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Die
vorliegende Erfindung betrifft Medien, die für auf organischen Lösungsmitteln
basierende Tintenstrahltinten aufnahmefähig sind, und Verfahren zum
Drucken auf solchen Medien und Verfahren zum Herstellen derselben.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung extrudierte Medien,
die für
auf organischen Lösungsmitteln
basierende Tintenstrahltinten aufnahmefähig sind, Verfahren zum Drucken
auf solchen Medien und Verfahren zum Herstellen derselben. Es können vielfältige Polymerfolien
hergestellt werden, welche verschiedenes Folienmaterial für Beschilderung
und kommerzielle Graphikfilme zur Werbung und für Werbeanzeigen umfasst.
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Es
wurden vielfältige
Druckverfahren zur Bebilderung verschiedener Folienmaterialien eingesetzt. Häufig verwendete
Druckverfahren umfassen Tiefdruck, Offset, Flexographie, Lithographie,
Elektrographik, Elektrophotographik (einschließlich Laserdruck und Xerographie),
Innenbeschichtung (auch als Elektronenstrahlbebilderung (EBI) bezeichnet),
Magnetographie, Tintenstrahldruck, Siebdruck und thermischen Stoffübergang.
Nähere
Informationen über
solche Verfahren sind in einschlägigen
Druckfachbüchern
verfügbar.
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Ein
Fachmann erkennt die Unterschiede dieser verschiedenen Druckverfahren,
und er erkennt, dass eine Kombination von Tinte und Annahmesubstrat,
die zu einer hohen Bildqualität
in einem Druckverfahren führt,
oft eine ganz andere Bildqualität
als mit einem anderen Druckverfahren an den Tag legt. Zum Beispiel zwingt
bei Kontaktdruckverfahren, wie beispielsweise dem Siebdruck, eine
Rakel die Tinte, vorzustoßen
und das Annahmesubstrat zu benetzen. Bildfehler sind typisch infolge
eines nachfolgenden Rückgangs
des Tintenkontaktwinkels zum Substrat. Im Falle von Nichtkontaktdruckverfahren,
wie beispielsweise dem Tintenstrahldruck, werden die einzelnen Tintentröpfchen bloß auf die
Oberfläche
aufgetragen. Um eine gute Bildqualität zu erhalten, müssen die
Tintentröpfchen
sich verteilen, miteinander verbinden und einen im Wesentlichen gleichmäßigen ebenen
Film bilden. Dieser Prozess erfordert einen flachen voreilenden
Kontaktwinkel zwischen der Tinte und dem Substrat. Für jegliche
bestimmte Tinte/Substrat-Kombination ist der voreilende Kontaktwinkel
normalerweise wesentlich größer als
der nacheilende Kontaktwinkel. Demgemäß legen Tinte/Substrat-Kombinationen, welche
zu einer guten Bildqualität
führen,
wenn sie bei Kontaktverfahren gedruckt werden, wie beispielsweise
dem Siebdruck, eine ungenügende
Benetzung an den Tag, wenn sie bei Nichtkontaktdruckverfahren abgebildet
werden, wie beispielsweise dem Tintenstrahldruck. Eine unzureichende
Benetzung führt
zu einer geringen radialen Streuung der einzelnen Tintentröpfchen auf
der Oberfläche
des Substrats (auch als „Punktverstärkung" bezeichnet), einer
niedrigen Farbdichte und Streifenbildungseffekten (zum Beispiel
Spalte zwischen Reihen von Tröpfchen).
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Ein
anderer bedeutender Unterschied zwischen dem Siebdruck und dem Tintenstrahldruck
sind die physikalischen Eigenschaften der Tinte. Siebdrucktintenzusammensetzungen
enthalten normalerweise über 40
% Feststoffe und weisen eine Viskosität von mindestens zwei Größenordnungen
mehr als die Viskosität
von Tintenstrahltinten auf. Es ist im Allgemeinen nicht möglich, eine
Siebdrucktinte zu verdünnen,
um sie für
den Tintenstrahldruck geeignet zu machen. Die Beigabe von großen Mengen
Verdünnungsmittel
mit niedriger Viskosität
verschlechtert die Tintenleistung und die Tinteneigenschaften, insbesondere
die Haltbarkeit, drastisch. Außerdem
weisen die Polymere, die in Siebdrucktinten eingesetzt werden, normalerweise
eine hohe relative Molekülmasse
und eine beträchtliche
Elastizität
auf. Im Gegensatz dazu weisen Tintenstrahltintenzusammensetzungen
normalerweise eine Newtonsche Viskosität auf.
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Der
Tintenstrahldruck entpuppt sich infolge seiner guten Auflösung, Flexibilität, hohen
Geschwindigkeit und Erschwinglichkeit als das Digitaldruckverfahren
der Wahl. Tintenstrahldrucker funktionieren so, dass sie gesteuerte
Muster von dicht beabstandeten Tintentröpfchen im Strahl auf ein Annahmesubstrat
aufbringen. Durch selektives Regulieren des Musters von Tintentröpfchen können Tintenstrahldrucker
eine große
Vielfalt von Druckmerkmalen erzeugen, welche Text, Graphiken, Holgramme
und dergleichen umfassen. Die Tinten, die am häufigsten in Tintestrahldruckern
verwendet werden, basieren auf Wasser oder Lösungsmittel. Wasserbasierte
Tinten erfordern poröse
Substrate oder Substrate mit Spezialbschichtungen, welche Wasser
absorbieren.
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US-A-5,672,413
betrifft ein bestimmtes Element zum Verwenden von heißgeschmolzenen
Tinten in einem Bildübertragungssystem.
US-A-4,686,118 offenbart ein Aufzeichnungsmedium, welches das Aufweisen einer
Tintenannahmeschicht umfasst, die mindestens eine Mischung aus zwei
spezifischen Polymeren umfasst. EP-A-1 020 300 betrifft eine Deckschichtformulierung
für Tintenstrahlmedien,
welche Wasser, eine bestimmte Menge von mindestens zwei spezifischen,
wässrigen
Gel-bildenden Polymeren und eine bestimmte Menge eines spezifischen
Binderpolymers umfasst.
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In
einem Aspekt stellt die Erfindung ein Bildannahmemedium bereit,
welches eine extrudierte bildannehmende Schicht umfasst, die für lösungsmittelbasierte
Tintenstrahltinte aufnahmefähig
ist. Die bildannehmende Schicht umfasst eine Mischung von a) einem
Trägerharz,
das modifiziertes Polyolefin- oder Polyurethanharz oder Kombinationen
davon umfasst, und b) einem mit dem Trägerharz kompatiblen Tintenabsorptionsharz,
das in einer wirksamen Menge vorliegt und einen Hildebrand-Löslichkeitsparameter des Absorptionszusatzes
innerhalb von 3, 1 (MPa)1/2 des Lösungsmittels
der Tinte aufweist, wobei das Tintenabsorptionsharz aus der Gruppe
bestehend aus Copolymeren von Methylmethacrylat mit Butylacrylat,
Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat oder Isobornylmethacrylat;
Copolymeren von Isobutylmethacrylat und Butylmethacrylat, Butylmethacrylatharzen;
Polyvinylchlorid; Polystyrolharzen; und Kombinationen davon ausgewählt ist
und die bildannehmende Schicht eine mindestens 50 % größere Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte als ein ausschließlich
aus Trägerharz
bestehender Film aufweist.
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In
einem anderen Aspekt stellte die Erfindung ein Verfahren zum Drucken
mit einem Tintenstrahldrucker bereit, welches den Schritt umfasst,
in dem eine lösungsmittelbasierte
Tintenstrahltinte im Strahl auf ein Bildannahmemedium aufgebracht
wird, das eine extrudierte bildannehmende Schicht umfasst, die für lösungsmittelbasierte
Tintenstrahltinte aufnahmefähig
ist, wobei die bildannehmende Schicht eine Mischung von a) einem
Trägerharz
und b) einer wirksamen Menge eines mit dem Trägerharz kompatiblen Tintenabsorptionsharzes
umfasst, das einen Hildebrand-Löslichkeitsparameter
des Absorptionszusatzes innerhalb von 3,1 (MPa)1/ 2 des Lösungsmittels
der Tinte aufweist, wobei das Tintenabsorptionsharz aus der Gruppe
bestehend aus Copolymeren von Methylmethacrylat mit Butylacrylat,
Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat oder Isobornylmethacrylat;
Copolymeren von Isobutylmethacrylat und Butylmethacrylat, Butylmethacrylatharzen;
Polyvinylchlorid; Polystyrolharzen; und Kombinationen davon ausgewählt ist
und die bildannehmende Schicht eine mindestens 50 größere Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte als ein ausschließlich
aus Trägerharz
bestehender Film aufweist.
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In
einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines mehrschichtigen Bildannahmemediums bereit, welches den Schritt
umfasst, in dem eine bildannehmende Schicht mit einer Kernschicht coextrudiert
wird, wobei die bildannehmende Schicht eine Mischung von a) einem
Trägerharz,
das modifiziertes Polyolefin- oder Polyurethanharz oder Kombinationen
davon umfasst, und b) einer wirksamen Menge eines mit dem Trägerharz
kompatiblen Tintenabsorptionsharzes umfasst, das einen Hildebrand-Löslichkeitsparameter
des Absorptionszusatzes innerhalb von 3,1 (MPa)1/2 des
Lösungsmittels
der Tinte aufweist, wobei das Tintenabsorptionsharz aus der Gruppe
bestehend aus Copolymeren von Methylmethacrylat mit Butylacrylat,
Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat oder Isobornylmethacrylat;
Copolymeren von Isobutylmethacrylat und Butylmethacrylat, Butylmethacrylatharzen;
Polyvinylchlorid; Polystyrolharzen; und Kombinationen davon ausgewählt ist
und die bildannehmende Schicht eine mindestens 50 % größere Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte als ein ausschließlich
aus Trägerharz
bestehender Film aufweist.
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Das
Bildannahmemedium der Erfindung kann ein bebildertes Tintenannahmemedium
bereitstellen, welches eine bildannehmende Schicht der Erfindung
mit einem Bild, das darauf gedruckt ist, umfasst.
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Die
Gegenstände
der Erfindung sind als ein Zwischen- oder Endprodukt zur Beschilderung und
für kommerzielle
Graphikfilme verwendbar.
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1 ist
eine schematische Querschnittansicht, welche eine Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht, die eine bildannehmende Schicht und
eine Kernschicht umfasst.
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2 ist
eine schematische Querschnittansicht, welche eine Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht, die eine bildannehmende Schicht,
eine Kernschicht und eine optionale Grundierschicht umfasst.
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In
einer Ausführungsform
stellt die Erfindung ein Bildannahmemedium bereit, das eine einzige
extrudierbare bildannehmende Schicht umfasst. Die bildannehmende
Schicht ist eine Schicht, welche für lösungsmittelbasierte Tintenstrahltinte
aufnahmefähig
ist. „Lösungsmittelbasiert" bedeutet nicht-wässrig. Die
bildannehmende Schicht umfasst eine Mischung von einem Trägerharz
und ein Tintenabsorptionsharz. In einer anderen Ausführungsform,
die in 1 dargestellt ist, umfasst das Bildannahmemedium 10 eine
Kernschicht 14 mit zwei Hauptflächen und eine bildannehmende
Schicht 12, die mit der Kernschicht 14 in Kontakt
ist und mit derselben coextrudiert oder durch Extrusionsbeschichtung
auf dieselbe aufgetragen ist, um das Bildannahmemedium 10 zu
bilden. Alternativerweise kann eine bildannehmende Schicht 12 durch
Extrusionsbeschichtung direkt auf ein Substrat ausgetragen werden.
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Bei
dem Trägerharz
kann es sich um jedes Harz oder jede Mischung von Harzen handeln,
welche modifiziertes Polyolefin- oder Polyurethanharz umfasst und
mit dem Tintenabsorptionsharz kompatibel ist, das im Folgenden beschrieben
wird. Ein Tintenabsorptionszusatzharz ist kompatibel mit dem Trägerharz,
wenn ein Film, der das Trägerharz
und ein Tintenabsorptionsharz umfasst, extrudiert werden kann, um
einen selbsttragenden Film zu bilden, oder mit einem Kernschichtfilm
als Träger
coextrudiert oder durch Extrusionsbeschichtung auf denselben aufgetragen
werden kann. Die Trägerharze
basieren im Allgemeinen auf Olefin. Im Allgemeinen stellen Copolymere,
welche das Reaktionsprodukt von Olefinmonomeren und eine ausreichende
Menge von mindestens einem polaren Monomer (modifizierte Olefinharze)
umfassen, das gewünschte
Trägerharz bereit.
Spezifische Beispiele für
verwendbare Copolymere umfassen Copolymere von Ethylen und Vinylacetat, Kohlenmonoxid
und Methylacrylat; Copolymere von säure- und/oder acrylatmodifiziertem
Ethylen und Vinylacetat; und Terpolymere von Ethylen und irgendwelchen
zwei polaren Monomeren, zum Beispiel Vinylacetat und Kohlenmonoxid.
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Andere
verwendbare Trägerharze
umfassen Urethane, wie beispielsweise thermoplastische Polyurethane.
Verwendbare thermoplastische Urethanharze umfassen MORTHANE® PN
343-200, MORTHANE® PN 3429-218, MORTHANE® PN
03-214 und MORTHANE® L 425 181 von Rohm and
Haas, Philadelphia, PA; ESTANE® 58135 und ESTANE® 58271
und jene, die unter der Handelbezeichnung ELASTOLLAN® verkauft
werden, von BF Goodrich, Cleveland, OH; TEXIN® DP7-3006
und TEXIN® DP7-3007
von der Bayer Corporation, Pittsburgh, PA; PELLETHANE® 2354
und PELLETHANE® 2355
von der The Dow Chemical Company, Midland, ML.
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Im
Handel erhältliche,
modifizierte Olefinharze, die als Trägerharze verwendbar sind, umfassen:
BYNEL® 3101,
ein säure-acrylatmodifiziertes
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer;
ELVALOY® 741,
ein Terpolymer von Ethylen/Vinylacetat/Kohlenmonoxid; ELVALOY® 4924,
ein Terpolymer von Ethylen/Vinylacetat/Kohlenmonoxid; ELVALOY® 1218AC,
ein Copolymer von Ethylen und Methylacrylat; und FUSABOND® MG-423D,
ein modifiziertes Ethylen/Acrylat/Kohlenmonoxid-Terpolymer. Alle
sind von E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE, erhältlich.
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Normalerweise
ist das Trägerharz
in der bildannehmenden Schicht bei einem Gehalt von 50 bis 90 Gewichtsprozent
vorhanden. In anderen Ausführungsformen
ist das Trägerharz
in der bildannehmenden Schicht in einer Menge von mindestens 30
Gewichtsprozent, mindestens 50 Gewichtsprozent und mindestens 70
Gewichtsprozent vorhanden.
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Das
Tintenabsorptionsharz verleiht der bildannehmenden Schicht eine
erhöhte
Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit,
derart dass das Ausbluten und Auslaufen von Tinte während des
Druckens beseitigt wird. Verwendbare Tintenabsorptionsharze sind
mit dem Trägerharz
kompatibel und weisen einen Hildebrand-Löslichkeitspara meter innerhalb
von 3, 1 (MPa)1/2 (1, 5 (cal/cm3)1/2) des oder der Lösungsmittel der Tinte auf.
Unter „Hildebrand-Löslichkeitsparameter" versteht man einen
Löslichkeitsparameter,
der durch die Quadratwurzel der kohäsiven Energiedichte eines Material
dargestellt ist, die Einheiten (Druck)1/2 aufweist
und gleich (ΔH – RT)1/2/V1/2 ist, wobei ΔH die molare
Verdampfungsenthalpie des Materials ist, R die universelle Gaskonstante ist,
T die absolute Temperatur ist, und V das molare Volumen des Lösungsmittels
ist. Hildebrand-Löslichkeitsparameter
sind für
Lösungsmittel
in Barton, A.F.M., Handbook of Solubility and Other Cohesion Parameters,
2. Ausgabe, CRC Press, Boca Raton, FL (1991); für Monomere und repräsentative
Polymere in Polymer Handbook, 3. Ausgabe, J. Brandrup & E.H. Immergut,
Vlg. John Wiley, NY, ff. 519–557
(1989); und für
viele im Handel erhältliche
Polymere in Barton, A.F.M., Handbook of Polymer-Liquid Interaction
Parameters and Solubility Parameters, CRC Press, Boca Raton, FL
(1990), tabellarisch dargestellt.
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Im
Falle von Tinten, welche eine Mischung von Lösungsmitteln umfassen, wird
davon ausgegangen, dass der Löslichkeitsparameter
der Mischung verwendet wird. Der Löslichkeitsparameter der Mischung
wird als der berechnete gewichtsgemittelte Wert der einzelnen Löslichkeitsparameter
definiert.
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Das
Tintenabsorptionsharz wird aus der Gruppe bestehend aus Copolymeren
von Methylmethacrylat mit Butylacrylat, Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat
oder Isobornylmethacrylat; Copolymeren von Isobutylmethacrylat und
Butylmethacrylat, Butylmethacrylatharzen; Polyvinylchlorid; Polystyrolharzen;
und Kombinationen davon ausgewählt,
und die bildannehmende Schicht weist eine mindestens 50 % größere Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte als ein ausschließlich
aus Trägerharz
bestehender Film auf. Im Allgemeinen umfassen verwendbare Tintenabsorptionszusatzharze Poly(meth)acrylharze,
wie beispielsweise bestimmte PARALOID® und
ACRYLOID Harze von Rohm and Haas, Philadelphia, PA, und ELVACITE® Harze
von Ineos Acrylics, Cordova, TN; Polyvinylchloridharze, wie beispielsweise
die UCAR® Harze
von Union Carbide, Danbury, CT, einer Tochtergesellschaft der The
Dow Chemical Company; und Polystyrolharze, wie beispielsweise STYRON® Harze,
die von der The Dow Chemical Company, Midland, ML, erhältlich sind.
Andere Polyvinylchloridharze sind von BF Goodrich Performance Materials,
Cleveland, Ohio, und BASF, Mount Olive, NJ, erhältlich. Verwendbare (Meth)
acrylharze weisen eine Tg von 90 °C
oder weniger auf.
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Spezifische
Beispiele für
verwendbare (Meth)acrylharze umfassen Copolymere von Mehtylmethacrylat
mit Butylacrylat, Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat oder Isobornylmethacrylat
(zum Beispiel PARALOID® DM-55, PARALOID® B48N,
PARALOID® B66,
ELVACITE® 2550),
Copolymere von Isobutylmethacrylat und Butylmethacrylat (zum Beispiel
ELVACITE® 2046),
und Isobutymethacrylatharze (zum Beispiel PARALOID B67). Spezifische
Beispiele für
verwendbare Polyvinylchlorid- und Polystyrolharze umfassen die Vinylharze
UCAR® VYHH,
VMCC und VAGH, die von der Union Carbide erhältlich sind; die Polystyrolharze STYRON® 478,
663, 678C und 693 von der The Dow Chemical Company; und die Polystyrolharze
145D und 148G von BASF, Mount Olive, NJ. Die Einbindung eines Butylacrylat-,
Butylmethacrylat-, Isobutylmethacrylat- oder Isobornylmethacrylat-Comonomers
in die Mehtylmethacrylatharze setzen den Löslichkeitsparameter des resultierenden
(Meth)acrylharzes derart herab, dass der Löslichkeitsparameter des Harzes
eher mit dem des Lösungsmittelsystems
in den Tinten übereinstimmt,
um dadurch eine schnellere Lösungsmittelabsorption
für die
Druckannahmemischung bereitzustellen. Die Einbindung dieser Comonomere
in das (Meth)acrylharz senkt normalerweise auch die Glasübergangstemperatur
des (Meth)acrylharzes, was auch die Lösungsmittelauf nahme durch die
bildannehmende Schicht erleichtern kann. Kombinationen solcher Harze
können
ebenfalls als das Tintenabsorptionsharz verwendet werden.
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Das
Tintenabsorptionsharz ist in der bildannehmenden Schicht in einer
wirksamen Menge vorhanden, welche die Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte gegenüber
einem Trägerharz
oder Trägerharzen
alleine um mindestens 50 % verbessert. Wenn zum Beispiel die Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel der
Tinte eines Trägerharzes
in Filmform 0,010 g/(5,1 × 5,1
cm) in der ersten Minute beträgt,
dann würde
eine mindestens 50%ige Verbesserung zu einer Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte von 0, 015 g/(5,1 × 5,1
cm) in der ersten Minute führen.
Das Tintenabsorptionsharz ist in den bildannehmenden Schichten der
Erfindung normalerweise in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsprozent
und jedem fraktionerten oder ganzen Gewichtsprozent zwischen 10
und 50 Gewichtsprozent vorhanden. In anderen Ausführungsformen
ist das Tintenabsorptionsharz in den bildannehmenden Schichten der
Erfindung in einer Menge von etwa 10 bis etwa 30 Gewichtsprozent
und von etwa 15 bis etwa 25 Gewichtsprozent und jedem fraktionierten
oder ganzen Gewichtsprozent zwischen 10 und 30 beziehungsweise 15
und 25 Gewichtsprozent vorhanden. Normalerweise ist die bildannehmende
Schicht mindestens 12,7 Mikrometer (0,5 mils) dick, und in anderen
Ausführungsformen
weist die Druckannahmeschicht eine Dicke auf, die von 17,8 Mikrometer
(0,7 mils) bis etwa 50,8 Mikrometer (2,0 mils) dick reicht, und
sie kann jede ganze oder fraktionierte Dicke zwischen 17,8 Mikrometer
(0,7 mils) und 50,8 Mikrometer (2 mils) aufweisen.
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In
einer anderen Ausführungsform
weisen verwendbare bildannehmende Schichten auch eine Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte von mindestens 70 % von der eines Polyvinylchlorid- oder PVC-Graphikfilms
gleicher Dicke auf, wie beispielsweise eines RG 180-10 PVC-Films,
der von der Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M), St.
Paul, MN, erhältlich
ist. PVC-Graphikfilme wurden als Vergleich gewählt, da solche Filme, die in
Graphikanwendungen verwendet werden, wünschenswerte Charakteristiken hinsichtlich
der Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte aufweisen und Bilder mit einer ausgezeichneten Auflösung liefern.
Solch ein Vergleich kann im Allgemeinen mit jedem PVC-Film angestellt
werden, der für
kommerzielle Graphikanwendungen verwendet wird. In anderen Ausführungsformen
weisen die bildannehmenden Schichten eine Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte von mindestens 80 %, mindestens 90 % und mindestens 95
% der Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
von PVC-Graphikfilmen auf. Verwendbare bildannehmende Schichten
können
auch eine Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte aufweisen, die größer als
die des PVC-Graphikfilms ist. Der Tintenlösungsmittelabsorptionstest
wird im Abschnitt mit den Beispielen dieser Anmeldung ausführlicher
beschrieben, und es versteht sich von selbst, dass der Test der
im Folgenden beschrieben wird, nicht auf ein bestimmtes Lösungsmittel
beschränkt
ist.
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Die
bildannehmende Schicht kann ein oder mehr Füllmaterialien enthalten. Anorganische
Füllmittel, wie
beispielsweise kristallines und amorphes Siliciumdioxid, Tonteilchen,
Aluminiumsilicat, Titandioxid und Calciumcarbonat, und dergleichen
sind ein bevorzugter Zusatz zum Verleihen einer oder mehrerer wünschenswerter
Eigenschaften, wie beispielsweise einer besseren Lösungsmittelabsorption,
einer besseren Punktverstärkung
und Farbdichte und einer besseren Abriebfestigkeit. Die Konzentration
solcher Füllmittel
in den bildannehmenden Schichten der Erfindung reicht normalerweise
von 0,1 Gew.-% bis 25 Gew.-%. In einer anderen Ausführungsform
reicht die Konzentration solcher Füllmittel in den bildannehmenden
Schichten der Erfindung normalerweise von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%.
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Zur
Verbesserung der Haltbarkeit der bildannehmenden Schicht, insbesondere
in Umgebungen im Freien, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, kann
den Grundierungszusammensetzungen wahlweise eine Vielfalt von stabilisierenden
Chemikalien, die im Handel erhältlich
sind, beigemengt werden. Diese Stabilisierungsmittel können in
die folgenden Kategorien unterteilt werden: Wärmestabilisatoren, UV-Licht-Stabilisatoren
und Radikalfänger.
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Wärmestabilisatoren
werden allgemein verwendet, um die resultierende Bildgraphik gegen
die Wirkungen von Wärme
zu schützen
und sind von der Witco Corp., Greenwich, CT, unter der Handelsbezeichnung „Mark V
1923" und von der
Ferro Corp., Polymer Additives Div., Walton Hills, OH, unter den
Handelsbezeichnungen „Synpron
1163", „Ferro
1237" und Ferro
1720" im Handel
erhältlich.
Solche Wärmestabilisatoren
können
in Mengen vorhanden sein, welche von 0,02 bis 0,15 Gewichtsprozent
reichen.
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Ultraviolettlichtstabilisatoren
können
in Mengen vorhanden sein, welche von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent der
gesamten Grundierung oder Tinte reichen. Benzophenonartige UV-Absorptionsstoffe
sind von der BASF Corp., Parsippany, NJ, unter der Handelsbezeichnung „Uvinol
400"; Cytec Industries,
West Patterson, NJ, unter der Handelsbezeichnung „Cyasorb
UV1164"; und Ciba
Specialty Chemicals, Tarrytown, NY, unter den Handelsbezeichnungen „Tinuvin® 900", „Tinuvin® 123" und „Tinuvin® 1130" im Handel erhältlich.
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Radikalfänger können in
einer Menge von 0,05 bis 0,25 Gewichtsprozent der gesamten Grundierungszusammensetzung
vorhanden sein. Nichteinschränkende
Beispiele für
Radikalfänger
umfassen Verbindungen von Lichtstabilisatoren gehinderten Amins
(HALS für
engl. hindered amine light stabilizer), Hydroxylamine, sterisch
gehinderte Phenole und dergleichen.
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HALS-Verbindungen
sind im Handel von Ciba Specialty Chemicals unter der Handelsbezeichnung „Tinuvin® 292" und Cytec Industries
unter der Handelsbezeichnung „Cyasorb® UV3581" erhältlich.
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Im
Allgemeinen ist die bildannehmende Schicht normalerweise färbemittelfrei.
Sie kann jedoch auch Färbemittel
enthalten, um einen Film mit einer einheitlichen Hintergrundfarbe
zu erhalten.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist eine Kernschicht 14 im Bildannahmemedium
enthalten, um zum Beispiel die Kosten zu senken und/oder die physikalischen
Eigenschaften des Mediums zu verbessern. Die Kernschicht ist im
Allgemeinen weiß und
opak für
Graphikanzeigeanwendungen, aber sie könnte auch transparent, durchscheinend
oder farbig opak sein. Die Kernschicht 14 kann jedes Polymer
mit den gewünschten
physikalischen Eigenschaften für
die beabsichtigte Anwendung umfassen. Eigenschaften wie Flexibilität oder Steifheit,
Haltbarkeit, Reißfestigkeit,
Anpassungsfähigkeit
an nichtgleichmäßige Oberflächen, Stanzbarkeit,
Witterungsbeständigkeit,
Lösungsmittelfestigkeit
(von Lösungsmitteln
in den Tinten), Hitzenbeständigkeit
und Elastizität
sind Beispiele. Zum Beispiel kann ein graphischer Markierungsfilm,
der in kurzfristigen Werbeanzeigen im Freien verwendet wird, normalerweise
Freiluftbedingungen für
einen Zeitraum im Bereich von 3 Monaten bis zu einem Jahr oder mehr
standhalten und weist Reißfestigkeit
und Haltbarkeit zur einfachen Anbringung und Entfernung auf.
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Das
Material für
die Kernschicht ist ein Harz, das zu einem im Wesentlichen zweidimensionalen
Film extrudiert oder coextrudiert werden kann und vorzugsweise gegen
Lösungsmittel,
die in Tinten verwendet werden, beständig ist. „Beständig gegen Lösungsmittel
in Tinten" bedeutet,
dass die Kernschicht weder signifikante Mengen der Lösungsmittel
in der Tinte absorbiert noch die Wanderung von signifikanten Mengen
von Lösungsmittel
durch den Film zulässt.
Bei Verwendung in Kombination mit einem Klebstoff auf der gegenüberliegenden
Seite der Annahmeschicht bedeutet „signifikant", dass der Film nicht
genügend
Lösungsmittel
durch den Film durchlässt,
um die Haftleistung der darunter liegenden Klebstoffschicht zu beeinträchtigen.
Zum Beispiel würde
die Sperrschicht verhindern, dass Lösungsmittel die Klebstoffschicht
weichmachen. Typische Lösungsmittel,
die in Tintenstrahltinten verwendet werden, umfassen 2-Butoxyethylacetat,
das von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul,
MN, unter der Handelsbezeichnung „3M Scotchcal Thinner CGS-50" erhältlich ist,
1-Methoxy-2-acetoxypropan, das von der Minnesota Mining and Manufacturing
Company, Saint Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung „3M Scotchcal
Thinner CGS-10" erhältlich ist,
Cyclohexanon, Dipropylenglycolmethyletheracetat und andere Acetate,
wie beispielsweise jene, die unter der Handelsbezeichnung „Exxate®" von Exxon Chemical,
Houston, TX, verkauft werden. Beispiele für geeignete Kernschichtmaterialien
umfassen Polyester, Polyolefin, Polyamid, Polycarbonat, Polyurethan,
Acryl oder Kombinationen davon. In einer Ausführungsform, in welcher die
bildannehmende Schicht durch Extrusionsbeschichtung auf eine Kernschicht
aufgetragen wird, kann die Kernschicht zwar Materialien umfassen,
welche dieselben physikalischen Eigenschaften aufweisen, wie zuvor
beschrieben, ist aber möglicherweise
nicht extrudierbar. Beispiele für
solche Materialien umfassen Papier, Polypropylen, Polyethylenterephthalat,
polyethylenbeschichtete Papiere, Gewebe, Vliesmaterialien, Gitterstoffe
und dergleichen.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst die Kernschicht ein weichmacherfreies Polymer, um Schwierigkeiten
mit der Weichmacherwanderung und Färbung im Bildannahmemedium
zu vermeiden. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst die Kernschicht
ein Polyolefin, das ein Polypropylen-Ethylen-Copolymer ist, welches
etwa 6 Gewichtsprozent Ethylen enthält. Harze, welche Polyvinylchlorid
umfassen, können zwar
als die Kernschicht verwendet werden, werden aber nicht bevorzugt,
da solche Harze keine angemessene Lösungsmittelbeständigkeit
gegen typische Lösungsmittel
von Tintenstrahltinten bereitstellen. Solche Lösungsmittel können die
physikalischen Eigenschaften jeglichen Klebstoffs, der Teil einer
Graphikfilmkonstruktion ist, beeinträchtigen.
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Die
Kernschicht kann auch andere Komponenten enthalten, wie beispielsweise
Pigmente, Füllmittel, Ultraviolettstabilisierungsmittel,
Gleitmittel, Antiblockiermittel, Antistatikmittel und Verarbeitungshilfsstoffe,
die den Fachleuten bekannt sind. Die Kernschicht ist im Allgemeinen
weiß opak,
kann aber auch transparent, farbig opak oder durchscheinend sein.
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Eine
typische Dicke der Kernschicht 14 liegt im Bereich von
12,7 Mikrometer (0,5 mil) bis 305 Mikrometer (12 mils). Die Dicke
kann jedoch auch außerhalb
dieses Bereichs liegen, vorausgesetzt das resultierende Bildannahmemedium
ist nicht zu dick, um in den Drucker oder das Bildübertragungsgerät der Wahl
eingeführt
zu werden. Eine verwendbare Dicke wird im Allgemeinen auf der Basis
der Anforderungen der gewünschten
Anwendung bestimmt.
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Wie
in 2 veranschaulicht, ist eine optionale Grundierschicht 16 auf
der Oberfläche
der Kenschicht 14 gegenüber
der bildannehmenden Schicht 12 angeordnet. In dem Fall,
in dem das Bildannahmemedium keine Kernschicht enthält (nicht
dargestellt), wird die Grundierschicht auf der Oberfläche der
bildannehmenden Schicht 12 gegenüber der Außenfläche 13 angeordnet.
Die Grundierschicht dient dazu, die Bindefestigkeit zwischen der
Substratschicht und einer Klebstoffschicht 17 zu verbessern,
wenn die Bindefestigkeit ohne die Grundierschicht nicht hoch genug
ist. Das Vorhandensein einer Klebstoffschicht macht das Bildannahmemedium
als einen klebstoffbeschichteten graphischen Markierungsfilm verwendbar.
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Obwohl
es vorzuziehen ist, einen Haftklebstoff zu verwenden, kann jeder
Klebstoff verwendet werden, der für die Substratschicht und die
ausgewählte
Anwendung besonders geeignet ist. Solche Klebstoffe sind jene, die
auf dem Fachgebiet bekannt sind, und sie können aggressiv klebrige Klebstoffe,
Haftklebstoffe, positionierbare oder neu positionierbare Klebstoffe,
Schmelzklebstoffe und dergleichen umfassen.
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Die
Bildannahmemedien der Erfindung können auch eine optionale Haftschicht
(nicht dargestellt) zwischen der bildannehmenden Schicht 12 und
der Kernschicht 14 aufweisen. Eine Haftschicht wird verwendet, um
die Haftfestigkeit zwischen der bildannehmenden Schicht und der
Kernschicht zu verbessern. Verwendbare Haftschichten umfassen extrudierbare
Harze, wie beispielsweise Ethylenvinylacetatharze und modifizierte Ethylenvinylacetatharze
(modifiziert mit Säure,
Acrylat, Maleinsäureanhydrid,
einzeln oder in Kombinationen). Die Haftschicht kann aus diesen
Materialien durch sie selbst oder als Mischungen von diesen Harzen
mit dem Trägerharz
bestehen. Die Verwendung von Haftschichtharzen ist auf dem Fachgebiet
allgemein bekannt und variiert in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
der beiden zu bindenden Schichten. Haftschichten zur Extrusionsbeschichtung
könnten
dieselben Arten von Materialien, die zuvor aufgeführt wurden,
und andere Materialien umfassen, wie beispielsweise Polyethylenimin,
welche im Allgemeinen verwendet werden, um das Haftvermögen von
durch Extrusionsbeschichtung aufgetragenen Schichten zu verbessern.
Haftschichten können
durch Coextrusions-, Extrusionsbeschichtungs-, Laminier- oder Lösungsmittelbeschichtungsverfahren
auf die Kernschicht oder die Tintenabsorptionsschicht aufgetragen
werden. Die Tinten, die in Kombination mit der coextrudierten Konstruktion
der Erfindung besonders verwendbar sind, umfassen die lösungsmittelbasierten Piezo-Tintenstrahltinten
der ScotchcalTM Serien 3700 und 4000, die
von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul,
MN, erhältlich
sind, die lösungsmittelbasierten
Piezo-Tintenstrahltinten der UltraVu® Serie,
die von VUTEk, Meredith, NH, erhältlich
sind, und die lösungsmittelbasierten
Tinten Arizona 1100-3, die von RasterGraphics von der Gretag Imaging
Group, San Jose, CA, erhältlich
sind. Solche Tinten bestehen normalerweise aus einem Färbemittel,
Farbstoff oder Pigment, einem Dispersionsmittel, wenn Pigment verwendet wird,
einem Bindemittel und einer Mischung von Lösungsmitteln. Zusätzliche
optionale Komponenten umfassen Stabilisierungsmittel, Fließmittel,
Viskositätsmodifikationsmittel
und andere. Eine ausführliche
Beschreibung einer typischen lösungsmittelbasierten
Tintenstrahltinte ist in US-Pat. Nr. 6,113,679 zu finden.
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Das
Bildannahmemedium dieser Erfindung kann durch etliche Verfahren
hergestellt werden. Zum Beispiel können die bildannehmende Schicht 12 und
die optionalen Schichten 14 und 16 unter Verwendung
jeder geeigneten Art von Coextrusionswerkzeug und jedes geeigneten
Verfahrens zur Filmherstellung, wie beispielsweise Blasfilmextrusion
oder Gießfilmextrusion,
coextrudiert werden. Alternativerweise kann die Schicht 12 durch
Extrusionsbeschichtung auf ein Substrat oder eine Kernschicht oder
einen anderen Träger
aufgetragen werden. Die Klebstoffschicht 17 kann mit den
anderen Schichten coextrudiert, von einer Deckschicht auf das Bildannahmemedium übertragen
oder in einem zusätzlichen
Verfahrensschritt direkt auf das Bildannahmemedium aufgetragen werden.
Für die
beste Leistung bei der Coextrusion werden die Polymermaterialien für jede Schicht
so ausgewählt,
dass sie ähnliche
Eigenschaften, wie beispielsweise Schmelzviskosität, aufweisen.
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Coextrusionstechniken
sind in vielen Bezugsquellen über
die Polymerverarbeitung zu finden, welche Progelhof, R.C., und Throne,
J.L., „Polymer
Engineering Principles",
Hanser/Gardner Publications, Inc., Cincinnati, OH, 1993, umfassen.
Alternativerweise können
eine oder mehr Schichten als eine getrennte Folie extrudiert und
miteinander laminiert werden, um das Bildannahmemedium zu bilden.
Das fertige Bildannahmemedium benötigt keine Oberflächenbehandlungsverfahren,
wie beispielsweise eine Koronabehandlung, um die Bildannahmefähigkeit
des Bildannahmemediums für
bestimmte Anwendungen zu verbessern, wie im Stand der Technik beschrieben.
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Die
bebilderten Polymerfolien können
ein Endprodukt oder ein Zwischenprodukt sein, und sie sind für eine Vielfalt
von Gegenständen
verwendbar, welche Beschilderungen und kommerzielle Graphikfilme
umfassen. Beschilderungen umfassen verschiedene rückreflektierende
Folienprodukte zur Verkehrskontrolle, sowie nicht rückreflektierende
Beschilderungen, wie beispielsweise hintergrundbeleuchtete Schilder.
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Der
Gegenstand ist zur Verwendung als auf rollbare Schilder, Fahnen,
Spruchbänder
und andere Gegenstände
geeignet, welche andere Verkehrswarnobjekte, wie beispielsweise
Aufrollfolien, Konuswickelfolien, Pfostenwickelfolien, Fasswickelfolien,
Nummernschildfolien, Barrikadenfolien und Schildfolien; Fahrzeugmarkierungen
und segmentierte Fahrzeugmarkierungen; Straßenmarkierungsbänder und
-folien; sowie rückreflektierende
Bänder
umfassen. Der Gegenstand ist auch in einer Vielfalt von rückreflektierenden
Sicherheitsvorrichtungen verwendbar, welche Kleidung, Bauarbeitswesten,
Rettungswesten, Regenschutzkleidung, Firmenzeichen, Pflaster, Werbeobjekte,
Gepäck,
Aktentaschen, Schultaschen, Rucksäcke, Flöße, Gehstöcke, Schirme, Halsbänder für Tiere,
LKW-Markierungen, Anhängerabdeckungen
und -vorhänge
usw. umfassen.
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Kommerzielle
Graphikfilme umfassen eine Vielfalt von bebilderten Werbe-, Reklame-
und Unternehmensidentitätsfilmen.
Die Filme umfassen normalerweise einen Haftklebstoff auf der nichtsichtbaren
Oberfläche,
damit diese Filme auf eine Zieloberfläche, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge,
LKWs, Flugzeuge, Plakattafeln, Gebäude, Markisen, Fenster, Böden usw.,
geklebt werden können.
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Aufgaben
und Vorteile der Erfindung werden durch die folgenden Beispiel weiter
veranschaulicht, aber die jeweiligen Materialien und Mengen davon,
die in den Beispielen erwähnt
werden, sowie andere Bedingungen und Details, sollten nicht so aufgefasst
werden, dass sie die Erfindung unzulässigerweise beschränken. Alle
Teile, Prozentsätze
und Verhältnisse
hierin sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben.
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Beispiele
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- „ABC
5000" ist ein Antiblockierkonzentratharz
in einem Polyethylenträger
und war von der Polyfil Corporation, Rockaway, NJ, erhältlich.
- „Black
Conc." ist 2161
Schwarzkonzentrat und war von PolyOne Southwest, Seabrook, TX, erhältlich.
- „BYNEL® 3101" ist ein säure/acrylatmodifiziertes
Ethylenvinylacetatharz und war von E.I. DuPont de Nemours (DuPont),
Wilmington, DE, erhältlich.
- „BYNEL® 2002" ist ein säuremodifiziertes
Ethylenacrylat und war von DuPont erhältlich.
- „ELVALOY® 741" ist ein Terpolymer
von Ethylen/Vinylacetat/Kohlenmonoxid/Ethylen und war von DuPont
erhältlich.
- „ELVALOY® 4924" ist ein Terpolymer
von Ethylen/Vinylacetat/Kohlenmonoxid/Ethylen und war von DuPont
erhältlich.
- „ELVALOY® 1218AC" ist ein Copolymer
von Ethylen und Methacrylat und war von DuPont erhältlich.
- „ELVAX® 3170" ist ein Ethylenvinylacetatcopolymer
(18 Vinylacetat) und war von DuPont erhältlich.
- „3135B
EVA" ist ein Ethylenvinylacetatcopolymer
(12 % Vinylacetat) und war von DuPont erhältlich.
- „FYREBLOCK
5DB-370P5" ist ein
Flammverzögerungsmittelkonzentrat
und war von Great Lakes Chemical, Indianapolis, IN, erhältlich.
- „HYTREL® 4078" ist ein Polyetheresterelastomer
und war von DuPont erhältlich.
- „LDPE" ist Exxon 129.24
Polyethylen mit niedriger Dichte und war von Exxon Chemical, Houston,
TX, erhältlich.
- „LLDPE" ist lineares Dow
Polyethylen 2045 mit niedriger Dichte und war von der The Dow Chemical
Company, Midland, ML, erhältlich.
- „MORTHANE® PN
343-200" ist ein
thermoplastisches Polyurethan und war von Rohm and Haas, Philadelphia, PA,
erhältlich.
- „MT
5000" ist ein Talkkonzentrat
und war von der Polyfil Corporation, Rockaway, NJ, erhältlich.
- „R104" ist Rutiltitandioxid
und war von DuPont erhältlich.
- „RG
180-10 film" ist
ein Polyvinylchloridgießfilm
(50,8 Mikrometer (2 mil)) mit einer PSA und PSA Deckschicht und
war von 3M erhältlich.
- „Standridge
11937" ist 11937
Weißkonzentrat
und war von der Standridge Color Corporation, Social Circle, GA, erhältlich.
- „UV
10407" ist Ampacet
10407 und war von der Ampacet Corporation, Tarrytown, NJ, erhältlich.
- „Z9470
PP/PE copolymer" ist
ein statistisches Copolymer von Polypropylen und Ethylen und war
von der Fina Oil and Chemical Company, LaPorte, TX, erhältlich.
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Testverfahren
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Das
Drucken erfolgte bei allen Filmproben unter Verwendung einer Arizona
Siebdruckmaschine (erhältlich
von RasterGraphics, einem Mitglied der Gretag Imaging Group, San
Jose, CA); und Piezo-Tintenstrahltinten der Scotchcal Serie 3700,
die von 3M erhältlich
sind. Ein bestimmtes photographisches Bild mit einem Bereich von
Druckdichten wurde als das Testbild gewählt, und der Drucker wurde
in der Betriebsart sechs Farben acht Durchläufe bei einer Trocknertemperatureinstellung
von 45 °C
und ohne Überschreiben
(alle Tinteneinstellungen bei 100 %) betrieben. Stücke der
zu bedruckenden Filme wurden auf einen RG 180-10 Film geklebt, der
durch den Drucker gezogen wurde.
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Die
Punktgröße eines
einzelnen gedruckten Tintenpunkts wurde auf dem Bildannahmefilm
unter Verwendung eines optischen Mikroskops gemessen. Der angezeigte
Wert wurde durch Mittelung des Durchmessers von sechs verschiedenen
Punkten erhalten. Für
die Druckauflösung,
die in den Beispielen verwendet wurde (ungefähr 300 × 300 dpi), sollte der theoretische
Tintenpunktdurch messer größer als
120 Mikrometer (21/2/dpi), aber nicht über 170
Mikrometer (2/dpi) sein.
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Das
prozentuale Haftvermögen
(„Haftvermögen (%)") war das Haftvermögen der
Tinte am Substrat oder an der Grundierung, die auf den Gegenständen gemessen
wurde. Die Gegenstände
wurden mindestens 24 Stunden vor der Messung des Haftvermögens, welche
gemäß der Prozedur
erfolgte, die im ASTM-Standard D 3359-95A Testverfahren zum Messen
des Haftvermögens
durch den Bandtest, Verfahren B, festgelegt ist, bei Raumtemperatur
konditioniert.
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Die
qualitative Bewertung der Bildqualität für die verschiedenen Druckannahmefilme
erfolgte durch Beobachten des Auslaufens oder Ausblutens der Tinte
während
des Druckens, wenn überhaupt;
der Auflösung des
Bildes; und der Farbdichte in Bezug auf einen RG 180-10 Film. Diese
qualitativen Bewertungen sind als „Kommentare" in den folgenden
Tabellen angezeigt.
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Die
Rate der Absorption des Lösungsmittels
der Tinte in die verschiedenen Tintenannahmeschichten wurde durch
Messen der Sorptionsrate von 2-Butoxyethylacetat in die Schichten
quantitativ bewertet. 2-Butoxyethylacetat ist das Primärlösungsmittel
in den Piezo-Tintenstrahltinten der Scotchcal Serie 3700 und weist einen
Löslichkeitsparameter
von 17,3 (MPa)1/2 (8,5 (cal/cm3)1/2) auf. Filme der Tintenannahmeschichten
wurden unter Verwendung der Extrusionsbedingungen hergestellt, die
im Folgenden beschrieben werden. Zur Durchführung der Absorptionsmessungen
wurde ein Stück
von 7,6 × 7,6
cm (3 × 3
Inch) des zu testenden Films gewogen und auf eine Glasplatte mit
vier Stück
Vinylband der Marke Scotch® #471 geklebt, derart
dass durch die vier Bandstücke
ein quadratischer Rahmen von 5,1 × 5,1 cm (2 × 2 Inch)
gebildet wurde. Das 2-Butoxyethylacetatlösungsmittel wurde dann auf
diese Filmfläche
von 5,1 × 5,1
cm (2 × 2
Inch) mit einer Einwegpipette aufgetragen. darauf verteilt und 1
Minute verweilen gelassen, woraufhin jegliches Lösungsmittel, das nicht absorbiert
wurde, mit einem Papiertuch entfernt wurde. Das Band wurde abgenommen,
und der Film wurde unverzüglich
wieder gewogen, um die Menge absorbierten Lösungsmittels zu bestimmen.
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Die
Vollblockfarbdichte wurde für
einige Filme, die mit einer 100%tiger Deckung von schwarzer Tinte bedruckt
wurden, unter Verwendung eines Schwärzungsmessers Marke Gretag
SPM-55, der von der Gretag MacBeth AG, Regensdorf, Schweiz, erhältlich ist,
quantitativ gemessen. Es wurde keine Hintergrundsubtraktion verwendet,
und bei den angezeigten Werten handelt es sich um den Mittelwert
von drei Messungen. Eine Zunahme der Farbdichte steht normalerweise
mit einer Zunahme der Festtintenfüllung und einer besseren Punktverstärkung in
Beziehung.
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Filme
(0,1 mm dick) von Trägerharz/Tintenabsorptionsharz-Mischungen
wurden unter Verwendung eines Brabender Extruders von 1,9 cm (3/4
Inch) extrudiert. Es erfolgte kein Vormischen der Harze; es wurde jedoch
eine Schnecke mit einem Mischelement im Extruder verwendet. Die
Extruderzonentemperaturen betrugen: Z1 = 180 °C, Z2 = 190 °C, und Z3 = 200 °C, und das
Werkzeug war auf 200 °C
eingestellt. Die Filme wurden auf einen 15,24 cm breiten Film mit
einer Polyethylenterephthalat- oder PET-Kernschicht gegossen und
durch Durchlassen durch einen Stapel von drei Kühlwalzen verfestigt.
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Beispiel 1 bis 11, Referenzbeispiel
12 und Vergleichsbeispiel C1 bis C9
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Tabelle
1 zeigt die Zusammensetzungen der bildannehmenden Schichten der
Bildannahmefilme, die bebildert wurden. Tabelle 2 fasst die Ergebnisse
der Piezo-Tintenstrahltintentests
zusammen. Eine Beschreibung der Tintenabsorptionsharze, die in den
Tintenannahmefilmen verwendet werden, erfolgt in Tabelle 3.
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Beispiel
12 ist ein Referenzbeispiel.
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Beispiel
12 ist ein Referenzbeispiel.
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In
keiner Probe wurde nach dem Tintenhafttest ein Tintenrupfen festgestellt,
was auf ein einigermaßen gutes
Haftvermögen
der Tinte hinweist.
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Die
Daten in Tabelle 2 zeigen, dass eine bildannehmende Schicht, die
nur aus BYNEL® 3101
Harz (Vergleichsbeispiel C2) hergestellt ist, nicht genügend Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte aufweist, um ein Auslaufen und ein Ausbluten der Tinte
zu verhindern. Im Gegensatz dazu zeigen die Daten, dass eine bildannehmende
Schicht, die nur aus ELVALOY® 741 (Vergleichsbeispiel
C3) hergestellt ist, zwar eine angemessene Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
aufwies und eine gute Bildauflösung
lieferte, aber eine unzureichende Punktverstärkung, sowie eine schlechte
Farbdichte ergab. Filme oder Schichten, die aus ELVALOY® 741
hergestellt wurden, waren sehr weich, was zu einer schlechten Abriebfestigkeit
führte.
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Die
Daten in Tabelle 2 zeigen auch, dass die Beigabe von 20 bis 40 Gewichtsprozent
ELVALOY® 741 zu
BYNEL® 3101
die Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
der bildannehmenden Schicht im Vergleich zu einer Schicht, die aus
BYNEL® 3101
allein hergestellt wurde, steigerte. Die Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
war jedoch noch immer nicht angemessen (Vergleichsbeispiel C4 und
C5).
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Die
Daten in Tabelle 2 zeigen, dass die Beigabe von (Meth)acrylatharzen
bei einem Gehalt von etwa 17 Gewichtsprozent zu einer signifikanten
Steigerung der Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
von BYNEL® 3101/ELVALOY® 741
Filmen führte
(Beispiele 1, 2, 3, 5 und 6). Die Beigabe eines Polymethylmethacrylatharzes
zur BYNEL® 3101/ELVALOY® 741
Mischung (Vergleichsbeispiel C6) lieferte keine angemessene Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit.
Beispiel 1 lieferte eine um etwa 50 bessere Lösungsmittelabsorption als das Vergleichsbeispiel
C4, das kein Lösungsmittelabsorptionsharz
enthielt.
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Die
Beispiele 2, 3, 5 und 6 lieferten eine noch bessere Lösungsmittelabsorption
als Beispiel 1. Die bildannehmenden Schichten von Beispiel 2, 3,
5 und 6 wiesen keinerlei Ausbluten von Tinte auf, und die Auflösung der
gedruckten Bilder war ausgezeichnet. Beispiel 4 zeigte, dass ein
Verringern des Gehalts an Tintenabsorptionsharz (verglichen mit
Beispiel 5) infolge einer geringeren Lösungsmittelabsorption zu einem
leichten Ausbluten des gedruckten Bildes führt.
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Beispiel
8 zeigte, dass eine Mischung von BYNEL® 3101
mit einem Tintenabsorptionsharz eine ausreichende Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
und eine gute Druckleistung liefern kann.
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Vergleichsbeispiel
C7 zeigte, dass nicht alle modifizierten Olefinharze als das Basisharz
in solchen Druckannahmemischungen verwendet werden können, da
die Verwendung von BYNEL® 2002 anstelle von BYNEL® 3101
(Beispiel 1) zu einer verschlechterten Bildqualität und einer
schlechten Tintenabsorption führte.
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Die
Farbdichten von Vergleichsbeispiel C1 und C4 und Beispiel 1 und
5 betrugen 2,00; 1,38; 1,55 beziehungsweise 1,72. Die Beigabe von
Acrylharz zum Trägerharz
von Vergleichsbeispiel C4 führte
zu einer Zunahme der Dichte der schwarzen Farbe. Eine annehmbare
Farbdichte beträgt
mindestens 1,5.
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Beispiele 13 bis 21
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Dreischichtige
Filme wurden auf einer Blasfilmlinie im Wesentlichen so erzeugt,
wie in US-Pat. Nr. 5,721,086 beschrieben, mit der Ausnahme, dass
keine Koronabehandlung verwendet wurde. Die drei Extruder wurden
auf Z1 = 130 °C,
Z2 = Z3 = 200 °C
eingestellt, und das Werkzeug wurde auf 200 °C eingestellt. Für die bildannehmenden
Schichten wurden die modifizierten EVA-Trägerharze
und Acrylharze trocken gemischt und dann in den Extruder eingeführt, mit
Ausnahme von Beispiel 17 und 18, für welche BYNEL® 3101,
ELVALOY® 741
und Acrylharze unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders vorgemischt
und dann pelletiert wurden.
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Die
Beschreibungen der Blasfilmkonstruktionen sind in Tabelle 4 aufgeführt, und
sie bestehen aus einer Olefin-Kernschicht mit einer Klebegrundierschicht
auf einer Seite und einer bildannehmenden Schicht auf der anderen
Seite.
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Für alle unten
angeführten
Filme war die Zusammensetzung der Klebegrundierschicht 3135B EVA/MT 5000/ABC
5000/UV 10407 im Verhältnis
80/12/4/4, und die Klebegrundierschicht war 12,7 Mikrometer (0,5 mils)
dick. Tabelle
4
- Kern A
- = 60,0/17,8/4,2/18,0
Z9470 PE-PP/ELVAX 3170/UV 10407/STANDRIDGE 11937
- Kern B
- = 58,5/15,0/4,5/22,0
129.24 LDPE/ELVAX 3170/UV 10407/STANDRIDGE 11937
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Die
Bildannahmefilme, die in Tabelle 4 beschrieben sind, wurden unter
Verwendung des Arizona Druckers bedruckt, wie zuvor beschrieben.
Kommentare bezüglich
der Druck- und Bildqualität,
Ergebnisse der Tintenhafttests und Tintenpunktmessungen sind in
Tabelle 5 angezeigt.
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Das
Vergleichsbeispiel C10 zeigte, dass eine bildannehmende Schicht
ohne Tintenabsorptionsharz zu Ausbluten von Tinte führte. Die
Beispiele 13 bis 21 zeigten, dass die Beigabe eines Tintenabsorptionsacrylharzes
die Absorptionsfähigkeit
für das
Lösungsmittel
der Tinte verbesserte.
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Beispiel
16 zeigte, dass eine Abnahme der Dicke der bildannehmenden Schicht
zu einer schlechteren Druckleistung im Vergleich zu Beispiel 12
führte.
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Beispiel 22 und 23
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Beispiel
22 war ein einseitig bedruckbares mehrschichtiges Spruchband, das
unter Verwendung eines herkömmlichen
Blasfilmcoextrusionsverfahrens im Wesentlichen so erzeugt wurde,
wie in US-Pat. Nr. 5,721,086 beschrieben, mit der Ausnahme, dass
keine Koronabehandlung verwendet wurde. Jeder der sieben Extruder
A, B, C, D, E, F und G führte
eine Schmelzformulierung in ein ringförmiges Werkzeug ein, wo die Schmelzen
zu einem einzigen geschmolzenen Strom vereint wurden, der aus sieben
unterschiedlichen Schichten in einer Hülsenform bestand. Die Schmelze
von Extruder A bildete die bildannehmende Schicht, und die Schmelze
der Extruder B, C, D, E, F und G bildete die Substratschichten.
Die geschmolzene Polymerhülse wurde
dann durch Einführen
von Luft in die Hülse
und Festhalten derselben zwischen dem Werkzeug und Quetschwalzen
an der Oberseite des Blasfilmturms zu ihrem Enddurchmesser und ihrer
Enddicke geblasen. Die Filmhülse
wurde dann in zwei flache Filmbahnen längs getrennt und auf einen
Kern gewickelt. Die resultierende Probe wies eine Dicke von etwa
300 Mikrometer (12 mils) auf. Das Spruchbandmaterial wurde auf einem
VUTEk® 2360SC
Tintenstrahldrucker, der auf beiden Geschwindigkeitsstufen Ultra
(200 SF/H) und Enhanced (400 SF/H) lief, bei einer Vorwärmung von
38 °C (100 °F) und 60 °C (140 °F) in den
restlichen Heizabschnitten unter Verwendung von Tinten der Scotchcal
Serie 2300, die von 3M erhältlich
sind, bedruckt. Jede Probe wies eine gute Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit
auf. Das Bild wies eine gute Auflösung und Farbdichte auf. Die
Formulierungsdaten sind in Tabelle 6 angegeben.
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Beispiel
23 war ein zweiseitig bedruckbares mehrschichtiges Spruchband, das
unter Verwendung eines herkömmlichen
Blasfilmcoextrusionsverfahrens, wie in Beispiel 22 beschrieben,
hergestellt wurde. Die resultierende Probe wies eine Dicke von etwa
300 Mikrometern (12 mils) auf. Dieses Spruchbandmaterial wurde auf
beiden Seiten bedruckt, wie unmittelbar zuvor beschrieben. Die bildannehmenden
Schichten lieferten eine gute Lösungsmittelabsorptionsfähigkeit.
Die Bilder wiesen eine gute Auflösung
und Farbdichte auf. Die Formulierungsdaten sind in Tabelle 7 angegeben.
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Die
verschiedenen Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung,
ohne vom Rahmen dieser Erfindung abzuweichen, sind für die Fachleute
zu erkennen. Diese Erfindung sollte nicht auf die hierin zu Veranschaulichungszwecken
dienenden Darlegungen beschränkt
sein.
