DE2347324A1

DE2347324A1 - Mattes, beschriftungen annehmendes folienmaterial

Info

Publication number: DE2347324A1
Application number: DE19732347324
Authority: DE
Inventors: Herman Burwasser
Original assignee: GAF Corp
Current assignee: GAF Corp
Priority date: 1972-09-21
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-03-28
Also published as: AU5877573A; FR2200345B1; US3857729A; JPS49133472A; FR2200345A1; IT995286B; AU467718B2; NL7312954A; BE805096A; GB1399318A; AR198113A1

Description

Mattes, Beschriftungen annehmendes Folienmaterial

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mattes, Beschriftungen* annehmendes Folienmaterial, und sie betrifft insbesondere eine antistatische Behandlungs-Zusammensetzung, die auf matte, glanzlose Oberflächen aufgetragen wird und deren Neigung zur Ansammlung elektrostatischer Ladungen erheblich vermindert.

♦Darunter sind alle Arten von Schriftzeichen, Markierungen, Zeichnungen und dergl. zu verstehen.

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Mattes Folienmaterial, das beschriftet werden kann, besteht im allgemeinen aus einem Filmträger, der auf wenigstens einer Oberfläche mit einer matten, filmbildenden Zelluloselack-Zusammensetzung beschichtet ist. Dieser Lacküberzug auf dem Filmträger ist erforderlich, da die Beschriftungen von nicht-beschichteten Kunststoffoberflächen leicht abflocken bezw. abgerieben oder abgezogen werden können. Diese schlechte Adhäsion von Beschriftungen auf Kunststoffoberflächen ist besonders störend auf dem Gebiete von Entwürfen und technischen Zeichnungen, wo meist Kunststoff-Filme, mit Kunststoff überzogene Zeichengewebe etc. mit Tinte, Bleistift, Buntstift oder dgl. beschriftet werden.

Kunststoffmaterialien benötigen daher einen Vorüberzug, im allgemeinen aus einem Lack, damit ihre Oberfläche Tinte annimmt. Das am häufigsten verwendete Kunststoff-Trägermaterial, das eines solchen Vorüberzuges bedarf, ist ein Polyester, z.B. ein wärmegehärteter und biaxial-orientierter linearer Polyester, wie Terephthalsäure-Äthylenglykol-Polyester, der unter den Bezeichnungen "Mylar", "Melinex" oder "Celanar" im Handel erhältlich ist.

Bisher wurde als matter Lacküberzug im allgemeinen ein filmbildendes Zellulosepolymerisat verwendet, das in geeigneten Lösungsmitteln, wie z.B. Methyläthylketon, Äthylacetat, Methylisobutylketon, Toluol oder dgl., gelöst war. Die Lackschicht konnte einen V/eichmacher, wie z.B. ein Alkylharz oder einen Phthalatester, enthalten, und man konnte ihr ausserdem einen Härter,

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wie z.B. ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz, zusetzen. Die Dicke des lacküberzuges lag — je nach Yerwendungszweck der Kunststoff-Folie — zwischen 0,0005 mm und 0,025 mm.

Um eine matte, für Beschriftungen geeignete Oberfläche zu liefern, kann der Lacküberzug ein feinzerteiltes Pigment enthalten, wie z.B. feinzerteiltes Glas einer Teilchengröße von 2 bis 6 u, amorphes Siliziumdioxyd oder diatomeenerdeartiges Siliziumdioxyd. Zur Erzeugung einer weißen Hintergrundfärbiing eignet sich Titandioxyd.

Ein schwerwiegender Nachteil der bisher bekannten matten Oberflächen ist darin zu sehen, dass sie 3tark zur Ansammlung elektrostatischer Ladungen neigen. Durch diese Ansammlung elektrostatischer Ladungen werden Staub, Fusseln, Tabakasche und dgl. angezogen, und diese Materialien haften zäh an den Oberflächen. Ausserdem kleben die matten Oberflächen durch die elektrostatisch bewirkte Verschmutzung aneinander, wenn sie miteinander in Berührung gelangen.

Die vorliegende Erfindung schafft nun ein verbessertes, zur Beschriftung geeignetes mattes Folienmaterial, dessen Neigung zur Ansammlung elektrostatischer Ladungen auf der Oberfläche wesentlich herabgesetzt oder sogar vollständig unterbunden ist.

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Weiterhin wird eine verbesserte Zusammensetzung sowie ein Verfahren zur Behandlung von mattem Folienmaterial geschaffen, durch das dieses Folienmaterial von den Einflüssen elektrostatischer Ladungen befreit wird.

Das erfindungsgemässe, zur Beschriftung geeignete matte Folienmaterial besteht aus einem Polyester-Träger, der auf wenigstens einer Oberfläche mit einer Schicht aus einer filmbildenden, matten Zelluloselack-Zusammensetzung versehen ist und wenigstens eine äussere Schicht aus einer antistatischen Zusammensetzung aufweist, die ein sulfoniertes Polystyrol und ein cycloaliphatisches Aminsalz eines Alkoholsulfats umfaßt.

Die matte Lack-Zusammensetzung kann als filmbildendes Material eine Zelluloseverbindung enthalten, z.B. Zelluloseaosfcat, Zellulosenitrat, Zelluloseacetatbutyrat oder Zelluloseacetatpropionat, entweder allein oder in Mischung mit Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyurethan, Polystyrol, PoIymethylmethacrylat, Polyäthylmethacrylat, Polymethylacrylat, Polyäthylacrylat, dem Mischpolymerisat aus Acrylnitril/und Butadien/Styrol,Phenol-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd, Polyisocyanaten, Polyestern und Polycarbonaten.

Ausserdem enthält die matte Lack-Zusammensetzung im allgemeinen die oben aufgeführten wahlweisen oder wesentlichen Lösungsmittel, Weichmacher, Härter und Pigmente.

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Das Kunststoff-Trägermaterial und/oder der darauf aufgebrachte matte Überzug können durchsichtig, durchscheinend oder undurchsichtig sein und auf einer oder beiden Seiten mit der antistatischen Zusammensetzung überzogen werden. Die erfindungsgemässe antistatische Zusammensetzung kann auch unmittelbar auf den Filmträger aufgebracht werden, indem man z.B. die Rückseite der matten Trägerfolie aus z.B. Polyester mit der antistatischen Lösung wäscht, bevor man den matten Lacküberzug auf die andere Seite des Trägers aufbringt. Weiterhin ist es möglich, das antistatische Mittel in dem Lacküberzug, auf der Oberfläche des Lacküberzuges oder als Komponente einer Unterschicht zu verwenden, die zur Verbesserung der Adhäsion zwischen Filmträger und darauf aufgebrachtem Lacküberzug dient. Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn die antistatische Zusammensetzung als oberste Schicht angewendet wird.

Erfindungsgemäss werden die oben beschriebenen matten Folienmaterialien vor der Ansammlung elektrostatischer Ladungen geschützt, indem man sie mit einer antistatischen Zusammensetzung mit einem sulfonierten Polystyrol und einem cycloaliphatischen Aminsalz eines Alkoholsulfats behandelt.

Zu diesem Zwecke wird eine antistatische Behandlungs-Zusammensetzung hergestellt, indem man sulfoniertes Polystyrol und ein cycloaliphatische Aminsalz eines Alkoholsulfats, bei dem wenigstens ein alicyclischer Rest mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen mit dem Aminstickstoffatom verbunden ist, der Alkoholrest des

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Alkoholsulfats wenigstens 5 Kohlenstoffatome aufweist und die gesamte Verbindung wenigstens 12 Kohlenstoffatome enthält, in einem flüssigen, vorzugsweise wässrigen Medium löst oder äispergiert. Die so erhaltene antistatische Zusammensetzung wird dann auf eine der unten beschriebenen V/eisen auf den Träger oder die matte Oberfläche aufgebracht. Zum Auftragen der antistatischen Zusammensetzung auf eine Oberfläche des matten Folienraaterials eignen sich alle bekannten Überzugsverfahren; es kann z.B. mit einer Schlitzdüsen-Auftragvorrichtung, einem drahtumwickelten Stab oder Umkehrwalzen-Auftragsvorrichtung. gearbeitet werden. Die Zusammensetzung kann auch aufgebracht werden durch Eintauchen, Besprühen oder Betupfen der Oberfläche mit einem, mit der antistatischen Zusammensetzung getränkten Tuch etc. Die Menge der aufgebrachten oder zugesetzten antistatischen Behandlungs-Zusammensetzung ist nicht entscheidend und

kann zwischen etwa 1 g und 10g pro m des Folienmaterials variieren. Nach dem Auftragen der antistatischen Zusammensetzung wird das Material an der Luft, in einem Druckluft-Ofen, einen beheizten Ofen oder dgl. getrocknet. Die Menge an Peststoffen, die aus der antistatischen Zusammensetzung aufgebracht oder zugesetzt werden, ist ebenfalls nicht entscheidend und kann zwischen etwa 0,05 g und 0,5 g pro m des Folienmaterials betragen.

Das erfindungsgemäss verwendete sulfonierte Polystyrol wird entweder in Form der freien Säure oder in Form ihrer Salze angewendet und kann mittels bekannter Verfahren hergestellt werden,

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z.B. gemäos den Verfahren der USA-Patentschriften 2 533 210, 2 533 211 und 2 718 5H. Das Molekulargewicht dieser Polymerisate ist für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend und kann zwischen etwa 50-2 000 000 liegen. Vorzugsweise werden sulfonierte Polystyrole mit einem Molekulargewichtsbereich, zwischen etwa 50 - 600 000 verwendet. Pur die erfindungsgemässen Zwecke sollte das sulfonierte Polystyrol einen durchschnittlichen Sulfonierungsgrad von etwa 0,75 bis 4 Einheiten Sulfonsäure oder deren Salze, vorzugsweise etwa 1 bis 2 Einheiten, pro wiederkehrende Styrol-Dinheit aufweisen.

Die Bezeichnung "sulfoniertes Polystyrol" umfasst auch die sulfonierten Alkyl-CC],) und Halogen-Derivate von Polystyrol, wie z.B. die sulfonierten Polymerisate von oC-Methylstyrol, Vinyltoluol, Chlorstyrol etc., wobei die Alkyl- und Halogengruppen in geeigneter Zahl als liing- und/oder Nebenketten-Substituenten anwesend sein können.

Im Hinblick auf das Molekulargewicht und den Sulfonierungsgrad des sulfonierten Polystyrols ist nur entscheidend, dass weder das Molekulargewicht.so hoch noch der Sulfonierungsgrad so gering sein darf, dass das sulfonierte Polystyrol oder seine Salze nicht mehr in einer wässrigen Lösung löslich sind. Das polymere Material sollte also mindestens eine Löslichkeit von 2 Gew.-^ bei 25 in wässrigen Lösungen aufweisen.

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Das sulfonierte Polystyrol kann als freie Säure oder als Salz, vorzugsweise als Ammonium- oder Alkalisalz, verwendet werden. Die Bezeichnung "Ammonium" umfasst sowohl Ammonium selbst wie auch die Amine, die als substituiertes Ammonium anzusehen sind. Beispiele für geeignete Amine.sind Mono-, Di- und Triäthanolamine, Morpholin, Picolin, Chinolin 'und dgl. Besonders geeignet sind solche Hydroxyamine, wie die Äthanolamine und ähnliche Substanzen, deren Hydroxygruppen die Wasserlöslichkeit des sulfonierten Polystyrols verbessern. Die Konzentration des sulfonierten Polystyrols in der Behandlungs-Zusammensetzung ist nicht entscheidend und kann — je nach Überzugsvorrichtungen und -bedingungen — zwischen etwa 0,1 Gew.-^ und etwa 2,5 Gew.-^ betragen.

Als cycloaliphatische Aminsalze von Alkoholsulfat werden erfindungsgemäss die cycloaliphatischen Aminsalze eines Alkoholsulfats verwendet, bei denen wenigstens ein alicyclischer Rest mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen mit dem Aminstickstoffatom verbunden ist, der Alkoholrest des Alkoholsulfats wenigstens 5 Kohlenstoffatome enthält und die Verbindung insgesamt wenigstens 12 Kohlenstoffatome aufweist; diese Verbindungen können in bekannter Weise hergestellt werden, z.B. durch das Verfahren der USA-Patentschrift 2 139 277.

Beispiele für erfindungsgemäss geeignete cycloaliphatische Aminsalze von Alkoholsulfaten sind das Diäthylcyclohexylaminaalz von Laurylsulfat, das Diäthylcyclohexylaminsalz von Decylsulfat,

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das Methylbutylcyclohexylaminsalz von Octadecylsulfat, das Dipropylcyclohexylaminsalz von Benzylsulfat, das Decahydronaphthyldiäthylaminsalz von Hexadecylsulfat, das Äthylisopropylcyclohexylaminsalz von Octylsulfat, das Diäthylcyclohexylaminsalz von Furfurylsulfat, das Tetrahydronaphthyldiäthylaminsalz von Laurylsulfat, das Dimethylcyclopentylaminsalz von Furfurylsulfat und dgl. Die Konzentration des cyclbaliphatischen Aminsalzes eines Alkoholsulfats in der Behandlungs-Zusarnmensetzung ist nicht entscheidend und kann — je nach Überzugsvorrichtung und Überzugsbedingungen — etwa 0,5 Gew.-^c/6 bis etwa 5 Gew.-^ betragen.

Es wird besonders darauf hingewiesen, dass die Verwendung des sulfonierten Polystyrols allein oder des cycloaliphatischen Arainsalzes eines Alkoholsulfats allein zu matten Folienmaterialien führt, die wesentliche schlechtere Eigenschaften, z.B. Klebrigkeit, Wachsartigkeit und geringes Haftvermögen, zeigen als die mit einer Zusammensetzung aus beiden wesentlichen Komponenten behandelten Folienmaterialien.

Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Wenn nicht anders angegeben, sind alle genannten Teile und Prozentsätze Gew.-Teile bezw. Gew.-$. Diese Beispiele sollten den Erfindungsgegenstand nicht beschränken.

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Beispiel 1

Eine antistatische Behandlungs-Zusamiuensetzung wurde hergestellt, indem man 0,5 g eines"Natriumsalzes von sulfoniertem Polystyrol und 1,25 g des Diäthylcyclohexylaminsalzes von Laurylsulfat mit 100 ecm Wasser vermischte.

Die so erhaltene antistatische Zusammensetzung wurde durch Aufwalzen in Verbindung mit einer Schlitzdüsen-Auftragvorrichtung auf einen, mit Celluloseacetatpropionat-Lack überzogenen Pelyester-Träger aufgebracht und zu einem dünnen, gleichraässigen Überzug getrocknet, der die gewünschten antistatischen Eigenschaften besass.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die antistatische Zusammensetzung hergestellt wurde, indem man 1,0 g des Natriumsalzes des gleichen sulfonierten Polystyrols und 2,5 g des Diäthylcyclohexylaminsalzes von Laurylaulfat in 100 ecm Wasser mischte, Bs wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiele 3 und 4

Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, wobei man jedoch anstelle des Natriumsalzes von sulfoniertem Polystyrol jeweils das Ammoniumsalz von sulfoniertem Polystyrol verwendete. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

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Beispiele 5 und 6

Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, wobei jedoch das sulfonierte Polystyrol nicht als Natriumsalz sondern in Form der freien Säure angewendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiele 7 und 8

Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, wobei jedoch das Methylbutylcyclohexylaminsalz von Octadecylsulfat anstelle des Diäthylcyclohexylaminsalz.es von Laurylsulfat verwendet wurde. Es vmrden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Beispiele 9 und 10

Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, wobei jedoch das Diäthylcyclohexylaminsalz von Decylsulfat anstelle des Diäthylcyclohexylaminsalzes von Laurylsulfat verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

Die geraäss Beispielen 1 bis 10 hergestellten Materialien zeigten bei entsprechenden Versuchen keine Neigung zur Ansammlung elektrostatischer Ladungen· Innerhalb längerer Zeiträume wurden weder feine Staubteilchen noch pulverisierte Zigarettenasche oder ähnliche, nicht-leitende Teilchen angezogen. Ausserdem besass der erfindungsgemässe antistatische Überzug ein gutes Haftvermögen für die Oberflächen, auf die er aufgebracht wurde, und war in einem Empfindlichkeitsbereich von

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etwa 10-10 0hm nicht klebrig und nicht wachsartig.

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Claims

Patentansprüche:

1. Antistatische Behandlungs-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein
sulfoniertes Polystyrol und ein cycloaliphatische Aminsalz eines Alkoholsulfats, bei dem wenigstens ein alicyclischer Rest mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen mit dem Aminstickstoffatom verbunden ist, der Alkoholrest des Alkoholsulfats wenigstens 5 Kohlenstoffatome enthält und die Verbindung insgesamt wenigstens 12 Kohlenstoffatome umfaßt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sulfonierte Polystyrol in einer Menge von 1 Gew.-Teil bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf das Gewicht des cycloaliphatischen Aminsalzes des Alkoholsulfats, anwesend ist.

3. Mattes, zur Beschriftung geeignetes Folienmaterial, bestehend aus einem Polyester-Träger, der auf wenigstens einer Oberfläche mit einer Schicht aus einer filmbildenden Zellulose-Lackzusammensetzung versehen ist und wenigstens eine Aussenschicht aus der antistatischen Zusammensetzung nach Anspruch 1 und 2 aufweist.

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4. Folienmaterial nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass das sulfonierte Polystyrol als freie Säure, als Alkalisalz oder als Ammoniumsalz anwesend ist.

5. Folienmaterial nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass als cycloaliphatische Aminsalz eines Alkoholsulfats das Diäthylcyclohexylaminsalz von Laurylsulfat, das Methylbutylcyclohexylaminsalz von Octadecylsulfat oder das Diäthylcyclohexylaminsalz von Decylsulfat anwesend ist.

6. Folienmaterial nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschicht durch Aufbringen einer wässrigen Überzugs lösung hergestellt worden ist, die ein sulfoniert es PoIIystyrol und ein cycloaliphatisches Aminsalz eines Alkoholsulfats enthält, bei dem wenigstens ein alicycli3Cher Rest mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen mit dem Aminstickstoffatom verbunden ist, der Alkoholrest des Alkoholsulfats wenigstens 5 Kohlenstoffatome aufweist und die Verbindung insgesamt wenigstens 12 Kohlenstoffatome enthält.

7. Folienmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Überzugslösung aufgebracht worden ist, die das Polystyrolsulfonat in einer Menge von etwa 0,5 g bis 1,0 g pro 100 ecm der Lösung enthielt.

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8. Folienmaterial nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Überzugslösung aufgebracht worden ist, die das cycloaliphatische Aminsalz des Alkoholoulfats in einer Menge von etwa 1,25 g bis 2,5 g pro 100 ecm der Lösung enthielt.

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