DE69015720T2

DE69015720T2 - Empfängerschicht für Übertragung durch Wärme.

Info

Publication number: DE69015720T2
Application number: DE69015720T
Authority: DE
Inventors: Nicholas Clement Beck; Paul Andrew Edwards; Richard Anthony Hann
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-07-14
Also published as: EP0409515A3; JPH0382597A; JP2843657B2; GB9015509D0; US5214024A; EP0409515B1; EP0409515A2; KR910002618A; DE69015720D1; ATE116602T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Thermotransferdrucken und insbesondere auf Empfängerfolien mit neuartigem Aufbau und ihre Verwendung für den Thermotransferdruck mit Farbstoff-Diffusion.
Thermotransferdrucken ("Thermal Transfer Printing", "TTP") ist ein Oberbegriff für Verfahren, bei denen man bewirkt, daß ein oder mehrere thermisch übertragbare Farbstoffe von einer Farbstoffolie auf einen Empfänger in Wechselwirkung mit thermischer Anregung übertragen werden. Viele Jahre ist Sublimations-TTP zum Bedrucken von gewebten und gestrickten Textilien und zahlreichen weiteren rauhen und porigen Materialien verwendet worden, indem man über das zu bedruckende Material eine Folie, die das gewünschte Muster in der Form von sublimierbaren Farbstoffen trägt, legt. Diese wurden dann auf die Oberfläche des Materials und in seine Poren bzw. Hohlräume, indem man Wärme und leichten Druck über die gesamte Fläche anlegte, typischerweise unter Verwendung einer auf 180 bis 220 ºC erhitzten Platte für eine Zeitdauer von 30 bis 120 s sublimiert, wobei im wesentlichen der ganze Farbstoff übertragen wurde.
Bei einem neueren TTP-Verfahren können Drucke auf relativ glatten und zusammenhängenden Empfänger-Oberflächen unter Verwendung von Pixel-Druck-Vorrichtungen wie einem programmierbaren Thermodruckkopf oder einem Laserdrucker, die durch von einem Videosystem, einem Computer, einer elektronischen Einzelbildkamera oder ähnlichen Signal erzeugenden Vorrichtungen abgeleiteten elektronischen Signalen gesteuert werden, erhalten werden. Anstatt, daß das Muster bereits auf der Farbstoffolie gebildet ist, umfaßt eine Farbstoffolie für dieses verfahren einen dünnen Träger, der eine Farbstoffbeschichtung trägt, die einen einzelnen Farbstoff oder eine Farbstoff-Mischung (gewöhnlich in einein Bindemittel dispergiert oder gelöst) umfaßt, der/die eine kontinuierliche und gleichförmige Schicht über eine ganze Druckfläche der Farbstoffolie bildet. Drucken wird durchgeführt, indem ausgewählte, diskrete Bereiche der Farbstoffolie erhitzt werden, während die Farbstoffolie gegen eine farbstoffaufnehmende Oberfläche gehalten wird, wobei man bewirkt, daß Farbstoff auf die entsprechenden Flächen der aufnehmenden Oberfläche übertragen wird. Die Form des übertragenen Musters wird so durch die Anzahl und den Ort der diskreten Flächen, die der Erhitzung unterworfen werden, bestimmt, und die Farbtiefe in jeder diskreten Flasche wird durch die Zeitdauer, die sie erhitzt wird, und die erreichte Temperatur bestimmt. Der Übertragungsmechanismus scheint einer der Diffusion in die farbstoffaufnehmende Oberfläche zu sein, und man hat solch ein Druckverfahren Thermotransferdrucken mit Farbstoff-Diffusion genannt.
Dieses Verfahren kann einen einfarbigen Druck in einer durch den verwendeten Farbstoff oder die verwendete Farbstoffmischung bestimmten Farbe ergeben, aber Vollfarb-Drucke können auch erzeugt werden, indem man aufeinanderfolgend mit verschiedenfarbigen Farbstoffbeschichtungen in ähnlicher Weise druckt. Diese Beschichtungen können geeigneterweise als diskrete, gleichförmige Flächen in Druckformatgröße in sich wiederholender Reihenfolge entlang derselben Farbstoffträgerfolie bereitgestellt werden.
Eine typische Empfängerfolie umfaßt einen folienähnlichen Träger, der eine Empfängerbeschichtung aus einer farbstoffaufnehmenden Zusammensetzung trägt, die ein Material mit einer Affinität für die Farbstoffmoleküle enthält, und in das sie leicht diffundieren können, wenn die angrenzende Fläche der Farbstoffolie während des Druckens erhitzt wird. Solche Empfängerbeschichtungen sind typischerweise ungefähr 2 bis 6 um dick; und Beispiele für geeignete farbstoffaufnehmende Materialien umfassen gesättigte Polyester, die vorzugsweise in gewöhnlichen Lösungsmitteln löslich sind, wobei sie leicht ermöglichen, daß sie auf dem Träger als Beschichtungs- Zusammensetzungen aufgetragen und dann unter Bildung der Empfängerbeschichtung getrocknet werden.
Zahlreiche folienähnliche Materialien sind für den Träger vorgeschlagen worden, umfassend beispielsweise Cellulosefaserpapier, thermoplastische Folien wie biaxial orientierte Polyethylenterephthalat-Folie, mit Hohlräumen versehene Kunststoffolien, um ihnen papierähnliche Handhabungsqualitäten zu verleihen (daher im allgemeinen "synthetisches Papier" genannt) und Laminate aus zwei oder mehreren solchen Folien. Die Anmelder haben jedoch beobachtet, daß einige Empfängerfolien durch schlechte Handhabungseigenschaften beeinträchtigt sind, wobei dies besonders bemerkenswert ist, wenn sie in Paketen aus unbenutzen Empfängerfolien und Stapeln von aus ihnen gemachten Ausdrucken gelagert werden. In der Tat neigen, wann immer einzelne Folien relativ zu angrenzenden Folien, die sie berühren, bewegt werden, solche Folien im allgemeinen eher dazu, zusammenzukleben, als daß leicht eine Folie über die andere gleitet.
Die Anmelder haben gefunden, daß solche Probleme auf eine Anzahl von verschiedenen Ursachen zurückzuführen sind, aber daß sie insbesondere in Folien vorherrschend sind, die auf thermoplastischen Folien, synthetischen Papieren und einigen Cellulosepapieren, die dielektrische Materialien sind, d. h. Materialien, die leicht Ladungen der statischen Elektrizität auf ihren freiliegenden Oberflächen aufbauen, beruhen. Die Anmelder haben gefunden, daß es möglich ist, dieses spezielle Problem zu erleichtern, indem man die Oberflächenresistivitäten auf beiden Seiten der Empfängerfolie verringert, im allgemeinen auf weniger als 1 x 10¹³ Ω/Quadrat. Auf der Rückseite, die der Empfängerschicht abgewandt ist, können antistatische Mittel in eine Rückseitenbeschichtung eingearbeitet sein (die auch weitere Funktionen bereitstellen kann), aber die Anmelder fanden, daß auf der Empfängerseite des Trägers die Einarbeitung von antistatischen Mitteln in die Empfängerbeschichtung auch unerwünschte Nebeneffekte erzeugen kann, wenn Trennmittel vorhanden sind.
Drucke mit hoher Auflösung können mit Thermotransferdruck mit Farbstoff-Diffusion unter Verwendung von angemessener Druck- Vorrichtungen so wie den vorstehend erwähnten programmierbaren Thermodruckkopf erzeugt werden. Ein typischer Thermodruckkopf hat eine Reihe winziger Heizeinrichtungen, die sechs oder mehr Bildelemente bzw. Pixel pro Millimeter drucken, im allgemeinen mit zwei Heizeinrichtung pro Pixel. Je größer die Pixeldichte, um so größer ist die mögliche Auflösung, aber, da gegenwärtig erhältliche Drucker nur eine Reihe gleichzeitig drucken können, ist es erwünscht, sie mit hoher Geschwindigkeit mit kurzen, heißen Impulsen, gewöhnlich von nahe null bis zu ungefähr 10 ms lang, aber in einigen Druckern sogar bis zu 15 ms zu drucken, wobei jede Pixeltemperatur während der längsten Impulse typischerweise bis zu ungefähr 350 ºC ansteigt.
Typische farbstoffaufnehmende Zusammensetzungen sind thermoplastische Polymere mit Erweichungstemperaturen unterhalb der während des Druckens verwendeten Temperaturen. Obwohl die Druckimpulse so kurz sind, können sie ausreichend sein, um einen Grad der Schmelzverbindung zwischen der Farbstoffbeschichtung und der Empfängerbeschichtung zu verursachen, wobei das Ergebnis vollständige Übertragung von ganzen Flächen der Farbstoffbeschichtung zu dem Empfänger ist. Die Menge kann von gerade ein paar Pixeln breit bis dazu, daß zwei Folien über die ganze Druckfläche aneinander geschweißt sind, variieren.
Um dieses spezielle Problem zu lösen, hat es viele verschiedene Vorschläge gegeben, Trennmittel zu der Empfängerbeschichtung hinzuzufügen. Besonders effektive Systeme umfassen vernetzbare Silikone und Vernetzungsmittel, die in die Empfängerbeschichtungszusammensetzung, die das farbstoffaufnehmende Material enthält, eingearbeitet werden können, wobei die Vernetzung durchgeführt wird, nachdem die Zusammensetzung auf den Träger unter Bildung der Empfängerschicht aufgetragen worden ist.
Eine Empfängerfolie für den Thermotransferdruck mit Farbstoff- Diffusion ist aus EP-A-292 109 bekannt, wobei die Folie einen Träger umfaßt, der eine Empfängerbeschichtung trägt und die Empfängerbeschichtung ein farbstoffaufnehmendes Material so wie ein organisches Polymer und ein farbstoffdurchlässiges Trennmittel, das ein duroplastisches Harz aus aminomodifiziertem Silikon und organischem Oligoepoxid ist, umfaßt.
Unglücklicherweise wirken sowohl Trennmittel als auch antistatische Mttel an der Oberfläche des Empfängers und konkurrieren miteinander, wenn sie gemeinsam verwendet werden. So wird, wenn eine Empfängerbeschichtung, die beide Zusätze enthält, ausreichendes antistatisches Mittel hat, um das statische Problem zu beseitigen, vollständige Übertragung nicht länger verhindert; und wenn vollständige Übertragung vermieden wird, besteht die Neigung, daß die Handhabung beeinträchtigt ist. Die Anmelder haben jedoch nun einen neuen Empfängerfolien-Aufbau entwickelt, bei dem der Aufbau statischer Ladungen auf der Empfängerbeschichtung vermieden werden kann, egal, ob diese Empfängerbeschichtung effektive Mengen Trennmittel enthält oder nicht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Empfängerfolie für Thermotransferdruck mit Farbstoff- Diffusion, die einen folienähnlichen dielektrischen Träger umfaßt, der auf einer Seite eine Empfängerbeschichtung trägt, die eine farbstoffaufnehmende Polymerzusammensetzung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine antistatische Behandlung auf beiden Seiten des Trägers erhält, und daß die antistatische Behandlung auf der Seite, die die Empfängerbeschichtung trägt, eine leitende Grundbeschichtung umfaßt, die sich zwischen dem Träger und der Empf ängerschicht befindet.
Die Anmelder finden, daß die Wirkung der leitenden Grundbeschichtung, obwohl sie eine darüberliegende dielektrische Schicht in der Form des thermoplastischen Polyiners der Empfängerschicht hat, ist, die Resistivität an der Oberfläche deutlich zu verringern. Die Leitfähigkeit der Oberfläche einer Empfängerbeschichtung, die über einer leitenden Grundbeschichtung darüberliegt, ist in der Tat niedriger als die der leitenden Grundbeschichtung selbst, wie es zu erwarten war, aber die Anmelder fanden, daß die sich ergebende freiliegende Oberfläche der Empfängerbeschichtung in der Praxis ausreichend leitend sein kann, so daß eine wirkungsvolle Lösung für statisch induzierte Handhabungsprobleme bereitgestellt wird.
Darüber hinaus haben die Anmelder nun gefunden, daß, wenn Empfängerbeschichtungs-Zusammensetzungen verwendet wurden, die Trennmittel enthalten, deren Wirkung ausreichend durch Einführung herkömmlicher antistatischer Mittel verringert war, was zu den vorstehend beschriebenen Problemen der vollständigen Übertragung führte, das Ersetzen der antistatischen Mittel in der Empfängerbeschichtung durch eine effektive leitende Grundbeschichtung unterhalb der Empfängerschicht auch ermöglichte, daß durch die Trennmittel die Probleme der vollständigen Übertragung beseitigt wurden.
Die leitende Grundschicht kann auch weitere Bestandteile für andere Zwecke enthalten, z. B. um die Beschichtungseigenschaften der Vorstufenzusammensetzung der Grundbeschichtung zu verbessern, um die mechanischen Eigenschaften der Grundbeschichtung zu verbessern oder um die hygroskopischen Eigenschaften für die Verwendung unter feuchten Bedingungen zu modifizieren.
Ein weiterer Vorteil, der gefunden wurde, ist, daß leitende Grundschichten transparent und im wesentlichen farblos gemacht werden können, und somit beispielsweise für die Verwendung bei Transparent-Folien für die Overhead-Projektion geeignet sein können, zusätzlich zu normalen Ausdrucken wie solchen, die durch reflektiertes Licht beobachtet werden. Die meisten und möglicherweise alle von diesen nachstehend beschriebenen Zusammensetzungen werden solche Eigenschaften erzeugen, wenn sie in geeigneter Dicke, beispielsweise 1 um verwendet werden.
Zahlreiche weitere Schichten von aufgetragenen Beschichtungen können ebenfalls vorhanden sein. Beispielsweise kann der Träger mit einer Klebstoff-Zwischenschicht ausgestattet sein, wobei dies allgemeine Praxis bei Folienbeschichtungs-Auftragungen ist. Die Anmelder fanden jedoch, daß eine leitende Grundbeschichtung mit Härtungsbedingungen, die mit denjenigen der Empfängerschicht verträglich sind (wie nachstehend in größerem Detail beschrieben), selbst eine nützlich starke Bindung zwischen der Empfängerbeschichtung und dem Träger bereitstellt, selbst, wenn sie direkt in Kontakt mit dem Träger Verwendet wird, ohne, daß eine der normalen Zwischenschichten vorhanden ist.
Empfängerfolien können auch mindestens eine Rückseiten-Beschichtung auf der von der Empfängerbeschichtung abgewandten Trägerseite haben. Rückseitenbeschichtungen können ein Gleichgewicht für die Empf ängerbeschichtung zur Verfügung stellen, wobei sie Welligkeit bzw. Rollen während Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderungen verringert. Sie können auch mehrere spezifische Funktionen haben, umfassend Verbesserungen der Handhabungs- und Schreibeigenschaften, und zahlreiche Beispiele für Rückseiten-Beschichtungen sind in der Literatur vom Stand der Technik zu finden. Anders als bei der Empfängerschicht jedoch beeinflußt die Einführung von antistatischen Mitteln in die Rückseiten-Beschichtung gewöhnlich nicht die Funktionen der Rückseiten-Beschichtung, und die Anmelder bevorzugen, sie in die Rückseiten-Beschichtung selbst einzuarbeiten. Es kann jedoch in ähnlicher Weise wirkungsvoll sein, wenn sich eine leitende Grundbeschichtung zwischen der Rückseiten-Beschichtung und dem Träger befindet.
Leitende Grundbeschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können Nutzen für eine Vielzahl von Empfängern mit dielektrischen Trägern bereitstellen. Es ist insbesondere nützlich, wo der Träger eine Folie aus einer thermoplastischen Folie ist. Es kann auch nützlich bei synthetischem Papier und einigen Cellulosepapieren, für die Aufbau statischer Ladungen Handhabungsprobleme darstellen könnten, verwendet werden. Laminate können auch von derselben Behandlung profitieren, wobei das Laminat eine Vielzahl von Folien umfaßt und mindestens eines von ihnen aus einem thermoplastischen Material gebildet ist.
Die Anmelder haben gefunden, daß eine besonders effektive leitende Grundbeschichtung ein organisches Polymer umfaßt, das eine Vielzahl von Ether-Bindungen enthält, die mit einem Alkalimetallsalz unter Bereitstellung von Leitfähigkeit dotiert sind. Die Leitfähigkeit kann stetig erhöht werden, indem die Menge des Alkalimetalls erhöht wird, bis zu einer Menge, die der Anzahl der Ether-Bindungen äquivalent ist, von denen man glaubt, daß sie mit ihnen koordiniert werden. Dies führt jedoch zu steigenden hygroskopischen Eigenschaften, und die Anmelder bevorzugen so wenig Alkalimetallsalz zu verwenden, wie es angemessene Leitfähigkeit bereitstellen wird. Die Anmelder fanden, daß die Alkalimetalle mit niedrigerer Atomzahl am wirkungsvollsten sind und bevorzugten dementsprechend die Verwendung von Lithiumsalzen.
Lithiumsalze von organischen Säuren sind insbesondere bevorzugt, obwohl die Anmelder auch einige gute Ergebnisse unter Verwendung von Lithiumnitrat oder Lithiumthiocyanat hatten.
Das bevorzugte organische Polymer umfaßt mindestens eine Verbindung, die mindestens eine Ether-Bindung pro Molekül enthält, und ein Verbindungsmittel, das mit der Verbindung an einer anderen Stelle als mit der Ether-Bindung reagiert, wobei die Summe der miteinander reaktiven Funktionalitäten der Verbindung und dem Verbindungsmittel mindestens 4 ist. Besonders bevorzugte Polymere sind vernetzt. Diese können bereitgestellt werden, indem man eine weitere polyfunktionelle Verbindung, die mit dem Verbindungsmittel und/oder der Ether enthaltenden Verbindung reagiert, hinzufügt. Die Anmelder bevorzugen jedoch, daß eine Verbindung von dem Verbindungsmittel und der Ether enthaltenden Verbindung eine Funktionalität von mindestens 2 hat und die andere eine Funktionalität von mindestens 3 hat.
Besonders bevorzugte organische Polymere sind säurekatalysierte Produkte der Reaktion von Polyalkylenglykolen mit einem polyfunktionellen Vernetzungsmittel, das mit den endständigen Hydroxyl-Gruppen der Polyalkylenglykole reagiert. Bevorzugte Vernetzungsmittel sind polyfunktionelle N-(Alkoxymethyl)aminoharze, die mit solchen endständigen Hydroxylgruppen unter Säurekatalysator-Bedingungen reagieren. Beispiele umfassen Alkoxymethylderivate von Harnstoff-, Guanamin- und Melaminharzen. Niedrigere Alkylverbindungen (d. h. bis zu den C&sub4;-Butoxyderivaten) sind kommerziell erhältlich, und sie können alle effektiv verwendet werden, aber das Methoxyderivat ist stark bevorzugt, aufgrund der größeren Einfachheit, mit der sein flüchtigeres Nebenprodukt (Methanol) hinterher entfernt werden kann. Beispiele für Methoxyderivate, die von American Cyanamid in verschiedenen Sorten unter dem Handelsnamen Cymel verkauft werden, sind die Hexamethoxymethylmelamine, geeigneterweise in einer teilweise präpolymerisierten (Oligomer-) Form verwendet, um geeignete Viskositäten zu erhalten. Hexamethoxymethylmelamine sind 3- bis 6-funktionell, abhängig von der sterischen Behinderung von Substituenten, und haben die Eigenschaft, hoch vernetzte Materialien unter Verwendung geeigneter Säure-Katalysatoren, z. B. p-Toluolsulphonsäure (PTSA) zu bilden.
Die bevorzugten Polyalkylenglykole sind Polyethylenglykole. Die Anmelder erhielten auch nützliche Ergebnisse mit Polypropylenglykolen, aber wenn die Reihe fortschreitet, wird die Feuchtigkeitsbeständigkeit verringert und die Festigkeit der normalerweise sehr dünnen leitenden Beschichtung nimmt ab. Polyethylenglykole sind in Molekulargewichten bis zu ungefähr 10 000 (Gewichtsmittel), vielleicht höher, leicht erhältlich, aber für die vorliegende Anwendung ist bevorzugt, es auf 2 000 zu beschränken, um ein hohes Vernetzungsniveau relativ zur Anzahl der Etherstellen für die Koordination der Alkalimetallsalze aufrecht zu erhalten. In einem gewissen Maß steuert dieses Verhältnis die hygroskopischen Eigenschaften der Grundbe-Schichtung, wobei die höher vernetzten Materialien für die Verwendung in besonders feuchten Bedingungen bevorzugt sind.
Geeignete Polyethylenglykole mit niedrigem Molekulargewicht umfassen Diethylenglykol und Triethylenglykol.
Empfängerfolien gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung können verkauft und verwendet werden in der Gestalt langer Streifen, die in einer Kassette verpackt sind oder in einzelne Stücke in Druckformatgröße geschnitten sind oder anderweitig bearbeitet sind, um sie an die Anforderungen des jeweiligen Druckers anzupassen, mit dem sie zu verwenden sind, gleichgültig, ob dieser einen Thermodruckkopf einschließt, um die hierdurch bereitgestellten Eigenschaften voll auszunutzen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Stapel von druckformatgroßen Teilen einer Empfängerfolie gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zur Verfügung gestellt, der für die Verwendung in einem Thermotransferdrucker abgepackt ist. Dies hat den besonderen Vorteil, daß durch die leitende Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, daß die Folien einzeln von dem Stapel zu der Druckstation in einen Drucker eingeführt werden, ungehindert durch statisch induziertes Blockieren. Es gibt auch weniger Risiko der Staub-Aufnahme.
Eine bevorzugte Empfängerfolie ist eine, bei der die Empfänger-Beschichtung ein farbaufnehmendes Polymer umfaßt, das mit einem Trennsystem dotiert ist, wobei das Trennsystem mindestens ein polyhydroxy-funktionelles Silikon umfaßt, das durch mindestens ein polyfunktionelles N-(Alkoxymethyl)-aminoharz vernetzt ist, das mit solchen funktionellen Hydroxylgruppen der Silikone unter säurekatalysierten Bedingungen reagiert. Beispiele für die Aminoharze umfassen solche, die vorstehend als Beispiele für die leitende Grundbeschichtung aufgeführt sind, so wie die Cymel-Hexamethoxymethymelamine. Die Anmelder bevorzugen insbesondere, daß das in der Empfängerschicht verwendete Vernetzungsmittel im wesentlichen dasselbe wie das Verbindungsmittel der leitenden Grundbeschichtung ist. Mit dem Ausdruck "im wesentlichen dasselbe" meinen die Anmelder, daß ein unterschiedlicher Grad an Cymel erwünscht sein kann, um beispielsweise die Viskosität während der Beschichtung ein zustellen, während im wesentlichen dieselben chemischen Eigenschaften behalten werden. Ein weiterer Unterschied ist, daß bei der Empfängerbeschichtung die Säurekatalysatoren vorzugsweise verblockt werden, wenn sie zuerst hinzugefügt werden, wobei sie die Lagerbeständigkeit der Beschichtungszusammensetzung verlängern; Beispiele umfassen Amin-blockiertes PTSA (z. B. Nacure 2530) und Ammoniumtosylat.
Das Trennsystem wird gehärtet, nachdem es zu der farbstoffaufnehmenden Polymer-Zusammensetzung hinzugefügt worden ist, und als eine Beschichtung auf die vorgebildete leitende Grundbeschichtung aufgetragen. Die Verwendung eines Trennsystems, das wie die Grund-Beschichtung säurekatalysiert ist, führt zu Verträglichkeit zwischen den zwei Schichten, und die Anmelder finden, daß sie, obwohl die Härtung der leitenden Grundbeschichtung vollständig sein sollte, bevor die Empfängerschicht darübergelagert wird, eine stärkere Bindung zwischen ihnen erhalten, als wenn sie Silikon-Trennmittel verwenden, die unter unterschiedlichen, weniger kompatiblen Bedingungen vernetzt werden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen, die in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind, veranschaulicht, in denen:
Figur 1 eine diagrammatische Darstellung eines Querschnitts durch einen Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und
Figur 2 eine diagrammatische Darstellung eines Querschnitts durch einen zweiten Empfänger geinäß der vorliegenden Erfindung ist.
Die in Figur 1 gezeigte Empfängerfolie hat einen Träger aus biaxial orientierter Polyethylenterephthalatfolie 1. Auf eine Seite dieses Trägers ist eine leitende Grundbeschichtung 2 gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen, die von einer Empfängerschicht 3 überschichtet ist. Auf der Rückseite befindet sich eine antistatische Rückenseitenbeschichtung 4.
Die in Figur 2 gezeigte Empfängerschicht verwendet synthetisches Papier 11 für den Träger. Dieser hat eine Zwischenschicht 12, eine leitende Grundbeschichtung 13 und eine Empfängerbeschichtung 14, und auf der Rückseite ist eine weitere Zwischenschicht 15 und eine rückseitige Beschichtung 16.
Um die Leistungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, wurde eine Reihe von Empfängerfolien im wesentlichen wie in Figur 1 gezeigt mit zahlreichen leitenden Grundbeschichtungen gemäß der Erfindung hergestellt. Die verwendeten Zusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt. Ihre Oberflächen-Resistivitäten wurden auf der aufnehmenden Seite der Empfängerfolie bei zwei Stadien gemessen; zuerst nach Auftragung, Trocknen und Härten (bei 110 ºC) der leitenden Grundbeschichtung (d. h. bevor diese mit der Empf ängerbeschichtung überzogen wird), und dann wurde, um eine Bewertung der Grundbeschichtung in der fertiggestellten Empfängerfolie zur Verfügung zu stellen, die Oberflächenresistivität der Empfängerbeschichtung selbst gemessen. Die Meßbedingungen waren in jedem Fall 20 C und 50 % Feuchtigkeit.
Die in Beispielen 1 bis 22 verwendete Empfängerbeschichtung wurde aus den folgenden Lösungen hergestellt, bei denen die Mengen als Gewichtsteile angegeben sind:
A. 12 Teile Vitel PE200 (gesättigter Polyester)
0,60 Teile Atlac 363E (ungesättigter Polyester)
0,51 Teile Aminosiloxan M468 (Trennmittel)
53 Teile Toluol
536 Teile MEK
B. 0,12 Teile Imidrol 0C
0,09 Teile Stearinsäure
4,4 Teile Toluol
4,4 Teile MEK
C. 0,09 Teile Degacure Kl26
2,2 Teile Toluol
Die Lösungen A und B wurden separat hergestellt und filtriert, und die Katalysatorlösung C wurde in die filtrierte Lösung kurz vor dem Beschichten gemischt. Nach dem Beschichten und Härten bei 140 ºC hatte diese aufnehmende Beschichtung eine trockene Dicke von ungefähr 2 um.
Die in jeder der leitenden Grundbeschichtungen, die in den Beispielen 1 bis 22 aufgeführt werden, verwendeten Zubereitungen und die Oberflächenresistivitäten (wenn gemessen), sind in der nachstehenden Tabelle 1 gegeben, wobei die angegebenen Prozentsätze sich auf das Gewicht der Zusammensetzung beziehen, ohne den Säurekatalysator, der in den Beispielen 1 bis 6 als Gewichts-% des Cymel und in den Beispielen 7 bis 22 als Gewichts-% der gesamten Zusammensetzung angegeben ist. In der Tabelle 1 sind die folgenden Abkürzungen und Handelsnamen verwendet worden:
PEG ist Polyethylenglykol
PPG ist Polypropylenglykol
Digol ist Diethylenglykol
Trigol ist Triethylenglykol
Cymel ist Hexamethoxymethylmelamin
Triflate ist Lithiumtrifluormethansulfat,
KFBS ist Kaliumnonafluor-1-butansulfonat,
PTSA ist p-Toluolsulfonsäure. Tabelle 1 Oberflächenresistivität X/Quadrat Beispiel Zusammensetzung Grundbeschichtung aufnehmende Schicht PEG Cymel Triflate PTSA LiSCN Phthalsäure
In den Beispielen 1, 2, 3, 4, 13 und 14 wurden gute Beschichtungen der Empfängerschicht, die über der Grundbeschichtung übergeschichtet war, erhalten. Thermotransferdrucken wurde unter Verwendung von Standard-Farbstoffolien durchgeführt, und keine vollständige Übertragung wurde beobachtet. Alle solchen Empfängerfolien waren gut zu handhaben, sowohl vor als auch nach dem Drucken.

Beispiel 23

Die vorstehenden Versuche wurden unter Verwendung einer unterschiedlichen Empfängerbeschichtung wiederholt. Die leitende Grundbeschichtung umfaßte Cymel 303 (1,51 Gew.-Teile), Diethylenglykol (0,57 Teile), Lithium-PTSA (0,57 Teile) und PTSA (0,19). Bei der F:mpfängerbeschichtung wurde auch Cymel 303 verwendet, und die Beschichtungslösung wurde (wie vorstehend) durch Mischen von drei Lösungen hergestellt, wobei diese waren:
A. 14,8 Teile Vylon 200
0,15 Teile Tinuvin 234
60 Teile Toluol
35 Teile MEK
5B. 0,12 Teile Cymel
2,5 Teile MEK
C. 0,024 Teile Tegomer H-Si 2210
0,15 Teile Nacure 2530
2,5 Teile MEK
(Tegomer HSI 2210 ist ein hydroxyorganofunktionelles Polydimethylsiloxan.)
Wieder wurde eine Empfängerfolie mit guten Handhabungseigenschaften erhalten. Die Empfängerbeschichtung von diesem Beispiel schien eine stärkere Bindung an der leitenden Grundbeschichtung als diejenigen der vorhergehenden Beispiele zu haben.

Beispiel 24

Um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen, wurden Empfängerfolien im wesentlichen wie in Figur 1 gezeigt hergestellt. Ein großes Gewebe aus transparentem biaxial orientierter Polyesterfolie wurde auf einer Seite bereitgestellt, mit einer leitenden Grundbeschichtung, die mit einer Empfängerbeschichtung überschichtet war, und mit einer leitenden Rückseitenbeschichtung auf der anderen Seite, wie nachstehend beschrieben.
Die erste auf das Gewebe auf zutragende Beschichtung war die rückseitige Beschichtung. Eine Oberfläche des Gewebes wurde zuerst chemisch geätzt, um eine mechanische Verankerung zu erreichen. Eine Beschichtungszusammensetzung wurde wie folgt hergestellt:
Aceton/Diacetonalkohol 11/1 gemischtes Lösungsmittel mit einer Spur Isopropanol
VROH 42 Gewichtsteile
Cymel 303 15 Gewichtsteile
Nacure 2530 10 Gewichtsteile
LiNO&sub3; 1 Gewichtsteile
Diakon MG102 22 Gewichtsteile
Gasil EBN 2 Gewichtsteile
Syloid 244 8 Gewichtsteile
(VROH ist ein lösungsmittellösliches Terpolymer aus Vinylacetat, Vinylchlorid und Vinylalkohol, das von Union Carbide verkauft wird, Gasil EBN und Syloid 244 sind Marken von Siliziumdioxid-Teilchen, die von Grosfield bzw. Grace verkauft werden, und Diakon MGl02 ist ein Polymethylmethacrylat, das von ICI verkauft wird).
Die Rückseiten-Beschichtungszusammensetzung wurde als drei Lösungen hergestellt, wobei diese duroplastisches Vorprodukt, antistatische Lösung und Füllstoff-Dispersion waren. Kurz vor Verwendung wurden diese Lösungen vermischt, wobei sich die vorstehende Zusammensetzung ergab. Diese wurde dann maschinell auf die geätzte Oberfläche aufgetragen und unter Bildung einer 25 1,5 bis 2 um dicken Rückseiten-Beschichtung gehärtet.
Für die Empfängerseite des Trägers wurde eine leitende Grundbeschichtungszusammensetzung hergestellt, bestehend aus:
Methanol (Lösungsmittel)
PVP K90 20 Gewichtsteile
Cymel 303 40 Gewichtsteile
K-Flex 188 5 Gewichtsteile
Digol 15 Gewichtsteile
PTSA 20 Gewichtsteile
LiOH H&sub2;O 3,2 Gewichtsteile
(K-Flex ist ein Polyesterpolyol, das von King Industries verkauft wird, und PVP ist Polyvinylpyrrolidon, wobei beide hinzugefügt werden, um die Beschichtungseigenschaften einzustellen.)
Diese Zusammensetzung wurde anfangs als drei separate Lösungen aus den reaktiven Bestandteilen hergestellt, und unter Mischen dieser kurz vor Gebrauch. Diese Zusammensetzung wurde maschinell auf die von der Rückseiten-Beschichtung entgegengesetzte Seite des Trägers aufgetragen, getrocknet und gehärtet, wobei sich eine trockene Beschichtungsdicke von ungefähr 1 um ergab.
Bei der Empfängerschicht-Beschichtungszusammensetzung wurde auch Cymel 303 und ein säurekatalysiertes System verwendet, das mit der leitenden Grundbeschichtung verträglich war, und aus
Toluol/MEK 60/40 Lösungsmittelgemisch
Vylon 200 100 Gewichtsteile
Tegomer H-Si 2210 1,3 Gewichtsteile
Cymel 303 1,8 Gewichtsteile
Tinuvin 900 2,0 Gewichtsteile
Nacure 2530 0,2 Gewichtsteile
bestand.
(Tegomer H-Si 2210 ist ein bis-Hydroxyalkylpolydimethylsiloxan, unter Säurebedingungen durch das Cymel 303 vernetzbar, wobei ein Trennsystem zur Verfügung gestellt wird, das während des Druckens effektiv ist, das von Th. Goldschmidt verkauft wird.)
Diese Beschichtungs-Zusammensetzung wurde (wie vorstehend) hergestellt, indem drei funktionelle Lösungen vermischt wurden, wobei eine das farbstoffaufnehmende Vylon und das UV-Absorptionsmittel Tinuvin enthielt, ein zweites das Cymel-Vernetzungsmittel enthielt und das dritte sowohl das Tegomer Silikon-Trenninittel als auch die Nacure-Lösung enthielt, um die Vernetzungspolymerisation zwischen den Tegomer- und Cymel-Materialien zu katalysieren. Unter Verwendung von Beschichtung in einer Inline-Maschine wurde die Empfänger-Zusammensetzung auf die leitende Grundbeschichtung aufgetragen, getrocknet und gehärtet, wobei sich eine farbstoffaufnehmende, ungefähr 4 um dicke Schicht ergab.
Die Untersuchung des beschichteten Gewebes zeigte, daß sich die hoch vernetzte Rückseiten-Beschichtung als stabil gegenüber Lösungsmitteln und erhöhten Temperaturen, die während der aufeinanderfolgenden Bereitstellung der zwei anderen Beschichtungen verwendet wurden, erwies. Das Gewebe aus aufgeschichteter Folie wurde dann in einzelne Empfängerfolien zerkleinert, gestapelt und für die Verwendung in einem Thermotransferdrucker verpackt. Während dieser Handhabungsversuche und während des normalem Druckens wurde gefunden, daß die Folien leicht übereinandergleiten und durch den Drucker laufen, ohne daß ein Fehleinzug der Folien beobachtet wurde. Die Empfängerfolien waren vor dem Drucken klar und transparent, wobei diese Eigenschaften während des Druckens beibehalten wurden und sich Transparent-Folien für Overhead-Projektion mit hoher Qualität ergaben, wobei kein Hinweis für eine vollständige Übertragung während des Druckens auftrat.
Die Oberflächenresistivitäten wurden auf beiden Seiten der Empfängerfolie bei 20 ºC und 50 % Feuchtigkeit gemessen. Werte von ungefähr 1 x 10¹¹ Ω/Quadrat wurden auf der Rückseiten-Beschichtung und Werte von ungefähr 1 x 10¹² Ω/Quadrat auf der Oberfläche der Empfängerbeschichtung erhalten.

Beispiel 25

Das vorstehende Beispiel wurde unter Verwendung eines lichtundurchlässigen, weißen Trägers aus biaxial orientierter Melinex 990 Polyesterfolie (ICI) wiederholt. Eine Rückseiten-Beschichtung wurde zuerst aufgetragen, gefolgt von einer leitenden Grundbeschichtung, wobei beide von diesen Beschichtungen dieselbe Zusammensetzung wie in Beispiel 24 hatte. Die Empfängerbeschichtungszusammensetzung wurde jedoch modifiziert, wobei diese war:
Toluol/MEK 60/40 Lösungsmittelgemisch
Vylon 200 100 Gewichtsteile
Tegomer H-Si 2210 0,7 Gewichtsteile
Cymel 303 1,4 Gewichtsteile
Tinuvin 900 1,0 Gewichtsteile
Nacure 2530 0,2 Gewichtsteile
Die Empfängerfolien hatten dieselben guten Handhabungseigenschaften wie die Transparent-Folien von Beispiel 24, und wiederum gab es keinen Hinweis für eine während des Druckens auftretende vollständige Übertragung.

Beispiele 26 und 27

Zwei weitere Empfängerfolien wurden mit einem Aufbau, der im wesentlichen der in Figur 1 gezeigte ist, mit unterschiedlichen Empfängerbeschichtungen hergestellt. Eine von diesen (Beispiel 26) hatte eine Empfängerbeschichtung aus einer bevorzugten Zusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, die ein säuregehärtetes Silikon/Cymel Trennsystem enthielt, während die andere (Beispiel 27) ein basegehärtetes Silikon/Epoxid Trennsystem hat.
Die leitende Grundbeschichtung umfaßte in beiden Fällen:
Cymel 303 1,51 Gewichtsteile
Diethylenglykol 0,57 Gewichtsteile
Lithium-PTSA 0,57 Gewichtsteile
PTSA 0,19 Gewichtsteile
Bei der aufnehmenden Schicht von Beispiel 3 wurde auch Cymel 303 als Vernetzungsmittel für das Silikon verwendet, und die Beschichtungslösung wurde durch Mischen von drei Lösungen wie folgt hergestellt:
A. Toluol/MEK 60/35 vermischtes Lösungsmittel
Vylon 200 14,8 Gewichtsteile
Tinuvin 234 0,15 Gewichtsteile
B. MEK 2,5 Gewichtsteile
Cymel 303 0,12 Gewichtsteile
C. MEK 2,5 Gewichtsteile
Tegomer H-Si 2210 0,024 Gewichtsteile
Nacure 2530 0,15 Gewichtsteile
Für Vergleichsbeispiel A wurde die Empfänger-Beschichtung aus den folgenden Lösungen hergestellt:
A. Toluol/MEK 53/36 Lösungsmittelgemisch
Vitel PE 200 12 Gewichtsteile
Atlac 363E 0,60 Gewichtsteile
Aminosiloxan M468 0,51 Gewichtsteile
B. Toluol/MEK 4/4 Lösungsmittelgemisch
Imidrol 0C 0,12 Gewichtsteile
Stearinsäure 0,09 Gewichtsteile
C. Toluol 2 Gewichtsteile
Degacure K126 0,09 Gewichtsteile
(Vitel PE 200 ist ein gesättigter Polyester, der von Goodyear verkauft wird, Atlac 363E ist ein ungesättigter Polyester, Aminosiloxan M468 ist ein aminomodifiziertes Silikon, das von ICI verkauft wird, Imidrol ist ein Benetzungsmittel und Degacure K126, verkauft von Degussa, ist ein organisches aligoepoxid, das hier zum Vernetzen des Siloxans verwendet wird.
Für jede Empfänger-Beschichtungszusammensetzung wurden Lösungen A und B separat hergestellt und filtriert, und die Katalysatorlösung C wurde in die filtrierte Lösung gemischt, kurz, bevor die Beschichtungszusammensetzung über die leitende Grundbeschichtung aufgetragen wurde Nach Beschichten und Härten hatten die Empfänger-Beschichtungen eine trockene Dicke von ungefähr 2 um.
Thermotransferdrucke wurden unter Verwendung von Standard- Farbstoffolien gemacht, und keine vollständige Übertragung wurde beobachtet. Beide Empfängerfolien war gut zu handhaben, sowohl vor als auch nach dem Drucken.
Die Empfänger-Beschichtung von Beispiel 26 schien eine stärkere Bindung zu der leitenden Grundbeschichtung zu haben als die von Beispiel 27.

Claims

1. Empfängerfolie für Thermotransferdruck mit Farbstoff-Diffusion, die einen folienähnlichen dielektrischen Träger umfaßt, der auf einer Seite eine Empfängerbeschichtung trägt, die eine farbstoffaufnehmende Polymerzusammensetzung umfaßt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine antistatische Behandlung auf beiden Seiten des Trägers erhält, und daß die antistatische Behandlung auf der Seite, die die Empfänger-Beschichtung trägt, eine leitende Grundbeschichtung umfaßt, die sich zwischen dem Träger und der Empfänger-Beschichtung befindet.

2. Empfängerfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Grundbeschichtung ein organisches Polymer umfaßt, das eine Vielzahl von Etherbindungen enthält, die mit einem Alkalimetallsalz dotiert sind, um Leitfähigkeit bereitzustellen.

3. Empfängerfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall Lithium ist.

4. Empfängerfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lithiumsalze Salze von organischen Säuren umfassen.

5. Empfängerfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymer mindestens eine Verbindung, die mindestens eine Etherbindung pro Molekül enthält, und ein Verbindungsmittel umfaßt, das mit der Verbindung an einer anderen Stelle als mit der Ether-Bindung reagiert, wobei die Summe der miteinander reagierenden Funktionalitäten der Verbindung und dein Verbindungsmittel mindestens 4 ist.

6. Empfängerfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer vernetzt ist.

7. Empfängerfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymer ein säurekatalysiertes Produkt der Reaktion von einem Polyalkylenglykol und einem polyfunktionellen Vernetzungsmittel, das mit den endständigen Hydroxylgruppen des Polyalkylenglykols reagiert, ist.

8. Empfängerfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel Hexamethoxymethylmelamin oder ein Oligomer dieser Verbindung ist.

9. Empfängerfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emfängerbeschichtung ein farbstoffaufnehmendes Polymer umfaßt, das mit einem Trennsystem dotiert ist, wobei das Trenn-System mindestens ein polyhydroxy-funktionelles Silikon umfaßt, das durch mindestens ein polyfunktionelles N- (Alkoxymethyl)-aminharz, das mit solchen funktionellen Hydroxylgruppen der Silikone unter säurekatalysierten Bedingungen reagiert, vernetzt ist.

10. Empfängerfolie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Empfänger-Beschichtung verwendete Vernetzungsmittel im wesentlichen dasselbe wie das Verbindungsmittel der leitenden Grundbeschichtung ist.

11. Empfängerfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Rückseitenbeschichtung auf der Rückseite des Trägers hat, wobei dies die von der Empfängerbeschichtung abgewandte Seite ist, und daß die antistatische Behandlung auf der Rückseite eine leitende Grundbeschichtung umfaßt, die sich zwischen der Rückseitenbeschichtung und dem Träger befindet.

12. Stapel von Teilen einer Empfängerfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Druckformatgröße, verpackt für die Verwendung in einem Thermotransferdrucker.