DE19703224A1 - Aufnahmefilm und dessen Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufnahmefilm, der verschiedene Arten von Tinten, die in Tintenstrahldruc­ kern verwendet werden, aufnehmen kann, und dessen Herstel­ lungsverfahren, und im besonderen, einen Aufnahmefilm mit einer einschichtigen hydrophilen Tintenaufnahmeschicht auf zumindest einer Seite eines Substratfilms oder Substratfolie zur Aufnahme verschiedener Tintenarten und dessen Herstel­ lungsverfahren.

Ein Tintenstrahldrucker besitzt den Vorteil einer einfachen Struktur und geringer Kosten. Außerdem erzeugt der Tintenstrahldrucker keine Betriebsgeräusche und kann hoch­ auflösende Bilder in verschiedenen Farben erzeugen.

In einem Tintenstrahldrucker wird Tinte über eine Düse mit einem Durchmesser, der kleiner als der des menschlichen Haares ist, entladen. Folglich kann der Druckerkopf korro­ dieren oder seine Düse aufgrund von Ausfällung oder Verklum­ pung von Tinte durch eine chemische Reaktion verstopft wer­ den. Daher sollte die Tintenzusammensetzung und der Gehalt jedes Bestandteils genau reguliert werden.

Wenn die Tinte jedoch wasserlöslich ist und ein Farb­ stoff als gelöster Stoff in der Tinte in einer geringen Konzentration verwendet wird, dringt die Tinte unter den Aufnahmefilm. Um die erwünschte Druckqualität und Dichte des Druckbildes zu erhalten, muß deshalb die Konzentration an Farbstoff erhöht werden. Bei einer Erhöhung der Farbstoff­ konzentration erhöht sich jedoch auch die Wahrscheinlichkeit des Verstopfens der Düse. Zur Verhinderung des Eintrocknens der Tinte und damit des Verstopfens der Düse werden Chemika­ lien verwendet. Jedoch verzögern derartige Chemikalien das Trocknen der Tinte, wodurch die Druckgeschwindigkeit be­ grenzt wird.

Im allgemeinen sind die Hauptbestandteile einer für einen Tintenstrahldrucker verwendeten Tinte Wasser, ein wasserlöslicher Farbstoff und ein Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt, um das Verstopfen der Düse zu verhindern. Daher sollte der Aufnahmefilm zur Verwendung mit einem Druc­ ker, der die aus den obigen Bestandteilen zusammengesetzte Tinte verwendet, eine sehr hohe Wasserabsorptionsfähigkeit und die Chemikalien einen hohen Siedepunkt besitzen. Um das zu erreichen, wird der Aufnahmefilm einer Vorbehandlung unterzogen.

Seit der Entwicklung von Tintenstrahldruckern wird ein transparenter Aufnahmefilm (oder eine solche Folie), der (die) durch einen Farbtintenstrahldrucker bedruckt wird, bei Overheadprojektoren (OHP) verwendet. Da ein Aufnahmefilm für OHP optische Transparenz erfordert und ein Plastikfilm er­ höhte optische Transparenz besitzt, ist Plastikfilm als Aufnahmematerial für den OHP geeignet. Da der Plastikfilm jedoch hydrophob ist, kann er die hydrophile Tinte des Tin­ tenstrahldruckers nicht vollständig aufnehmen.

Im allgemeinen sollte ein Aufnahmefilm für einen Tin­ tenstrahldrucker folgende Anforderungen erfüllen. Erstens sollte der Aufnahmefilm eine Transparenz besitzen, die für die Verwendung mit einem OHP ausreicht und gute Absorptions­ fähigkeit hinsichtlich verschiedener Tintenarten von Tinten­ strahldruckern und guten Oberflächenglanz aufweisen. Außer­ dem sollte der Aufnahmefilm ein Bild mit hoher optischer Dichte (OD) aufnehmen können. Außerdem sollte kein "Puddling", was zu unebener Bildkonzentration aufgrund des Zusammenwachsens (Koaleszenz) von benachbarten Tintenpunkten führt, "Bleeding" (Auslaufen), was zu unklaren Grenzen zwi­ schen in verschiedenen Farben gedruckten Teilen aufgrund des Vermischens der Farben an den Grenzen führt, "Run Off" (Ver­ laufen) der Tinte, was zu dem Verlaufen von Tinte an der Oberfläche des Aufnahmefilms aufgrund einer geringen Tinten­ absorptionsfähigkeit führt und "Curling" (Einkräuselung) des Aufnahmefilms auftreten.

Um die obigen Anforderungen zu erfüllen, wird im all­ gemeinen zur Herstellung eines Aufnahmefilms für Tinten­ strahldrucker ein hydrophiles Polymer auf die Oberfläche eines transparenten Substratfilms aufgeschichtet.

Das US-Patent Nr. 4.503.111 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms, welches die Stufen der Aufbildung einer wasserlöslichen Schicht, welche Polyvinyl­ pyrrolidon als Hauptbestandteil enthält, auf wenigstens eine Seite eines transparenten Subststratfilms umfaßt. Da jedoch die wasserlösliche Schicht zu klebrig ist, treten Blockie­ rungserscheinungen auf, wenn sich mehrere Aufnahmefilme überlagern.

Die japanische Patentoffenlegung Nr. Showa 60-44386 beschreibt ein Verfahren zur Aufbildung eines transparenten Aufnahmefilms, welcher Polyvinylalkohol als einen Hauptbe­ standteil enthält, auf wenigstens eine Seite eines transpa­ renten Substratfilms. Da jedoch der Polyvinylalkohol eine starke Wasserstoffbindung zwischen den Molekülen aufweist, wird die Tintenabsorptionsfähigkeit auf dem transparenten Substratfilm bei niedriger Temperatur und geringer Feuchtig­ keit deutlich herabgesetzt.

Das US-Patent Nr. 4.801.497 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms, welches die Stufe der Aufbildung einer wasserlöslichen Schicht, welche Polyvinyl­ alkohol und ein wasserlösliches Polymer als Hauptbestand­ teile enthält, auf wenigstens eine Seite eines transparenten Substratfilms umfaßt. Jedoch sollte die wasserlösliche Schicht, unter Berücksichtigung ihrer Tintenabsorptionsfä­ higkeit, zum Schnelldrucken eine vorbestimmte Dicke aufwei­ sen. Allerdings erhöht sich mit der Dicke der Beschichtung auch ihre Opazität, so daß der Aufnahmefilm für OHP nicht geeignet ist.

Um die Opazität eines Aufnahmefilms zu verhindern, beschreibt das US-Patent Nr. 5.084.340 ein Verfahren der Zugabe eines Fluortensids zu einem wasseraufnahmefähigen Polymer, wie Polyvinylpyrrolidin, Polyvinylalkohol und Alky­ lenoxidpolymer, bei der Bildung einer Beschichtungszusammen­ setzung. Die Zugabe eines Fluortensids verbessert hier die Feuchtigkeit der Beschichtungszusammensetzung, wodurch gute Transparenz und erhöhte Dicke der Schicht in einem vorbe­ stimmten Ausmaß erreicht wird. Jedoch kann das Fluortensid ein "Puddling" der Bilder verursachen.

Wie oben erwähnt, ist es, wenn die Dicke einer Be­ schichtung auf ein vorbestimmtes Maß ansteigt, sehr schwie­ rig, einen transparenten Aufnahmefilm für einen OHP herzu­ stellen; und wenn ein Zusatzstoff zur Verhinderung von Opa­ zität zu der Beschichtungszusammensetzung gegeben wird, wird die Auftragefähigkeit einiger Tintenarten herabgesetzt. Zur Lösung dieser Probleme beschreibt das US-Patent Nr. 5.212.- 008 ein Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms, wel­ cher einen Substratfilm, eine erste Beschichtung und eine zweite Beschichtung umfaßt, unter Verwendung einer Beschich­ tungszusammensetzung, welche keine Zusatzstoffe enthält. Es wird also eine aus zwei Schichten bestehende Beschichtung auf den Substratfilm aufgebildet. Da jedoch die Oberflächen­ schicht zweier Beschichtungen hauptsächlich aus einem stark wasseraufnahmefähigen Harz besteht, ist die Beschichtung klebrig, und auf einen Aufnahmefilm mit einer derartigen Beschichtung kann ausschließlich wasserlösliche Tinte, wel­ che Wasser als Hauptbestandteil enthält, aufgetragen werden. Entsprechend ist der Aufnahmefilm nicht für Tinte geeignet, die ein 50 : 50 Gew.%-Verhältnis von einem Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt und Wasser enthält.

Zur Lösung der obigen Probleme hinsichtlich der gerin­ geren Auftragbarkeit von Tinten wurde ein Aufnahmefilm mit mehreren wasserlöslichen Schichten, wobei jede Schicht Tin­ tenabsorptions- oder -fixierungsfunktionen besitzt, entwic­ kelt. Jedoch wird der Aufnahmefilm durch ein kompliziertes Verfahren hergestellt und verursacht "Curling" und Opazität. Außerdem weist der Aufnahmefilm mit den mehreren wasserlös­ lichen Schichten geringe Feuchtigkeit und starke Dicke auf.

Bei einem konventionellen Aufnahmefilm kann ein Sub­ stratfilm aus einem polymeren Material, wie Polyester, Po­ lyamid, Acetatpolymer, Polyvinylchlorid, Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, bevorzugt Polyester, gebildet wer­ den.

Da Polyesterfilm jedoch hydrophob ist, sollte der aus hydrophobem Polyester hergestellte transparente Substratfilm durch die folgenden allgemeinen Verfahren vorbehandelt wer­ den, um ihm Hydrophilizität zu verleihen. Zunächst wird die Oberfläche des Substratfilms beispielsweise einer Koronabe­ handlung unterzogen, damit er die Beschichtungszusammenset­ zung leicht aufnehmen kann. Zweitens kann eine mittlere Beschichtung, beispielsweise eine Gelatinebeschichtung oder Polyvinylidenchloridbeschichtung, mit guter Affinität sowohl zu dem Substratfilm als auch zu der Beschichtungszusammen­ setzung, auf den Substratfilm aufgebildet werden. Drittens kann ein Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt zu der Beschich­ tungszusammensetzung gegeben werden, um die Feuchtigkeit der Beschichtungszusammensetzung zu verbessern.

Eine derartige Vorbehandlung des Substratfilms macht das Herstellungsverfahren kompliziert.

Zur Lösung der obigen Probleme ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufnahmefilm zur Verfügung zu stellen, der für verschiedene Arten von Tinte geeignet ist, gute Tintenabsorptionsfähigkeit und ausgezeichnete Trans­ parenz besitzt und kein "Curling"-Phänomen erzeugt.

Zur Lösung der ersten Aufgabe wird ein Aufnahmefilm gemäß Ansprüchen 1 bis 10 mit einer einschichtigen Tinten­ aufnahmeschicht auf wenigstens einer Seite eines transparen­ ten Substratfilms, wobei die Tintenaufnahmeschicht ein viny­ lalkoholgruppenhaltiges Polymer, Polyvinylpyrrolidon und wasserlösliches Polyesterharz als Hauptkomponenten enthält, zur Verfügung gestellt.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms mit einer einschichtigen Tintenaufnahmeschicht auf wenigstens einer Seite eines transparenten Substratfilms, welcher für ver­ schiedene Arten von Tinte geeignet ist, gute Tintenabsorpti­ onsfähigkeit, ausgezeichnete Transparenz, gute Klarheit und gute Haftfestigkeit besitzt und kein "Curling"-Phänomen erzeugt, zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung der zweiten Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Ansprüchen 11 bis 21 mit folgenden Stufen zur Verfügung gestellt:

• (a) Dispergieren von vinylalkoholgruppenhaltigem Poly­ mer, Polyvinylpyrrolidon, wasserlöslichem Polyesterharz, Aktivator, oberflächenaktivem Mittel und Antischaummittel in Wasser und/oder einem Mischlösungsmittel aus Wasser und Alkohol, zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung;
  und
• (b) Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf we­ nigstens eine Seite eines transparenten Substratfilms und Trocknen der aufgetragenen Schicht bei 120-160°C zur Bildung einer einschichtigen Tintenaufnahmeschicht.

In der vorliegenden Erfindung sollte der Substratfilm transparent sein. Ein derartiger transparenter Substratfilm kann aus einem polymeren Material, wie Polyester, Polyamid, Acetatpolymer, Polyvinylchlorid, Polycarbonat oder Polyethy­ lenterephthalat, vorzugsweise Polyester, hergestellt sein und besitzt eine Dicke von 50-150 µm, bevorzugt 75-125 µm.

Wenn die Dicke des Substratfilms außerhalb des obigen Bereiches liegt, ist es schwierig, den Aufnahmefilm in den Drucker einzuführen. Besonders wenn die Dicke des Substrat­ films über 150 µm liegt, ist die Handhabbarkeit des Aufnah­ mefilms unbequem und die Herstellungskosten können uner­ wünschterweise erhöht werden.

Bei dem erfindungsgemäßen transparenten Substratfilm ist eine Vorbehandlung zur Verbesserung der Hydrophilizität nicht erforderlich, da das wasserlösliche Polyesterharz, das einen der Bestandteile der Beschichtungszusammensetzung darstellt, die Haftfestigkeit zwischen dem Substratfilm und der darauf aufgebildeten Tintenaufnahmeschicht erhöht.

Erfindungsgemäß wird ein vinylalkoholgruppenhaltiges Polymer als ein Hauptbestandteil der Beschichtungszusammen­ setzung durch Polymerisieren von Vinylacetat als Vinylmono­ mer und Vinylalkyltrimethylammoniumchlorid und anschließen­ des Verseifen des entstandenen Polymeren, Polymerisieren von Vinylacetat und einem Monomer mit einer reaktiven Gruppe und anschließendes Verseifen des entstandenen Polymeren oder direktes Kationisieren von Polyvinylalkohol erhalten.

Vorzugsweise besitzt das vinylalkoholgruppenhaltige Polymer einen Verseifungsgrad von 80-90 Mol%, einen mola­ ren Anteil an kationischen Gruppen von 0,1-10 Mol.% und ein Molekulargewicht von 800-30000.

Wenn der Verseifungsgrad des vinylalkoholgruppenhalt­ igen Polymeren weniger als 80 Mol% beträgt, ist seine Lös­ lichkeit gut, die Wasserbeständigkeit und Lösungsmittelbe­ ständigkeit, die Tintenhaftfestigkeiteigenschaft und Bloc­ kierungsbeständigkeit an der Oberfläche der Beschichtung jedoch herabgesetzt. Wenn andererseits sein Verseifungsgrad mehr als 90 Mol% beträgt, wird das vinylalkoholgruppenhalt­ ige Polymer unerwünschterweise weniger hydrophil, wodurch die Tintentrocknungsdauer erhöht wird.

Wenn der molare Anteil an kationischen Gruppen des vinylalkoholgruppenhaltigen Polymeren weniger als 0,1 Mol% beträgt, ist der Additionseffekt der kationischen Gruppe unbedeutend, wodurch die Farbbildungseigenschaft der Tinten­ aufnahmeschicht erniedrigt wird. Wenn der molare Anteil an kationischen Gruppen mehr als 10 Mol% beträgt, werden die Filmbildungseigenschaft des Polymeren und Haftfestigkeit an den Substratfilm herabgesetzt.

Wenn außerdem das Molekulargewicht des vinylalkohol­ gruppenhaltigen Polymeren weniger als 800 beträgt, kann die Tintenaufnahmeschicht nur schwer gebildet werden, und wenn sie gebildet wird, ist sie zu klebrig. Wenn andererseits das Molekulargewicht des vinylalkoholgruppenhaltigen Polymeren mehr als 3.000 beträgt, wird die Wasserlöslichkeit des Vi­ nylgruppenalkohol-haltigen Polymeren unerwünschterweise herabgesetzt.

Außerdem wird bevorzugt ein vinylalkoholgruppenhaltig­ es Polymer mit einer Viskosität von 30-120 CPS, bestimmt bei 20°C mit 10%iger Lösung, verwendet.

Das vinylalkoholgruppenhaltige Polymer reguliert die Wasserabsorptionseigenschaft der Tintenaufnahmeschicht.

Polyvinylpyrrolidon, als weiterer Bestandteil der auf die Oberfläche des Substratfilms geschichteten Beschich­ tungszusammensetzung, wird durch Polymerisieren von N-Vi­ nylpyrrolidon erhalten. Bevorzugt ist die relative Visko­ sität seiner 1%igen Lösung 3,650-4,900 mPa·s und sein mitt­ leres Molekulargewicht (Gewichtsmittel) 1.000.000- 3.000.000.

Wenn das mittlere Molekulargewicht (Gewichtsmittel) weniger als 1.000.000 beträgt, wird die Tintentrocknungs­ eigenschaft und hydrophile Eigenschaft der Tintenaufnahme­ schicht verschlechtert. Wenn das mittlere Molekulargewicht (Gewichtsmittel) dagegen mehr als 3.000.000 beträgt, wird die Wasserlöslichkeit des Polyvinylpyrrolidons unerwünsch­ terweise erniedrigt.

Ebenso erhöht die hygroskopische Eigenschaft des Poly­ vinylpyrrolidons die Klebrigkeit der Tintenaufnahmeschicht, wenn die Schicht Bedingungen hoher relativer Feuchtigkeit (RH) ausgesetzt ist. Demgemäß sollte die Menge an Polyvinyl­ pyrrolidon, die der Beschichtungszusammensetzung zugegeben wird, sorgfältig reguliert werden. Außerdem bestimmt das Polyvinylpyrrolidon die Wasserabsorptionseigenschaft der Tintenaufnahmeschicht und wirkt als ein Faktor bei der Erhö­ hung der Absorptionsfähigkeit eines organischen Lösungsmit­ tels, wenn es sich bei dem Hauptbestandteil der Tinte um das organische Lösungsmittel handelt.

Andererseits verleiht ein wasserlösliches Polyester­ harz als weiterer Bestandteil der Beschichtungszusammenset­ zung der Oberfläche des Aufnahmefilms eine Antikratzeigen­ schaft oder verbessert die Haftfestigkeit zwischen dem Sub­ stratfilm und der Tintenaufnahmeschicht als Beschichtung. Das wasserlösliche Polyesterharz, welches eine gute Haftfe­ stigkeit an den Substratfilm besitzt, ist bevorzugt. Die Haftfestigkeit des wasserlöslichen Polyesterharzes ist ab­ hängig von der Anzahl der darin enthaltenen Hydroxylgruppen. Wenn der Gehalt an Hydroxylgruppen mehr als 10 mg/g beträgt, wird der Säuregrad erhöht, wodurch Quervernetzung ermöglicht wird. Demgemäß wird die Haftfestigkeit an den Substratfilm erhöht.

Da, wie oben erwähnt, das wasserlösliche Polyesterharz der Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen dem Substrat­ film und der Tintenaufnahmeschicht dient, kann die Tinten­ aufnahmeschicht direkt auf den nicht vorbehandelten Sub­ stratfilm aufgebildet werden.

Zur Erhöhung der Bequemlichkeit der Handhabung des erfindungsgemäßen Aufnahmefilms kann die Beschichtungszusam­ mensetzung außerdem anorganische Partikel und/oder organi­ sche Partikel als Aktivator enthalten. Bei den anorganischen Partikeln handelt es sich um Siliciumoxid, Titandioxid und/- oder Calciumcarbonat, bei den organischen Partikeln um Po­ lyolefin, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Benzaguanamin und/oder Melaminformaldehydkondensationsprodukt.

Im besonderen werden Siliciumoxidpartikel mit einer Größe von 0,1-12 µm bevorzugt als die anorganischen Parti­ kel verwendet, wobei die Siliciumoxidpartikel zusammen mit organischen Partikeln verwendet werden können.

Ebenso wird bevorzugt der Aktivator in einer Mindest­ menge, im besonderen 0,1-2,0 Gew.%, bezogen auf das Ge­ samtgewicht des polymeren Bestandteils in der Beschichtungs­ zusammensetzung, verwendet, um die dem Zweck angemessene optische Eigenschaft zu verleihen.

Die Beschichtungszusammensetzung kann außerdem ober­ flächenaktives Mittel zur Verbesserung der Feuchtigkeit hinsichtlich des Substratfilms enthalten. Bei einem derarti­ gen oberflächenaktiven Mittel handelt es sich um ein Fluor­ tensid, wie kationisches Fluorid, anionisches Fluorid, nich­ tionisches Fluorid oder eine Mischung davon. Jedoch kann das Fluortensid das "Puddling"-Phänomen verursachen, so daß bevorzugt ein mit Polyethylenoxid stark modifiziertes Sili­ koncopolymer, das eine hohe Affinität zu dem wasserlöslichen Harz besitzt, verwendet wird.

Um die Erzeugung von Blasen, die durch die hohe Visko­ sität der wasserlöslichen Lösung verursacht wird, zu verhin­ dern, wird eine Emulsion aus lipophilem Polysiloxanpolye­ stercopolymer als Antischaummittel zugegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt der Aufnahmefilm eine einschichtige Tin­ tenaufnahmeschicht, welche durch Auftragen einer Beschich­ tungszusammensetzung auf mindestens eine Seite eines Sub­ stratfilms gebildet wird, wobei die Beschichtungszusammen­ setzung durch Dispergieren von vinylalkoholgruppenhaltigem Polymer, Polyvinylpyrrolidin, einem wasserlöslichen Polye­ sterharz, einem Aktivator, einem oberflächenaktiven Mittel und einem Antischaummittel in Wasser oder einem Mischlö­ sungsmittel aus Wasser und Alkohol erhalten wird.

Das vinylalkoholgruppenhaltige Polymer besitzt hier eine Tintenabsorptionseigenschaft und das Polyvinylpyrroli­ don eine Tintenfixierungseigenschaft.

In der auf die Oberfläche eines Substratfilms aufge­ tragenen Beschichtungszusammensetzung werden vinylalkohol­ gruppenhaltiges Polymer und Polyvinylpyrrolidon in einem Gewichtsverhältnis von 10 : 1 - 1 : 10 gemischt.

Das wasserlösliche Polyesterharz zur Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen dem Substratfilm und der Tintenauf­ nahmeschicht besitzt vorzugsweise ein Molekulargewicht von 10.000-15.000 und eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 33 - 48°C. Sein Anteil beträgt 1 - 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des vinylalkoholgruppenhaltigen Polymeren und Polyvinylpyrrolidon.

Die Menge an Aktivator zur Verbesserung der Bequem­ lichkeit der Handhabung des endgültigen Aufnahmefilms be­ trägt bevorzugt 0,1-2,0 Gew.%, bezogen auf das Gesamtge­ wicht der in der Beschichtungszusammensetzung enthaltenen Bestandteile, innerhalb des Bereichs, in dem die Transparenz des endgültigen Aufnahmefilms nicht vermindert wird.

Wenn außerdem ein hochflüchtiges Lösungsmittel, wie Alkohol, zu dem Wasser gegeben wird, wird das Aussehen des Aufnahmefilms aufgrund der schnellen Verdampfung des flüch­ tigen Alkohols verschlechtert. Aus diesem Grund kann ein Verdampfungsverzögerungsmittel mit hohem Siedepunkt zugege­ ben werden, um die Verschlechterung des Aussehens des Auf­ nahmefilms zu verhindern. Jedoch sollte die Menge an Ver­ dampfungsverzögerungsmittel innerhalb des Bereichs von 0,005 -0,01 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des in der Be­ schichtungszusammensetzung enthaltenen Lösungsmittels, regu­ liert werden. Wenn mehr als die oben genannte bevorzugte Menge an Verdampfungsverzögerungsmittel zugegeben wird, kann die Klebrigkeit der Oberfläche weiter verschlechtert werden.

Außerdem sollte die jeweilige Menge an oberflächen­ aktivem Mittel und Antischaummittel innerhalb des Bereichs von 0,005-1 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Be­ schichtungszusammensetzung, reguliert werden, um nicht die endgültigen physikalischen Eigenschaften des Aufnahmefilms herabzusetzen.

Die Beschichtungszusammensetzung wird auf den trans­ parenten Substratfilm durch ein konventionelles Verfahren, z. B. Balkenbeschichtung, Umkehrbeschichtung und Messerbe­ schichtung, aufgetragen.

Die Dicke der Tintenaufnahmeschicht als Beschichtung beträgt 1-20 mm, bevorzugt 2-15 µm. Wenn die Beschich­ tung übermäßig dick ist, wird das Trocknen der Tinte ver­ zögert, was ihre praktische Verwendung verhindert und die Kosten erhöht.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Beispiele beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.

Beispiel 1

8 g Polyvinylpyrrolidon (PVP K-90, 10%ige Lösung), 56 g vinylalkoholgruppenhaltiges Polymer (POVAL 117, 10%ige Lösung, Viskosität bei 20°C: 30CPS), 0,6 g wasserlösliches Polyesterharz (EW-100), 0,016 g anorganisches Siliciumoxid mit einem Partikeldurchmesser von 8 µm, 0,024 g organische Partikel (Epistar S6) mit einem Partikeldurchmesser von 0,6 µm, 0,01 g Tensid (Coatosil 2400), 0,05 g Antischaummittel (Foamex 1488, 50%ige Lösung) und 0,008 g Verdampfungsver­ zögerungsmittel (M-Pyrol) wurden in einem Mischlösungsmittel aus Wasser und Methanol (5 : 5 (Gew.%)) dispergiert, um eine Beschichtungszusammensetzung (Polymerkonzentration: 6%) zu erhalten.

Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wurde auf eine Oberfläche eines Polyestersubstratfilms aufgetragen und dann 2 Minuten bei 140°C getrocknet, wodurch ein Aufnahme­ film mit einer 8 µm dicken Tintenaufnahmeschicht vervoll­ ständigt wurde.

Vergleichsbeispiel 1

30 g Polyvinylpyrrolidon, 30 g Polymethylmethacrylat und 0,12 g anorganisches Siliciumoxid mit einem Partikel­ durchmesser von 12 µm wurden gemischt und dann in einem Mischlösungsmittel aus Wasser und Methanol (1 : 1(Gew.%)) dispergiert, um eine Beschichtungszusammensetzung (Polymer­ konzentration: 6%) herzustellen. Die Beschichtungszusammen­ setzung wurde auf einen Polyestersubstratfilm aufgetragen und dann bei 140°C getrocknet, wobei eine 5 µm dicke Tin­ tenfixierungsschicht erhalten wurde.

Danach wurden 50 g Polyvinylalkohol (4%ige Lösung), 50 g Copolymer aus Methylmethacrylatpolymer, Ethylacrylat und einem Vinylmonomer mit einer Amidgruppe an einer seiner Verzweigungen (10 : 1 : 1 Molverhältnis) und 0,06 g anorgani­ sches Siliciumoxid mit einem Partikeldurchmesser von 12 µm gemischt und dann in einem Mischlösungsmittel aus Wasser und Methanol (1 : 1 (Gew.%)) dispergiert, um eine Beschichtungs­ zusammensetzung (Polymerkonzentration: 6%) zu erhalten. Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wurde auf die Tinten­ fixierungsschicht aufgetragen und dann bei 140°C getrock­ net, um eine 5 µm dicke Tintenaufnahmeschicht zu bilden, wo­ durch ein Aufnahmefilm mit einer Tintenfixierungsschicht und einer Tintenaufnahmeschicht auf dem Polyestersubstratfilm vervollständigt wurde.

Vergleichsbeispiel 2

8 g Polyvinylpyrrolidon (PVP K-100, 10%ige Lösung), 56 g vinylalkoholgruppenhaltiges Polymer (POVAL 117, 10%ige Lösung, Viskosität bei 20°C: 30CPS), 0,016 g anorganisches Siliciumoxid mit einem Partikeldurchmesser von 8 µm, 0,024 g organische Partikel (Epistar S6) mit einem Partikeldurch­ messer von 0,6 µm, 0,01 g Tensid (Coatosil 2400), 0,05 g Antischaummittel (Foamex 1488, 50%ige Lösung) und 0,008 g Verdampfungsverzögerungsmittel (M-Pyrol) wurden gemischt und dann in einem Mischlösungsmittel aus Wasser und Methanol (5 : 5 (Gew.%)) dispergiert, um eine Beschichtungszusammenset­ zung (Polymerkonzentration: 6%) zu erhalten. Die erhaltene Beschichtungszusammensetzung wurde auf einen Polyestersub­ stratfilm aufgetragen und dann bei 140°C getrocknet, wo­ durch ein Aufnahmefilm mit einer 8 µm dicken Polymerschicht erhalten wurde.

Die durch das obige Beispiel und die Vergleichsbei­ spiele hergestellten Aufnahmefilme wurden anhand der folgen­ den Tests bewertet; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wie­ dergegeben.

(1) Trocknungseigenschaft von Tinte auf Wasserbasis

Unter Verwendung eines DeskJet Farbtintenstrahldruc­ kers (Hewlette Packard) mit Mehrfachkombinationsfarben aus blau, grün und rot, wobei jede Farbe durch Mischen von Sky- Blau, Pink und Gelb als Basisfarben der Tinte für Tinten­ strahldrucker erhalten wird, wurde ein Bild auf ein recht­ eckiges Muster (50 × 100 mm) des Aufnahmefilms gedruckt. Danach wurde ein nicht oberflächenbehandeltes weißes Blatt Papier mit einem Druck (150 g/cm²) für 1 Sekunde bei einer RH von 55% und einer Temperatur von 25°C an die bedruckte Oberfläche des Aufnahmefilms gebunden und dann wieder davon getrennt. Die Bindungs- und Trennungsverfahren wurden so lange wiederholt, bis das weiße Papier nicht mit Tinte auf dem Aufnahmefilm angefärbt wurde und kein Kleben zwischen dem Aufnahmefilm und dem weißen Papier auftrat und die ver­ gangene Zeit gemessen. Die Zeit, die verging, bis die Tinte auf dem Aufnahmefilm nicht auf das weiße Papier übertragen wurde, wurde als "Tintentrocknungszeit" auf dem Aufnahmefilm definiert.

(2) Trocknungseigenschaften von Tinte auf Ölbasis

Unter Verwendung eines BubbleJet Farbtintenstrahldruc­ kers (Canon Co.) mit Mehrfachkombinationsfarben aus blau, grün und rot, wobei jede Farbe durch Mischen von Sky-Blau, Pink und Gelb als Basisfarben der Tintenstrahldruckertinte erhalten wurden, wurde ein Bild auf ein rechteckiges Muster (50 × 100 mm) eines Aufnahmefilms gedruckt. Danach wurde ein nicht oberflächenbehandeltes weißes Blatt Papier mit einem Druck (150 g/cm²) für 1 Sekunde bei einer RH von 55% und einer Temperatur von 25°C an die bedruckte Oberfläche des Aufnahmefilms gebunden und dann wieder davon getrennt. Die Bindungs- und Trennungsverfahren wurden so lange wiederholt, bis das weiße Papier nicht mit der Tinte auf dem Aufnahme­ film angefärbt wurde, d. h., bis kein Kleben zwischen dem Aufnahmefilm und dem weißen Papier mehr stattfand, und dann die vergangene Zeit gemessen. Die Zeit, die verging, bis die Tinte auf dem Aufnahmefilm nicht mehr auf das weiße Papier übertragen wurde, wurde als "Tintentrocknungszeit" auf dem Aufnahmefilm definiert.

(3) Optische Dichte der Punkte

Die optische Dichte (OD) der schwarzen Punkte wurde gemäß JIS K7605 unter Verwendung eines Geräts zur Messung der optischen Dichte (TR 927, MacBeth Co.) gemessen.

(4) Kompatibilität mit OHP

Die Kompatibilität des Aufnahmefilms mit einem OHP wurde durch visuelle Beobachtung getestet. Das heißt, das auf den Aufnahmefilm gedruckte Bild wurde unter Verwendung eines OHP auf einen Bildschirm projiziert und das auf dem Bildschirm gebildete Bild visuell bewertet. Dann wurde die Kompatibilität mit einem OHP in die folgenden drei Größen eingestuft.

Der erste Grad, dargestellt durch "○" in Tabelle 1, wurde vergeben, wenn ein von einem unbedruckten Bereich projiziertes Bild hell war und die optische Dichte des be­ druckten Bereichs hoch war, was in ein sauberes, klares Bild mit hohem Kontrast resultierte.

Der zweite Grad, dargestellt durch "Δ" in Tabelle 1, wurde vergeben, wenn ein von einem unbedruckten Bereich projiziertes Bild leicht dunkel war und die optische Dichte des bedruckten Bereichs leicht erniedrigt war und Linien von 0,25 mm Dicke und 0,5 mm Abstand nicht zu unterscheiden waren.

Der dritte Grad, dargestellt durch "×" in Tabelle 1, wurde vergeben, wenn ein von einem unbedruckten Bereich projiziertes Bild erheblich dunkel war und die optische Dichte des bedruckten Bereichs sehr gering war und Bildzei­ len von 0,3 mm Dicke und 1 mm Abstand oder der bedruckte Be­ reich und der unbedruckte Bereich nicht voneinander zu un­ terscheiden waren.

(5) Blockierungswiderstand

1 Stunde nach dem Drucken auf einen Aufnahmefilm wurde ein weißes Papier an die bedruckte Oberfläche des Aufnahme­ films gebunden und dann für 12 Stunden darauf belassen. Dann wurde bewertet, ob der Aufnahmefilm und das weiße Papier aneinanderklebten (dargestellt durch "○" in Tabelle 1) oder nicht (dargestellt durch "×" in Tabelle 1). Außerdem wurde der gleiche Blockierungswiderstandstest 10 Minuten nach dem Drucken auf einen Aufnahmefilm durchgeführt. Ein Aufnahme­ film, der nicht mit dem Papier zusammenklebte, ist durch "⚫" in Tabelle 1 dargestellt.

(6) Transportleistung

Ein Aufnahmefilm wurde auf einen Drucker geladen und dann bei einer RH von 75% und einer Temperatur von 26°C 12 Stunden darauf belassen. Dann wurde bewertet, ob der Auf­ nahmefilm durch die Führungswalze des Druckers transportiert wurde (dargestellt durch "○" in Tabelle 1) oder nicht (dar­ gestellt durch "×" in Tabelle 1). Es ist unmöglich, den Aufnahmefilm zu transportieren, wenn die Tintenaufnahme­ schicht des Aufnahmefilms klebrig ist.

(7) Tintenabsorptionseigenschaft

24 Stunden nach Drucken eines Bildes auf einen Auf­ nahmefilm unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers wurden die Tintenabsorptions- und Fixierungszustände beobachtet und die folgenden drei Eigenschaften bewertet.

A. Verlaufen der Tinte

Wenn die Tintenabsorption durch eine Beschichtung sehr gering ist, verläuft die auf die Oberfläche der Beschichtung gespritzte Tinte, so daß ein Bild langsam gedruckt und das gedruckte Bild verzerrt wird. In Tabelle 1 ist das Auftreten eines derartigen Verlaufens der Tinte durch "×" und anderen­ falls durch "○" dargestellt.

B. Auslaufen

Es wurde visuell bewertet, ob die Grenze zwischen zwei Bildern mit verschiedenen Farben aufgrund des Vermischens der zwei Farben verschwommen war (dargestellt durch "×" in Tabelle 1) oder nicht (dargestellt durch "○" in Tabelle 1).

C. Verkleben ("Puddling")

Es wurde visuell bewertet, ob benachbarte Tintenpunkte aneinander hafteten (dargestellt durch "×" in Tabelle 1) oder nicht (dargestellt durch "○" in Tabelle 1).

(8) Einkräuselung ("Curling")

Eine Probe mit einem Radius von 5 cm wurde auf einer Glasplatte eines OHP für 10 Minuten bei angestelltem OHP belassen und dann die Entfernung von der Glasplattenkante bis zur Kante der Probe gemessen.

(9) Klarheit

Die erhaltenen Aufnahmefilme wurden Lichtstrahlen ausgesetzt und dann die Menge an gestreutem und durchgelas­ senem Licht unter Verwendung eines Colorimeters (Color QUEST II, Hunterlab Co.) unter denen in ASTM D1003 definierten Bedingungen gemessen. Dann wurde die Trübung (%) folgender­ maßen berechnet: (Menge an gestreutem Licht) × 1.100/ (Gesamtmenge an durchgelassenem und gestreutem Licht).

Mit Abnahme des Trübungswertes erhöht sich die Klar­ heit des Aufnahmefilms.

(10) Haftfestigkeit

Die erhaltenen Aufnahmefilme wurden unter Verwendung eines Schneidemessers einer Kreuzschraffierung unterzogen (Teilung in 100 Stücke, Abstand zwischen jedem Stück: 1 mm). Danach wurde ein Zellophanstreifen an die kreuzschraffierte Oberfläche gebunden und dann wieder abgezogen. Wenn weniger als 50 Stücke abgezogen wurden, war die Haftfestigkeit des Aufnahmefilms gut (dargestellt durch "○"). Wenn dagegen nicht weniger als 50 Stücke abgezogen wurden, war seine Haftfestigkeit gering (dargestellt durch "×").

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß der Aufnahmefilm von Beispiel 1 gute Trocknungseigenschaften bei verschiede­ nen Tintenarten, gute Tintenabsorptionseigenschaften und Transportleistung aufweist, so daß unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers ein Bild schnell auf den Aufnahmefilm gedruckt werden kann. Außerdem besitzt er eine gewünschte optische Punktdichte und einen ausgezeichneten Blockierungs­ widerstand. Im besonderen besitzt der Aufnahmefilm nicht nur gute Klarheit und Haftfestigkeit zwischen dem Substratfilm und der Tintenaufnahmeschicht, sondern es wird auch kaum ein Einkräuseln ("Curling") des Films beobachtet. Demgemäß ist der erfindungsgemäße Aufnahmefilm für die Verwendung mit einem OHP geeignet.

Andererseits besitzt der Aufnahmefilm von Vergleichs­ beispiel 1 gute Tintenabsorptionseigenschaft und Haftfestig­ keit an den Substratfilm. Jedoch weist er erhebliche Ein­ kräuselung und Trübung auf, so daß der Aufnahmefilm nicht für einen OHP geeignet ist.

Obwohl bei dem Aufnahmefilm von Vergleichsbeispiel 2 keine Einkräuselung auftritt und die Tintenabsorptionseigen­ schaft und Klarheit des Films gut sind, ist die Haftfestig­ keit zwischen Substratfilm und Tintenaufnahmeschicht sehr gering. Demgemäß ist dieser Aufnahmefilm für einen OHP eben­ falls nicht geeignet.

Wie oben erwähnt, wird nach Auftragen der Beschich­ tungszusammensetzung, enthaltend ein kationisches vinylalko­ holgruppenhaltiges Polymer, Polyvinylpyrrolidon, ein was­ serlösliches Polyesterharz, ein Aktivmittel und andere Zu­ satzstoffe, auf den transparenten Substratfilm, das entstan­ dene Produkt getrocknet, was in einen Aufnahmefilm mit einer einschichtigen Tintenaufnahmeschicht resultiert. Der durch das obige Verfahren erhaltene Aufnahmefilm weist im Vergl­ eich zu einem konventionellen einschichtigen Aufnahmefilm gute Leistung auf. Außerdem ist sein Herstellungsverfahren einfacher und kostengünstiger als das eines Aufnahmefilms mit einer doppelschichtigen Struktur. Weiter tritt weniger Trübung und Einkräuselung auf. Demgemäß kann ein transparen­ ter Aufnahmefilm, auf dem Tintenfarben deutlich zum Ausdruck kommen und der beim Aufspritzen großer Mengen von Tinte stabil ist, erhalten werden.

Das wasserlösliche Polyesterharz, welches eine starke Haftfestigkeit an den Substratfilm besitzt, wird als eine der Bestandteile der Beschichtungszusammensetzung zur Bil­ dung der Tintenaufnahmeschicht verwendet, wodurch die Tren­ nung der Tintenaufnahmeschicht von dem Substratfilm verhin­ dert wird, obwohl der Substratfilm keiner Vorbehandlung zur Verbesserung der Hydrophilizität unterzogen wurde.

Claims (21)

1. Aufnahmefilm mit einer einschichtigen Tintenaufnah­ meschicht auf wenigstens einer Seite eines transparenten Substratfilms, wobei die Tintenaufnahmeschicht vinylalkohol­ gruppenhaltiges Polymer, Polyvinylpyrrolidon und wasserlös­ liches Polyesterharz als Hauptbestandteile enthält.

2. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei der transpa­ rente Substratfilm aus einer der polymeren Materialien Po­ lyester, Polyamid, Poly(vinyl)acetat, Polyvinylchlorid, Polycarbonat und/oder Polyethylenterephthalat gebildet ist und eine Dicke von 50-150 µm aufweist.

3. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei das vinylalko­ holgruppenhaltige Polymer einen Verseifungsgrad von 80-99 Mol%, einen molaren Anteil an kationischen Gruppen von 0,1- 10 Mol% und ein Molekulargewicht von 800-30000 besitzt.

4. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei das Polyvinyl­ pyrrolidon ein mittleres Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 1.000.000-3.000.000 besitzt.

5. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei das Gewichts­ verhältnis von Polyvinylpyrrolidon und vinylalkoholgruppen­ haltigem Polymer 10 : 1-1 : 10 beträgt.

6. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei das wasser­ lösliche Polyesterharz ein Molekulargewicht von 10.000- 15.000 und eine Glasübergangstemperatur von 33-48°C be­ sitzt und seine Menge 1-30 Gew.%, bezogen auf das Gesamt­ gewicht von Polyvinylpyrrolidon und vinylalkoholgruppenhalt­ igem Polymer, beträgt.

7. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei die Tinten­ aufnahmeschicht außerdem einen Aktivator in Mengen von 0,1- 2,0 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Be­ standteile der Tintenaufnahmeschicht, enthält.

8. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 7, wobei der Aktivator organische Partikel und/oder ein anorganisches Siliciumoxid mit einem Partikeldurchmesser von 0,1-12 µm umfaßt.

9. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei die Tinten­ aufnahmeschicht außerdem ein oberflächenaktives Mittel und ein Antischaummittel, jeweils in Mengen von 0,005-1 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile der Tintenaufnahmeschicht, enthält.

10. Aufnahmefilm gemäß Anspruch 1, wobei die Tinten­ aufnahmeschicht eine Dicke von 1-20 µm aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms mit den Stufen:

• (a) Dispergieren von vinylalkoholgruppenhaltigem Poly­ mer, Polyvinylpyrrolidon und löslichem Polyesterharz in Wasser oder einem Mischlösungsmittel aus Wasser und Alkohol zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung und
• (b) Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf wenigstens eine Seite eines transparenten Substratfilms und Trocknen des Produkts bei 120-160°C zur Bildung einer einschichtigen Tintenaufnahmeschicht.

12. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei der transparente Substratfilm aus einem der polymeren Materialien Polyester, Polyamid, Poly­ acetat, Polyvinylchlorid, Polycarbonat und/oder Polyethylen­ terephthalat gebildet ist und eine Dicke von 50-150 µm besitzt.

13. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei das vinylalkoholgruppenhaltige Polymer durch eines der folgenden drei Verfahren erhalten wird:
Polymerisieren von Vinylacetat als ein Vinylmonomer und Vinylalkylmethylammoniumchlorid und anschließendes Ver­ seifen des resultierenden Polymeren;
Polymerisieren von Vinylacetat und einem Monomer mit einer reaktiven Gruppe und anschließendes Verseifen des resultierenden Polymeren; oder
direktes Kationisieren von Polyvinylalkohol.

14. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei das vinylalkoholgruppenhaltige Polymer einen Verseifungsgrad von 80-99 Mol%, einen mola­ ren Anteil an kationischen Gruppen von 0,1-10 Mol% und ein Molekulargewicht von 800-30000 aufweist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei das Polyvinylpyrrolidon ein mitt­ leres Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 1.000.000- 3.000.000 besitzt.

16. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei das Gewichtsverhältnis von Polyvi­ nylpyrrolidon und vinylalkoholgruppenhaltigem Polymer 10 : 1- 1 : 10 ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei das wasserlösliche Polyesterharz ein Molekulargewicht von 10.000-15.000 und eine Glasüber­ gangstemperatur von 33-48°C besitzt und seine Menge 1 - 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Polyvinylpyrro­ lidon und vinylalkoholgruppenhaltigem Polymer der Beschich­ tungszusammensetzung, beträgt.

18. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei die Stufe a) außerdem die Zugabe eines Aktivators in einer Menge von 0,1-2 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile der Be­ schichtungszusammensetzung, umfaßt.

19. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 18, wobei der Aktivator organische Partikel und/oder ein anorganisches Siliciumoxid mit einem Partikel­ durchmesser von 0,1-12 µm umfaßt.

20. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei die Stufe a) außerdem die Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels und eines Antischaummittels in den jeweiligen Mengen von 0,05-1 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Bestandteile der Beschichtungs­ zusammensetzung, umfaßt.

21. Verfahren zur Herstellung eines Aufnahmefilms gemäß Anspruch 11, wobei das Lösungsmittel ein Verdampfungs­ verzögerungsmittel mit hohem Siedepunkt in einer Menge von 0,005-0,01 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lö­ sungsmittels, enthält.