DE4428941A1 - Fotografisches Trägermaterial mit Rückseitenschicht - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Trägermaterial für fotografische
Schichten in Form eines kunststoffbeschichteten Papieres oder
einer Kunststoffolie mit einer Rückseitenschicht, sowie eine
wäßrige Beschichtungsmasse zur Herstellung dieser
Rückseitenschicht.
Rückseitenschichten sind diejenigen Schichten, die der später
aufzutragenden fotografischen Emulsion gegenüberliegen. Die
Rückseitenschichten solcher Trägermaterialien sollen den Kunst
stoffoberflächen folgende Eigenschaften vermitteln:
- - Antistatik, damit bei der Weiterverarbeitung keine Ver blitzungen, keine Sortierprobleme und keine verstärkten Schmutzanziehungen stattfinden.
- - Beschreib- und Bedruckbarkeit, damit die Materialien gekennzeichnet werden können.
- - Geringe Schmutzaufnahme gegenüber teerartigen Oxydations produkten fotografischer Entwicklungsbäder.
- - Klebebandhaftung, damit beim Entwicklungsprozeß die Rollen waren aneinander fixiert werden können.
Einige Kunden verlangen Rückseitenschichten mit einer Optimie
rung aller genannter Eigenschaften, andere Kunden bevorzugen
Rückseitenschichten mit besonders guten Einzeleigenschaften.
Die beiden Patentschriften JP-63 004 231 und DE-PS 37 35 871
belegen dieses.
In JP-63 004 231 wird eine Rückseitenschicht beschrieben, die
Antistatik, Bedruckbarkeit und geringe Schmutzaufnahme auf
weist. Sie wird erzeugt mittels einer Beschichtungsmasse aus
Polymerlatex (z. B. carboxylgruppenhaltiges Acrylat-Copolymer),
Leitfähigkeitsmittel (z. B. Polystyrolsulfonsäure) und kolloi
daler Kieselsäure. Die Beschichtungsmasse kann zusätzlich
Hilfsmittel (z. B. Hydroxyethylcellulose) enthalten.
Die so erhaltene Rückseitenschicht weist jedoch keine Be
schreibbarkeit mit Bleistiften auf.
Die DE-PS 37 35 871 beschreibt eine Rückseitenschicht, bei der
alle Eigenschaften optimiert wurden, das heißt, diese Schicht
läßt sich auch mit Bleistiften beschreiben. Die Beschichtungs
masse für diese Rückseitenschicht setzt sich zusammen aus einem
Terpolymer aus überwiegend Styrol und Butadien, einem Leitfä
higkeitsmittel (z. B. Polystyrolsulfonsäure), einer kolloidalen
Kieselsäure und einer Kieselsäure mit einer mittleren Teilchen
größe von 3 bis 6 µm. Bei sehr guten antistatischen Eigen
schaften ist die Bleistiftbeschreibbarkeit fast gut bis gut und
die Schmutzaufnahme noch gering bis sehr gering. Beide Eigen
schaften sind noch verbesserungsfähig.
Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, ein Trägermaterial für
fotografische Schichten zur Verfügung zu stellen, das bei aus
reichend guten Gesamteigenschaften auf der Rückseite eine sehr
gute Beschreibbarkeit mit Bleistiften aufweist und keine
Schmutzaufnahme durch fotografische Entwicklerlösungen zeigt.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Beschich
tungsmasse zur Verfügung zu stellen, mit der auf der Rückseite
von kunststoffbeschichteten Papieren oder Kunststoffolien die
oben gewünschte Rückseitenschicht erzielt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Beschichtungsmasse bzw.
durch eine Rückseitenschicht aus
- - einem carboxylgruppenhaltigen Acrylat-Copolymer, das zu mehr als 80 Gew.-% aus einem oder mehreren der Monomeren Acrylsäureester, C₁ bis C₆-Alkylacrylsäureester und Styrol besteht, wobei die freien Carboxylgruppen des Acrylat-Copolymeren unvernetzt bleiben,
- - einer organischen Polysäure mit freien oder salzartig gebundenen Carbonsäuregruppen oder Sulfonsäuregruppen,
- - einer grobkörnigen Kieselsäure mit einer Korngröße von 3 bis 6 µm, einem Porenvolumen von < 1 ml/g und einer Oberfläche von < 400 m²/g (nach BET) und
- - einem gut salzverträglichen Verdickungsmittel.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung enthält die
Beschichtungsmasse bzw. die Rückseitenschicht zusätzlich eine
kolloidale aluminiummodifizierte Kieselsäure.
Das Verhältnis Acrylat-Copolymer : Leitfähigkeitsmittel ist
vorzugsweise 90 : 10 bis 70 : 30.
Das Verhältnis Acrylat-Copolymer: grobkörnige Kieselsäure
ist vorzugsweise 90 : 10 bis 40 : 60.
Das Verhältnis Acrylat-Copolymer : kolloidale Kieselsäure
ist vorzugsweise 100 : 0 bis 30 : 70.
Im Acrylat-Copolymeren werden die freien Carboxylgruppen durch
Einpolymerisation von ungesättigten Carbonsäuren erzeugt, z. B.
von Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure. Diese freien
Carboxylgruppen tragen zusätzlich zu den Leitfähigkeitsmitteln
zur antistatischen Ausrüstung der Rückseitenschicht bei. Sie
werden deshalb auch nicht durch Reaktion mit Vernetzungsmitteln
blockiert.
Auf die Beschreibbarkeit mit Bleistiften wirken sich Binde
mittel (Copolymere), die weiche Kunststoffilme bilden, nach
teilig aus. Deshalb wird ein Copolymer eingesetzt, dessen
Monomere harte Filme bilden. Das erfindungsgemäße Copolymer
setzt sich zusammen zu mehr als 80 Gew.-% aus einem oder
mehreren der Monomere Acrylsäureester, C₁ bis C₆-
Alkylacrylsäureester und Styrol.
Harte Homopolymere aus den oben genannten Monomeren, wie z. B.
Polystyrol oder Polymethylmethacrylat haben Kugeldruckhärten
von 120-200 N/mm², gemessen nach DIN 53456, während weiche
Homopolymere, wie beispielsweise Polyolefine Kugeldruckhärten
von 10-100 N/mm² aufweisen.
Die als Leitfähigkeitsmittel eingesetzte organische Polysäure,
bzw. das Salz dieser Säure ist vorzugsweise das Alkalisalz der
Säure, wobei die Säure eine Carbonsäure wie Polyacrylsäure oder
eine Sulfonsäure wie Polystyrolsulfonsäure oder Naphtalin
sulfonsäure sein kann.
Ein Zusatz von grobkörniger Kieselsäure wirkt sich allgemein
positiv auf die Beschreibbarkeit mit Bleistiften aus. Es hat
sich aber überraschenderweise herausgestellt, daß die Angabe
der Teilchengröße dieser Kieselsäure kein eindeutiger Maßstab
für diese positive Wirkung ist. Das Porenvolumen und insbeson
dere die Oberfläche haben einen wesentlichen Einfluß (Ver
gleiche Beispiel B1 mit Vergleich V1). Erfindungsgemäß hat die
grobkörnige Kieselsäure eine Teilchengröße von 3 bis 6 µm, ein
Porenvolumen von < 1 ml/g und eine Oberfläche von < 400 m²/g.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung hat die Kiesel
säure eine Oberfläche von 600 bis 800 m²/g.
Gut salzverträgliche Verdickungsmittel sind beispielsweise Hy
droxyethylcellulose oder wasserlösliche carboxylgruppenhaltige
Copolymere auf Acrylatbasis. Andere, nicht gut salzverträgliche
Verdickungsmittel wie Carboxymethylcellulosen führen zu Aus
flockungen in der Beschichtungsmasse.
Alle Komponenten werden mit Wasser zu einer Beschichtungsmasse
zusammengemischt, wobei der Mischung insgesamt noch kleine,
nicht störende Mengen, d. h. < 5 Gew.-% an Netzmitteln, Disper
giermitteln, wasserlöslichen Bindemitteln oder Farbstoffen zu
gesetzt werden können.
Die Beschichtungsmasse kann mit allen üblichen Auftragsaggrega
ten auf die Rückseite des zu beschichtenden Trägermaterials
aufgebracht und anschließend getrocknet werden, wobei die auf
gebrachte Menge so gewählt wird, daß nach dem Trocknen ein Auf
tragsgewicht von 0,2 bis 2,0 g/m² vorliegt.
Die wäßrige Beschichtungsmasse kann in folgenden Gewichtsmen
gen variieren:
Gew.-% | |
Acrylat-Copolymer, 50 gew.-%ige Dispersion | |
3,0-10,0 | |
Leitfähigkeitsmittel, 30 gew.-%ige Lösung | 1,5-4,0 |
grobkörnige Kieselsäure | 0,5-4,0 |
kolloidale Kieselsäure, 30 gew.-%iges Sol | 0,0-20,0 |
Verdickungsmittel, 2 gew.-%ige Lösung | 25,0-40,0 |
Wasser | Rest bis 100,0 |
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen:
Ein Basispapier von 175 g/m² Flächengewicht, das auf der Vor
derseite mit 30 g/m² Polyethylen, welches 10 Gew.-% Titandioxid
enthielt, und auf der Rückseite mit 30 g/m² Polyethylen be
schichtet wurde, wurde auf der Rückseite erst einer Coronaent
ladung unterworfen und dann mit den in Tabelle 1 aufgeführten
Beschichtungsmassen beschichtet. Zur Dosierung des Auftragsge
wichtes wurde ein 10er Rollrakel (= 0,1 mm Durchmesser des
Wicklungsdrahtes) verwendet. Im Heißluftkanal wurden die aufge
tragenen Schichten zu den in Tabelle 1 aufgeführten Auftragsge
wichten getrocknet.
Als Vergleiche wurden unter denselben Bedingungen wie in den
Beispielen Varianten der Beschichtungsmasse B1 aufgetragen.
Die mit den Beschichtungsmassen der Beispiele und Ver
gleichsbeispiele hergestellten Trägermaterialien wurden den
folgenden Prüfungen unterzogen:
Die Prüfung der antistatischen Eigenschaften erfolgte durch
Messung des Oberflächenwiderstandes mit einer Kammelektrode
nach DIN-VDE 303T3.
Die Prüfung der Bedruckbarkeit wurde mit den handelsüblichen
Farbbändern "New Cherry Ribbon" und "Kodak Back Printer CAT
1402114" durchgeführt. Die Muster wurden auf einer Schreib
maschine mit Typenanschlag über die Farbbänder bedruckt und
anschließend für die Dauer von 3,5 Minuten in den Kodakent
wickler EP2 bei 38°C gegeben. Danach wurden die flachgelegten
Muster 5 mal mit einer mit Samt bezogenen und wassergetränkten
180 g schweren Rolle bei einer Zuggeschwindigkeit von
10 cm/sek überwischt. Die Wischfestigkeit des Schriftbildes
wurde visuell beurteilt.
Die Beschreibbarkeit mit Bleistiften wurde mit Bleistifthärte
HB durchgeführt und visuell beurteilt.
Zur Prüfung der Schmutzaufnahme wurden 250 ml des handelsübli
chen Farbentwicklers CP-IRI8P bei 40°C in einem Becherglas 12
Stunden mit 500 U/min gerührt. Dabei bildete sich auf der
Oberfläche eine dunkle teerartige Schicht aus Oxydationspro
dukten. Der Entwickler wurde dann auf ABS-Platten (Acrylnitril-
Butadien-Styrol-Copolymer) gegossen, auf denen sich die teerar
tige Schicht ablagerte. Die Muster wurden mit der Rückseite auf
die Platten gelegt, mit Papier abgedeckt und 3 mal mit einer 2
kg schweren Walze überrollt. Anschließend wurden die Muster mit
fließendem Wasser 1 Minute abgespült und zum Trocknen aufge
hängt. Der haftengebliebene Schmutz wurde als Schmutzaufnahme
visuell beurteilt.
Zur Prüfung der Klebebandhaftung wurde das 5 cm breite handels
übliche 3M-Klebeband Nr. 8422 auf die Rückseitenschicht aufge
drückt und mit einer 8 kg schweren Walze angepreßt. Von ausge
stanzten 15 mm breiten Streifen dieses Verbundes wurde das
Klebeband in einem Bruchlasttester in einem Winkel von 180°C
mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/min und unter ständiger
Benetzung der Trennstelle mit Wasser vom Muster abgezogen. Die
zum Abziehen benötigte Kraft wurde gemessen. Ein Wert von
< 2,0 N/15 mm bedeutet gute Haftung, ein Wert von < 1,0 N/15 mm
bedeutet ausreichende Haftung.
Die Prüfergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 und dem
sich anschließenden Absatz zusammengefaßt.
Die Beschichtungsmasse des Vergleichsbeispiels V2 (ohne Hydro
xyethylcellulose) zeigte nur eine geringe Stabilität. Schon
nach 1-2 Stunden trat deutliche Sedimentation der grobkörnigen
Kieselsäure auf, während die anderen Beschichtungsmassen (mit
Hydroxyethylcellulose) noch nach 24 Stunden stabil, d. h. ohne
nennenswerte Sedimentation waren.
Die Beispiele zeigen, daß bei guten Allgemeineigenschaften die
Schmutzaufnahme und die Beschreibbarkeit mit Bleistiften auf
hervorragende Werte verbessert werden konnten. Die Stabilität
der erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen gewährleistet eine
problemlose Verarbeitung.
Claims (14)
1. Trägermaterial für fotografische Schichten in Form eines
kunststoffbeschichteten Papieres oder einer Kunststoffolie mit
einer Rückseitenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück
seitenschicht mindestens besteht aus
- - einem carboxylgruppenhaltigen Acrylat-Copolymer, das zu mehr als 80 Gew.-% aus einem oder mehreren der Monomere Acryl säureester, C₁ bis C₆-Alkylacrylsäureester und Styrol besteht,
- - einer organischen Polysäure mit freien oder salzartig gebun denen Carbonsäuregruppen oder Sulfonsäuregruppen,
- - einem gut salzverträglichen Verdickungsmittel und
- - einer grobkörnigen Kieselsäure mit 3 bis 6 µm Teilchengröße, < 1 ml/g Porenvolumen und < 400 m²/g Oberfläche.
2. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewichtsverhältnis Acrylat-Copolymer : organische
Polysäure 90 : 10 bis 70 : 30 beträgt.
3. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewichtsverhältnis Acrylat-Copolymer : grobkörnige
Kieselsäure 90 : 10 bis 40 : 60 beträgt.
4. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung der Rückseitenschicht zusätzlich eine
kolloidale aluminiummodifizierte Kieselsäure eingesetzt
wird.
5. Trägermaterial nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Gewichtsverhältnis Acrylat-Copolymer : alu
miniummodifizierte Kieselsäure 100 : 0 bis 30 : 70 beträgt.
6. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Carboxylgruppen des Acrylat-Copolymeren un
vernetzt bleiben.
7. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die organische Polysäure eine freie Säure oder das Alkali
salz einer freien Säure vom Typ Polyacrylsäure, Polysty
rolsulfonsäure oder Naphthalinsulfonsäure ist.
8. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das gut salzverträgliche Verdickungsmittel Hy
droxyethylcellulose oder ein wasserlösliches carboxyl
gruppenhaltiges Copolymer auf Acrylatbasis ist.
9. Trägermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückseitenschicht ein Flächengewicht von 0,2 bis
2,0 g/m² besitzt.
10. Beschichtungsmasse zur Herstellung einer Rückseitenschicht
auf einem Trägermaterial für fotografische Schichten,
welches aus einem kunststoffbeschichteten Papier oder
einer Kunststoffolie besteht, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtungsmasse mindestens die folgenden Komponen
ten enthält:
- - Carboxylgruppenhaltiges Acrylat-Copolymer, das zu mehr als 80 Gew.-% aus einem oder mehreren der Monomere Acrylsäureester, C₁ bis C₆- Alkylacrylsäureester und Styrol besteht,
- - organische Polysäure mit freien oder salzartig gebundenen Carbonsäuregruppen oder Sulfonsäure gruppen,
- - gut salzverträgliches Verdickungsmittel und
- - grobkörnige Kieselsäure mit 3 bis 6 µm Teilchen größe, < 1 ml/g Porenvolumen und < 400 m²/g Oberfläche.
11. Beschichtungsmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Beschichtungsmasse zusätzlich kolloidale,
aluminiummodifizierte Kieselsäure enthält.
12. Beschichtungsmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die organische Polysäure eine freie Säure oder das
Alkalisalz einer freien Säure vom Typ Polyacrylsäure, Poly
styrolsulfonsäure oder Naphthalinsulfonsäure ist.
13. Beschichtungsmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß das gut salzverträgliche Verdickungsmittel Hy
droxyethylcellulose oder ein wasserlösliches carboxyl
gruppenhaltiges Copolymer auf Acrylatbasis ist.
14. Beschichtungsmasse nach Anspruch 10 und 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einzelkomponenten in folgenden Ge
wichtsverhältnissen vorliegen:
Gew.-%
Acrylat-Copolymer, 50 gew.-%ige Dispersion
3,0-10,0
Organische Polysäure, 30 gew.-%ige Lösung 1,5-4,0
Verdickungsmittel, 2 gew.-%ige Lösung 25,0-40,0
grobkörnige Kieselsäure 0,5-4,0
kolloidale Kieselsäure, 30 gew.-%iges Sol 0,0-20,0
Wasser Rest bis 100,0
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