is stabilized, is mixed with a white pigment consisting of 20 parts of TiO ₂ , 10 parts of dioctyl phthalate, 30 parts of diluent and a cellulose acetate butyrate powder in the amounts given in the table below and by means of a doctor blade in layers of 300-450 μm on a siliconized fabric spread out and heated in a gelling oven at 180-200 ° C for 1-2 min. After peeling off the fabric, white films corresponding to the tear strength paper and absorbing organic inks are obtained.

Example 3 PVC calender films with cellulose esters

PVC-Pulver und PMMA-Pulver als Kunststoffgrundmasse werden mit Phthalsäureester (Undecylester bzw. Diisodecylester) als Weichmacher (Phth), Ba/Zn-Didecylphenylphosphit als Stabilisator, TiO₂ als Weißpigment und Celluloseacetatbutyrat (CAB) als Füllstoff in den unten unten angegebenen Mengen vermischt, in einem Kneter homogenisiert und auf einem Kalander gemäß Beispiel 1 zu 80-85 µm dicken reißfesten Folien verarbeitet. Alle Folien sind im Inkjet-Verfahren gut bedruckbar.PVC powder and PMMA powder as the plastic base material are mixed with phthalic acid ester (undecyl ester or diisodecyl ester) as plasticizer (Phth), Ba / Zn-didecylphenyl phosphite as stabilizer, TiO ₂ as white pigment and cellulose acetate butyrate (CAB) as filler in the amounts specified below , homogenized in a kneader and processed on a calender according to Example 1 to 80-85 microns thick tear-resistant films. All films can be easily printed using the inkjet process.

Alle in dieser Anmeldung aufgeführten %-Angaben beziehen sich auf Masse-%, soweit nichts anderes angegeben ist.All percentages listed in this application refer to% by mass, unless otherwise stated.

Claims

1. With organic inks printable plastic film, characterized in that the film contains a film-forming plastic and conventional auxiliaries, and the printability improving cellulose esters ent, the esters containing acetyl, propionyl or butyryl groups.

2. Film according to claim 1, characterized in that the cellulose ester Make up 5-50%, preferably 8-20%, of the film mass.

3. Film according to claim 1 or 2, characterized in that the Plastic film as film-forming plastic PVC, polyolefin, in particular Polyethylene or polypropylene or mixtures, polystyrene, polycarbonate or Polyester and as auxiliaries plasticizers, UV stabilizers, fillers, Contains pigments, wetting agents.

4. Film according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Plastic 20-70%, the plasticizer up to 30%, preferably up to 15%, and the fillers make up up to 30% of the film mass.

5. Film according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Foil a white pigment, especially titanium dioxide, barium sulfate or calcium contains carbonate in an amount of 2 to 10%.

6. Film according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Foil is a calender foil with a thickness of 50 to 150 microns.

7. A film according to claim 6, characterized in that the film from a 10-25 µ thick top layer according to claims 1-5 and a 30-100 µ thick Cellulose ester-free base film is laminated together.

8. Coated or cast film according to one of claims 1 to 5 characterized in that they have a thickness of up to 1000 microns and before preferably has a fabric lamination.