DE69308565T2

DE69308565T2 - Thermischer übertragungsdruckempfänger

Info

Publication number: DE69308565T2
Application number: DE69308565T
Authority: DE
Inventors: Gary Wayne Redvers Ro Morrison
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: GB9216153D0; DE69308565D1; EP0652832A1; WO1994003333A1; US5547916A; JPH07509670A; EP0652832B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Empfangsblätter für thermischen Übertragungsdruck per Farbstoffdiffusion, und insbesondere auf Empfangsblätter zur Verwendung in Sicherheitslaminaten, in welchen das Empfangsblatt nach dem Drucken sowohl auf seiner bedruckten Seite als auch auf seiner Rückseite an schützende Deckblätter laminiert ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf Sicherheitslaminate, die derartige bedruckte Empfangsblätter umfassen.
Sicherheitslaminate basieren derzeit auf verschiedenen Arten von informationstragenden Blättern, welche an Deckblätter laminiert sind. Diese haben typischweise zumindest eine Seite, die bildhafte Information in Form einer normalen optischen Photographie trägt, bei Eignung einschließlich maschinengeschriebener Schrift und/oder Unterschriften. Dies ist auf jeder Seite an ein Deckblatt gebunden. Diese Deckblätter überlappen normalerweise, um sich aneinander zu binden und einen Beutel zu bilden, zumindest während der Herstellung, doch im letztendlichen Produkt kann das informationstragende Blatt unbehandelte, ungeschützte Kanten aufweisen, beispielsweise wenn Karten oder Etiketten gestempelt oder aus einem größeren Bereich herausgeschnitten werden.
Eine Alternative zur optischen Photographie als ein Mittel zur Erzeugung von bildlichen Darstellungen von Personen, Unterschriften, Graphiken und anderen derartigen Informationsformen stellt der thermische Übertragungsdruck dar. Obwohl diese Technologie einige Vorteile bieten kann, insbesondere hinsichtlich ihrer Vielseitigkeit, kann sie doch auch Schwierigkeiten bei der Laminierung verursachen.
Thermischer Übertragungsdruck ist ein allgemeiner Begriff für Verfahren, in denen ein oder mehrere thermisch übertragbare(r) Farbstoff(e) zum Übergang von einem Farbblatt auf einen Empfänger als Antwort auf thermische Anregungen veranlaßt wird/werden. Indem man ein Farbblatt verwendet, welches ein dünnes Substrat umfaßt, das eine Farbstoffschicht trägt, die einen oder mehrere solcher Farbstoffe in gleichförmiger Verteilung über einen gesamten Druckbereich des Farbblattes enthält, kann der Druck durch Erhitzen ausgewählter, diskreter Bereiche des Farbblattes getätigt werden, während das Farbblatt gegen ein Empfangsblatt gepreßt und dadurch der Farbstoff zum Übergang auf entsprechende Bereiche dieses Empfängers veranlaßt wird. Die Form des übertragenen Musters wird durch die Anzahl und die Lage der diskreten Bereiche festgelegt, die dem Erhitzen unterworfen wurden. Vollfarbendrucke können durch gleichartiges, aufeinanderfolgendes Drucken mit unterschiedlich gefärbten Farbblättern erzeugt werden, und die unterschiedlich gefärbten Farbblätter werden normalerweise als getrennte, gleichförmige Druckformatbereiche in einer wiederholten Sequenz entlang des gleichen Farbblattes geliefert.
Hochauflösende photographieartige Drucke können durch thermischen Übertragungsdruck per Farbstoffdiffusion unter Verwendung einer geeigneten Druckausrüstung wie einem programmierbaren thermischen Druckkopf oder Laserdrucker, die durch elektronische Signale gesteuert werden, die von Video, Computer, elektronischer Standfotokamera oder vergleichbaren signalerzeugenden Apparaten stammen, hergestellt werden. Ein typischer Hochgeschwindigkeits-Thermaldruckkopf besitzt eine Reihe von unabhängig voneinander betriebsbereiten winzigen Heizelementen, die so angeordnet sind, daß sie unter Verwendung sehr kurzer heißer Impulse sechs oder mehr Pixel pro Millimeter drucken.
Empfangsblätter umfassen ein Substrat, welches eine Empfangsbeschichtung aus einer, ein Material mit Affinität zu den Farbstoffmolekülen enthaltenden, Farbstoff-empfänglichen Zusammensetzung trägt, in welche die Farbstoffmoleküle leicht diffundieren können, wenn ein dagegen gepreßter Farbblattbereich während des Druckens erhitzt wird. Derartige Empfangsbeschichtungen sind typischerweise ungefähr 2-6 µm dick, und Materialien mit guter Farbstoffaffinität sind im allgemeinen thermoplastische Polymere wie gesättigte Polyester, die in gewöhnlichen Lösungsmitteln löslich sind, um ihre leichte Beschichtung auf das Substrat aus der Lösung heraus zu gewährleisten.
Die meisten Empfangsblätter haben zudem eine oder mehrere Rückseitenbeschichtung(en) auf der von der Empfangs schicht abgewandten Seite des Substrats. Diese basieren im allgemeinen auf einem vernetzten Polymerbindemittel und werden zur Erfüllung einer Anzahl verschiedener Aufgaben bereitgestellt, einschließlich des Schaffens von verstärkter Reibung, um den Druckereinzug zu verbessern, des Schaffens von antistatischen Eigenschaften und des Unterbindens von Farbstoffübertragung von einem Empfangsblatt auf ein anderes.
Eine schwache Haftung zwischen irgenwelchen Komponenten eines Sicherheitslaminats verringert eindeutig die Robustheit und die Beständigkeit des Laminats und führt darüberhinaus zur Möglichkeit, daß man sich am Sicherheitslaminat zu schaffen machen kann.
Es ist daher wünschenswert, daß die Adhäsionskraft zwischen den Komponenten des Sicherheitslaminats so groß wie möglich ist und daß zudem Delaminierung beim Substrat eher ein Zerreißen als irgendeine Ablösung einer Komponente verursacht, so daß ein Versuch, sich am Sicherheitslaminat zu schaffen zu machen, sofort offensichtlich wird.
Es ist gewöhnliche Praxis, daß das Substrat aus synthetischem Papier gebildet wird, welches eine geringe Reißfestigkeit aufweist, was es im Hinblick auf Manipulationen geeignet macht, aber seine Beständigkeit verringert. Insbesondere kann, wie bereits vorher erwähnt, das Laminat ungeschützte Kanten aufweisen, in welche Feuchtigkeit, wenn beispielsweise das Laminat versehentlicherweise gewaschen wird, oder Lösungsmittel eindringen und das Laminat beschädigen kann. Während dieses Problem durch Verwendung eines aus Plastikmaterial erzeugten Substrats überwunden werden kann, verschärft ein derartiger Gebrauch das Manipulationsproblem dahingehend, daß die Reißfestigkeit eines solchen Substrats normalerweise größer ist als die Adhäsionkraft zwischen dem Substrat und den anderen Komponenten.
Gemäß einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Empfangsblatt zum thermischen Übertragungsdruck für den Gebrauch in Sicherheitslaminaten bereitgestellt, welches ein Substrat umfaßt, das eine Farbstoff-empfangende Beschichtung auf der einen Seite und eine Rückseitenbeschichtung auf der anderen Seite besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat einen Film aus biaxial gezogenem, kristallinem Polyethylenterephthalat umfaßt, welcher auf mindestens der Seite, die die Farbstoff-empfangende Beschichtung trägt, eine mit dem Film co-extrudierte Schicht aus amorphem Polyethylenterephthalat aufweist, wobei diese Schicht einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Film und eine Adhäsionsreißfestigkeit gegenüber dem Film besitzt, die größer als die Reißfestigkeit des Films selbst ist.
Vorzugsweisebesitzt die Schicht einen Schmelzpunkt zwischen 100ºC und 120ºC.
Die EP 288568 offenbart eine Folie für die Overhead-Projektion, in der eine Schicht zwischen dem Substrat und der Farbstoff-empfangenden Beschichtung eingesetzt ist. Der Zweck dieser Schicht besteht in der Verbesserung des Drucks und der Bildcharakteristika, und es gibt keine Andeutung dahingehend, daß die Adhäsionsreißfestigkeit zwischen einem biaxial gezogenen, kristallinen Poylethylenterephthalatfilm und einer mit dem Film co-extrudiertem Schicht aus amorphem Polyethylenterephthalat größer wäre als die Reißfestigkeit des Filmes selbst, was zur Eignung für den Gebrauch in einem Sicherheitslaminat führen würde.
Gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfindung wird ein Sicherheitslaminat bereitgestellt, welches umfaßt
a) ein bedrucktes Empfangsblatt zur thermischen Übertragung, welches ein Substrat umfaßt, das auf einer Seite eine Empfangsschicht, die ein thermoplastisches, Farbstoff-empfangendes Polymer umfaßt, in das zumindest teilweise ein Abdruck von einem oder mehreren der Thermalübertragungs-Farbstoffe diffundiert ist, und auf der anderen Seite eine Rückseitenbeschichtung trägt
b) ein Deckblatt aus Plastikmaterial, welches an die bedruckte Empfangsschicht gebunden ist, und
c) ein Deckblatt aus Plastikmaterial, das an die Rückseitenbeschichtung gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat einen Film aus biaxial gezogenem, kristallinem Polyethylenterepthalat enthält, der auf zumindest der Seite, welche die Farbstoff-empfangende Beschichtung trägt, eine mit dem Film co-extrudierte Schicht aus amorphem Polyethylenterephthalat aufweist, wobei die zuletzt genannte Schicht einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Film hat und eine Adhäsionskraft gegenüber dem Film, welche größer ist als die Reißfestigkeit des Filmes selbst.
Der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele leichter verständlich.

Beispiel 1

Zwei Bahnen, jeweils aus a) einem weißen, biaxial gezogenem Polyethylenterephthalatfilm (PET), der auf jeder Oberfläche eine co-extrudierte Schicht aus amorphem PET (Melinex D357 von ICI) besitzt, und
b) einem weißen, biaxial gezogenem, kristallinem PET-Film (Melinex 990 von ICI)
wurden jeweils mit einer Empfangsbeschichtung und einer Rückseitenbeschichtung versehen. Die Zusammensetzung der Empfangsbeschichtung bestand aus
Vylon 200 500 Gewichtsteile
Tergomer HSi 22100 0,65 Gewichtsteile
Cymel 303 4 Gewichtsteile
Nacure 2530 1 Gewichtsteile
Tinuvin 234 5 Gewichtsteile
Toluol / MEK 60/40 Lösungsmittelgemisch
Vylonharze sind Polyesterharze, erhältlich von Toyobo.
Tergomer HSi 22100 ist ein Bis-Hydroxyalkyl-polydimethylsiloxan, welches von Goldschmidt verkauft wird, vernetzbar mit dem Cymel 303 unter sauren Bedingungen, wobei ein während des Druckvorgangs effizientes Ablösesystem bereitgestellt wird. Cymel 303 ist ein Hexamethoxymethylmelamin von American Cyanamid. Nacure 2538 ist ein Amino-blockierter p-Toluolsulfonsäure-Katalysator und Tinuvin 900 ist ein UV-Stabilisator.
Diese Beschichtungszusammensetzung wurde durch Vermischen von drei funktionellen Lösungen zubereitet, von denen eine das Farbstoff-empfangende Vylon und den Tinuvin-UV-Absorber, eine zweite das Cymel-Vernetzungsmittel, und die dritte sowohl das Tergomer-Silikon-Ablösereagenz als auch die Nacure-Lösung zur Katalyse der Vernetzungspolymerisation zwischen den Tergomer- und Cymel-Materialien enthielt. Diese wurden dann unmittelbar vor der Beschichtung vermischt und die Menge an Lösungsmittel so eingestellt, daß sich letztendlich eine Lösung mit einem ungefähren Feststoffgehalt von 12% ergab. Die Zusammensetzung wurde mittels der Perlbeschichtungsmethode aufgetragen, getrocknet und durch Erhitzen für 305 auf 140ºC gehärtet.
Die Rückseitenbeschichtungs-Zusammensetzung bestand aus:
Pergopak M3 4,5 g
Vylon 200 150 g
Vylon 103 150 g
Atmer 190 0,75 g
Toluol/MEK 40/60 Lösungsmittelgemisch
Pergopak M3 ist ein mikrotisiertes Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, und Atmer 190 ist das Natriumsalz einer Alkylsulfonsäure.
Diese Rückseitenbeschichtung wurde auf der jeweils zur Empfangsbeschichtung abgewandten Seite eines jeden Substrats aufgetragen und 30s bei 110ºC getrocknet.
Jeder Empfänger wurde unter Verwendung eines Hitachi VY 200 Druckers bedruckt, und Teile des Ausdrucks wurden unter Verwendung eines Locheisens herausgeschnitten. Dieser Anteil wurde dann hinsichtlich der Laminierungsfähigkeiten untersucht.
Zu Vergleichszwecken wurde ein gewerbliches Empfangsblatt (Hitachi VY-S), welches auf einem Substrat aus synthetischem Papier beruht, auf die gleiche Art und Weise bedruckt.
Die drei Empfangsblätter wurden bei 150ºC auf beiden Seiten an Deckblätter, welche aus einem mit DDOT-Adhäsiv (ein Polyester mit niedrigem Schmelzpunkt von Transilwrap Inc.) beschichteten PET-Film bestanden, laminiert. Die Laminierung wurde so durchgeführt, daß ein Schwanz von jedem Deckblatt unlaminiert blieb. Die erhaltenen Sicherheitslaminate wurden dann in 2cm breite Proben geschnitten, um Delaminierungsversuche durchzuführen.
Die Versuche wurden auf einem Instron-Zugtester durchgeführt, indem der unlaminierte Schwanz in die oberen Klemmbacken geklemmt und das Laminat an eine in die unteren Klemmbacken geklemmte Aluminiumplatte mittels eines beidseitigen Klebebandes befestigt wurde. Delaminierung wurde mit 2mm/s über 100mm hinweg ausgeführt, und die Last wurde alle 2s gemessen.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt. Tabelle
Untersuchungen der delaminierten Proben zeigten, daß im Fall von Probe A und der gewerblichen Probe das Substrat selbst zerrissen wurde, wohingegen im Fall der Probe B sich die Empfangsbeschichtung und die Rückseitenbeschichtung vom Substrat abgelöst hatten.

Claims

1. Empfangsblatt für thermischen Übertragungsdruck zum Gebrauch in Sicherheitslaminaten, welches ein Substrat mit einer Farbstoff-empfangenden Beschichtung auf einer Seite und einer Rückseitenbeschichtung auf der anderen Seite umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

das Substrat einen Film aus biaxial gezogenem, kristallinem Polyethylenterephthalat umfaßt, der auf zumindest der Seite, welche die Farbstoff-empfangende Beschichtung trägt, eine Schicht aus mit dem Film co-extrudiertem amorphem Polyethylenterephthalat aufweist, wobei die Schicht einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Film hat und eine Adhäsionskraft gegenüber dem Film aufweist, welche größer ist als die Reißfestigkeit des Filmes selbst.

2. Sicherheitslaminat, welches umfaßt

a) bedrucktes Empfangsblatt zur thermischen Übertragung, das ein Substrat umfaßt, welches auf einer Seite eine Empfangsschicht, die ein thermoplastisches Farbstoff-empfangendes Polymer umfaßt, in das zumindest teilweise ein Abdruck eines oder mehrerer Thermalübertragungs-Farbstoffe (s) diffundiert ist; und auf der anderen Seite eine Rückseitenbeschichtung

b) ein Deckblatt aus Plastikmaterial, welches an die bedruckte Empfangsschicht gebunden ist, und

c) ein Deckblatt aus Plastikmaterial, welches an die Rückseitenbeschichtung gebunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Substrat einen Film aus biaxial gezogenem, kristallinem Polyethylenterephthalat umfaßt, der auf zumindest der Seite,

welche die Farbstoff-empfangende Beschichtung trägt, eine Schicht aus mit dem Film co-extrudiertem amorphem Polyethylenterephthalat aufweist, wobei die Schicht einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Film hat und eine Adhäsionskraft gegenüber dem Film aufweist, welche größer ist als die Reißfestigkeit des Filmes selbst.