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Die Endung betrifft Abbildungselemente
und insbesondere fotografische Abbildungselemente.
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Trägermaterialien für Abbildungselemente
verwenden oft Schichten, die glasige, hydrophobe Polymere, wie beispielsweise
Polyacrylate, Polymethacrylate, Polystyrole oder Celluloseester
umfassen. Eine typische Anwendung ist eine Rückschicht zur Verleihung von
Beständigkeit
gegen Kratzer, Abrieb, Blocking und Ferrotypie. Die beiden letztgenannten
Eigenschaften betreffen die Neigung der auf dem Trägermaterial
oder dem Abbildungselement aufgebrachten Schichten, aufgrund nachteiliger
Luftfeuchtigkeits-, Temperatur- und Druckzustände zusammen zu kleben, die
während
der Herstellung und Verwendung des Abbildungselements auftreten
können.
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Diese glasigen Polymere werden typischerweise
aus organischen lösemittelbasierenden
Lösungen aufgetragen,
um bei Verdampfen des Lösemittel
einen durchgehenden Film zu erhalten. Aus Umweltgründen ist
es jedoch wünschenswert,
organische lösemittelbasierende
Beschichtungsformulierungen durch wasserbasierende Beschichtungsformulierungen
zu ersetzen. Die Herausforderung besteht darin, Abbildungselemente herzustellen,
die Schichten mit ähnlichen
physischen und chemischen Eigenschaften im trockenen Film wie die
mit organischen lösemittelbasierenden
Beschichtungen hergestellten aufweisen, die jedoch das Ergebnis wasserbasierender
Beschichtungszusammensetzungen sind, die im Wesentlichen frei von
organischen Lösemitteln
sind.
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Wasserunlösliche Polymerpartikel, die
in wässrigen
Latizes und Dispersionen enthalten sind und als geeignet für Beschichtungen
auf fotografischen Filmen gelten, besitzen typischerweise eine niedrige
Glasübergangstemperatur
(Tg), um eine Koaleszenz der Polymerpartikel in einem starken, durchgehenden
Film zu gewährleisten.
Im Allgemeinen ist die Tg derartiger Polymere niedriger als 50°C, oft beträgt die Tg
nicht mehr als 30°C.
Typischerweise werden diese Polymere in Haftvermittlungs- oder „Substratschichten" verwendet, die auf
den Filmträger
aufgebracht werden, um als Haftvermittlungsschichten für fotografische
Emulsionsschichten zu dienen. Derartige Polymere mit niedriger Tg
sind zwar geeignet, wenn sie unter einer Emulsionsschicht angeordnet
sind, sie sind jedoch beispielsweise als Rückschichten nicht geeignet,
da ihre Beständigkeit
gegen Blocking und Ferrotypie schlecht ist. Um vollständig verschmelzen
zu können,
benötigt
ein Polymerlatex mit einer höheren
Tg erhebliche Konzentrationen von Koaleszenzhilfen. Dies ist aus
verschiedenen Gründen
nicht wünschenswert.
Die Verflüchtigung
der Koaleszenzhilfe während
des Trocknens der Beschichtung ist aus Umweltgründen nicht wünschenswert.
Zudem kann eine nachfolgende Rekondensierung der Koaleszenzhilfe
in den kühleren
Bereichen der Beschichtungsmaschine Beschichtungsfehler und Transportprobleme
verursachen. Koaleszenzhilfen, die dauerhaft in der getrockneten
Beschichtung verbleiben, machen das Polymer weich und wirken sich
nachteilig auf dessen Beständigkeit
gegenüber
Blocking, Ferrotypie und Abrieb aus. Es besteht daher Bedarf nach
Abbildungselementen, die Schichten enthalten, die verschiedene Funktionen
wahrnehmen, ohne die Nachteile der Schichten aufzuweisen, die aus
organischen Lösemitteln
aufgetragenen Schichten zugeordnet sind.
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US-A-4,822,727 beschreibt ein fotografisches,
lichtempfindliches Material, auf dessen Träger mindestens eine lichtempfindliche
Silberhalogenid-Emulsionsschicht und mindestens eine lichtunempfindliche
obere Schicht auf der Emulsionsschicht aufgetragen ist, in der mindestens
eine lichtunempfindliche obere Schicht ein Polymerlatex mit einer
Glasübergangstemperatur
von mindestens 20°C
enthält.
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Die Erfindung stellt ein Abbildungselement
bereit, das einen Träger,
mindestens eine lichtempfindliche Schicht, z. B. eine Silberhalogenid-Emulsionsschicht,
und mindestens eine verschmolzene Schicht umfasst, die aus einer
stetigen wässrigen
Phase aufgetragen ist, in der eine Mischung aus filmbildenden, kolloidalen Polymerpartikeln
dispergiert ist, die eine mittlere Partikelgröße von 10 bis 500 nm aufweisen,
und nicht filmbildende, kolloidale Polymerpartikel, die eine mittlere
Partikelgröße von 10
bis 500 nm aufweisen.
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Die verschmolzenen Schichten sind
aufgrund ihrer hohen Transparenz und Zähigkeit insbesondere für Abbildungselemente
geeignet.
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Obwohl die Erfindung auf alle Arten
von Abbildungselementen anwendbar ist, wie thermische Abbildungselemente,
elektrofotografische Elemente, vesikuläre Elemente usw., ist die Erfindung
insbesondere zur Verwendung in fotografischen Elementen geeignet,
auf die zur Vereinfachung der Erläuterung hierin Bezug genommen
wird. Die verschmolzenen Schichten sind als Substratschichten, Deckschichten,
Rückschichten, Empfangsschichten,
Sperrschichten, Zeitsteuerungsschichten, Lichthofschutzschichten,
Antistatikschichten, Ablöseschichten,
Beizschichten, Maskierungsschichten, Knickschutzschichten und transparente
Magnetschichten verwendbar. Die verschmolzenen erfindungsgemäßen Schichten
sind insbesondere aufgrund ihrer überlegenen physischen Eigenschaften
vorteilhaft, einschließlich
der Transparenz und Festigkeit, die zur Beständigkeit gegen Kratzer, Abrieb,
Blocking und Ferrotypie notwendig ist, und zwar zusätzlich zu
Umweltüberlegungen,
wie der Herstellung von Schichten, die im Wesentlichen frei von
Lösemitteln
sind, und allgemeiner Verfahrensvorteile, einschließlich der
einfachen Herstellung in Verbindung mit kurzen Trocknungszeiten.
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Die vorliegende Erfindung stellt
zudem ein Abbildungselement bereit, das einen Träger umfasst, auf dem eine Antistatikschicht
und eine darüber
liegende Schutzschicht aus einer verschmolzenen Schicht von filmbildenden,
kolloidalen Polymerpartikeln und nicht filmbildenden, kolloidalen
Polymerpartikeln angeordnet ist.
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Die Schutzschicht wird aus einer
wässrigen
Zusammensetzung aufgetragen, die eine Mischung aus filmbildenden,
wasserdispergierbaren Polymerpartikeln und nicht filmbildenden,
wasserdispergierbaren Polymerpartikeln enthält. Die Mischung von Polymeren
mit unterschiedlichen filmbildenden Eigenschaften erzeugt eine Deckschichtzusammensetzung,
die einen hochwertigen, dauerhaft transparenten Film bildet, der den
Verlust von Antistatikeigenschaften während der Filmverarbeitung
verhindert und gegen Kratzer und Abrieb beständig ist.
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Die in US-A-4,203,769 beschriebene
Antistatikschicht wird durch Auftragen einer wässrigen kolloidalen Lösung von
Vanadiumpentoxid hergestellt. Vorzugsweise ist das Vanadiumpentoxid
mit Silber dotiert. Ein Polymerbindemittel, wie ein vinylidenchloridhaltiges
Terpolymerlatex oder eine Polyesterionomerdispersion, werden vorzugsweise
in der Antistatikschicht verwendet, um die Integrität der Schicht
und die Adhäsion
auf der Unterschicht zu verbessern. Das Gewichtsverhältnis des
Polymerbindemittels zu Vanadiumpentoxid kann von 1 : 5 bis 200 :
1 betragen, vorzugsweise 1 : 1 bis 10 : 1. Die Formulierung der
Antistatikbeschichtung kann zudem eine Benetzungshilfe zur Verbesserung
der Beschichtbarkeit enthalten. Typischerweise wird die Antistatikschicht
mit einem Trockenauftrag zwischen 1 und 200 mg/m2 aufgetragen.
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In US-A-4,070,189 beschriebene Antistatikschichten
umfassen ein vernetztes quaternäres
Vinylbenzenammoniumpolymer in Verbindung mit einem hydrophoben Bindemittel,
worin das Gewichtsverhältnis
von Bindemittel zu dem antistatischen, vernetzten Polymer ca. 10
: 1 bis 1 : 1 beträgt.
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Die in den US-A-Patenten 4,237,194;
4,308,332 und 4,526,706 beschriebenen antistatischen Zusammensetzungen
umfassen ein verschmolzenes, kationisch stabilisiertes Latex und
einen Polyanilinsäuresalz-Halbleiter,
worin das Latex und der Halbleiter derart gewählt sind, dass der Halbleiter
vor dem Verschmelzen dem Latex zugeordnet ist. Besonders bevorzugte
Latexbindemittel umfassen kationisch stabilisierte, verschmolzene,
im Wesentlichen lineare Polyurethane. Das Gewichtsverhältnis der
Polymerlatexpartikel zu Polyanilin in der Antistatikbeschichtungszusammensetzung
kann über
einen weiteren Bereich veränderlich
sein. Ein nutzbarer Bereich dieses Gewichtsverhältnisses ist 1 : 1 bis 20 :
1. Typischerweise beträgt
das trockene Beschichtungsgewicht dieser Antistatikschicht ca. 40
mg/m2 oder weniger.
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Ob kolloidale Polymerpartikel filmbildend
oder nicht filmbildend sind, ermittelt sich aus folgendem Test.
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Eine wässrige Beschichtungsformulierung
von 3 Gew.-% kolloidaler Polymerpartikel, die frei von organischen
Lösemitteln
oder Koaleszenzhilfen sind, wird auf einen Bogen von Polyethylenterephthalat
in einem Nassauftrag von 10 ml/m2 aufgebracht
und für
2 Minuten bei 75°C
getrocknet. Polymere, die unter diesen Bedingungen klare, transparente,
durchgehende Filme bilden, sind filmbildend, während diejenigen, die keine
klaren, transparenten, durchgehenden Filme bilden, im Sinne der
vorliegenden Erfindung nicht filmbildend sind.
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Die verschmolzenen erfindungsgemäßen Schichten
werden aus kolloidalen Polymerpartikeln gebildet, die eine unstetige
Phase von festen, wasserunlöslichen
Partikeln sind, die in einem stetigen wässrigen Medium suspendiert
sind. Die festen, wasserunlöslichen
Partikel der filmbildenden und nicht filmbildenden Polymere haben
eine mittlere Partikelgröße von 10
bis 500 nm, vorzugsweise von 10 bis 200 nm. Das filmbildende Polymer
ist in der verschmolzenen Schicht in einer Menge von 20 bis 70 Gew.-%
vorhanden und vorzugsweise von 30 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Schicht.
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Die erfindungsgemäßen Elemente umfassen ein Trägermaterial,
auf dem mindestens eine verschmolzene Schicht aufgebracht ist, die
aus einer wässrigen
Zusammensetzung aufgetragen wird, die eine Mischung eines filmbildenden,
wasserdispergierbaren Polymers und eines nicht filmbildenden, wasserdispergierbaren Polymers
enthält.
Das Trägermaterial
kann verschiedene Polymerfilme umfassen, einschließlich Celluloseester,
wie Celluloseacetat, Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat,
Cellulosepropionat; Polycarbonat, Polystyrol, Polyolefine, wie Polyethylen,
Polypropylen; Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat
und Papier oder Glas. Bevorzugt wird Polyesterfilmträger. Die
Dicke des Trägers
ist unerheblich. Es sind beispielsweise Trägerdicken von 50 μm bis 254 μm mit sehr
zufrieden stellenden Ergebnissen verwendbar. Der Polyesterträger verwendet
typischerweise eine in der Technik bekannte Unterschicht oder Haftvermittlerschicht,
die beispielsweise ein Vinylidenchlorid/Methylacrylat/Itakonsäureterpolymer
oder Vinylidenchlorid/Acrylnitril/Acrylsäureterpolymer umfasst, wie
in US-A-2,627,088;
2,698,235; 2,698,240; 2,943,937; 3,143,421; 3,201,249; 3,271,178
und 3,501,301 beschrieben.
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Beschichtungszusammensetzungen zur
erfindungsgemäßen Herstellung
verschmolzener Schichten umfassen eine stetige wässrige Phase mit einer darin
dispergierten Mischung von filmbildenden Polymerpartikeln (Komponente
A) und nicht filmbildenden Polymerpartikeln (Komponente B). Wie
in den zuvor genannten verschmolzenen Schichten umfasst Komponente
A 20 bis 70% des Gesamtgewichts der Komponenten A und B der Beschichtungszusammensetzung.
Der Beschichtungszusammensetzung können weitere zusätzliche Verbindungen
zugesetzt werden, je nach Funktion der jeweiligen Schicht, einschließlich Tenside
Emulgatoren, Beschichtungshilfen, Mattierpartikeln, Rheologiemodifikatoren,
Vernetzungsmittel, anorganische Füllmittel, wie Metalloxidpartikel,
Pigmente, Magnetpartikel, beispielsweise kobaltdotierte Gammaeisenoxide,
und Biozide. Die Beschichtungszusammensetzung kann zudem kleine
Mengen organischer Lösemittel
umfassen, wobei die Konzentration der organischen Lösemittel
vorzugsweise kleiner als 1 Gew.% der gesamten Beschichtungszusammensetzung
ist.
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Das nicht filmbildende Polymer (B)
umfasst glasige Polymere, die beständig gegen Blocking, Ferrotypie,
Abrieb und Kratzer sind. Das nicht filmbildende Polymer B ist in
der Beschichtungszusammensetzung und in der fotografischen Schicht
in einer Menge von 30 bis 80% und vorzugsweise von 50 bis 70%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des filmbildenden Polymers (A) und des nicht
filmbildenden Polymers (B), vorhanden. Diese Polymere umfassen Additionspolymere
und -interpolymere, die aus ethylenisch ungesättigten Monomeren hergestellt
sind, wie Acrylate, einschließlich
Acrylsäure,
Methacrylate, einschließlich
Methacrylsäure,
Acrylamide und Methacrylamide, Itakonsäure und deren Halbester und
Diester, Styrole, einschließlich
substituierter Styrole, Acrylnitril und Methacrylnitril, Vinylacetate,
Vinylether, Vinyl- und Vinylidenhalogenide und Olefine. Zudem sind
Vernetzungs- und Propfmonomere verwendbar, wie 1,4-Butylenglycolmethacrylat,
Trimethylolpropantriacrylat, Allylmethacrylat, Diallylphthalat und
Divinylbenzen. Weitere Polymere, die Komponente B umfassen können, sind
wasserdispergierbare Kondensationspolymere, wie Polyester, Polyurethane,
Polyamide und Epoxidharze. Für
Komponente B geeignete Polymere ergeben bei Trocknung unter Verwendung
des oben beschriebenen Tests keine transparenten, durchgehenden
Filme.
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Das filmbildende Polymer (A) umfasst
Polymere, die einen durchgehenden Film unter den extrem schnellen
Trocknungsbedingungen bilden, die für den Prozess zur Herstellung
fotografischer Filme typisch sind. Polymere, die für Komponente
A geeignet sind, sind solche, die bei Anwendung des zuvor beschriebenen Tests
transparente, durchgehende Filme bilden und Additionspolymere und
-interpolymere umfassen, die aus ethylenisch ungesättigten
Monomeren hergestellt sind, wie Acrylaten, einschließlich Acrylsäure, Methacrylaten,
einschließlich
Methacrylsäure,
Acrylamiden und Methacrylamiden, Itakonsäure und deren Halbester und Diester,
Styrolen, einschließlich
substituierter Styrole, Acrylnitrilen und Methacrylnitrilen, Vinylacetaten,
Vinylether, Vinyl- und Vinylidenhalogeniden und Olefinen. Zudem
sind Vernetzungs- und Propfmonomere verwendbar, wie 1,4-Butyleneglycolmethacrylat,
Trimethylolpropantriacrylat, Allylmethacrylat, Diallylphthalat und
Divinylbenzen. Weitere als Komponente A geeignete Polymere sind
filmbildende Dispersionen von Polyurethanen oder Polyesterionomeren.
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Die kolloidalen Polymerpartikel sind
entweder durch Emulsionspolymerisation oder durch Emulgieren vorgeformter
Polymere in Wasser mit einem geeigneten Dispergiermittel herstellbar.
In beiden Fällen
sind Kettenübertragungsmittel,
einschließlich
Mercaptanen, Polymercaptanen und Halogenverbindungen, in der Polymerisationsmischung
verwendbar, um das Polymermolekulargewicht zu moderieren. Das mittlere
Molekulargewicht der hergestellten Polymere kann zwischen 5.000
und 30.000, vorzugsweise zwischen 50.000 und 10.000.000 betragen.
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Die Herstellung von Polyurethandispersionen
ist in der Technik bekannt und umfasst die Kettenverlängerung
einer wässrigen
Dispersion eines endständige
Isocyanatgruppen enthaltenden Prepolymers durch Reaktion mit einem
Diamin oder Diol. Das Prepolymer ist durch Reaktion eines Polyesters,
Polyethers, Polycarbonats oder Polyacrylats mit endständigen Hydroxylgruppen
bei Überschuss
polyfunktionalen Isocyanats herstellbar. Das Produkt wird dann mit
einer Verbindung behandelt, die Funktionsgruppen aufweist, die mit
einem Isocyanat reagieren, beispielsweise Hydroxylgruppen, und eine
Gruppe, die ein Anion bilden kann, typischerweise ist dies eine
Carbonsäuregruppe.
Die anionischen Gruppen werden dann mit einem tertiären Amin
neutralisiert, um die wässrige
Prepolymerdispersion zu bilden.
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Der Begriff Polyesterionomer bezieht
sich auf Polyester, die mindestens einen Ionenrest enthalten. Derartige
Ionenreste dienen dazu, das Polymer wasserdispergierbar zu machen.
Diese Polyester sind durch Reagieren einer oder mehrerer Dicarbonsäuren oder
ihrer Funktionsäquivalente
herstellbar, wie Anhydride, Diester oder zweiwertige Säurehalogenide
mit ein oder mehreren Diolen in Schmelzphase-Polykondensationtechniken,
wie in US-A-3,018,272; 3,929,489; 4,307,174 und 4,419,437 beschrieben.
Zur dieser Klasse von Polymeren zählen beispielsweise die Eastman
AQ Polyesterionomere, hergestellt durch Eastman Chemical Co.
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Der Ionenrest wird typischerweise
durch einige der Dicarbonsäure-Grundeinheiten
bereitgestellt, wobei der Rest der Dicarbonsäure-Grundeinheiten nicht ionisch
ist. Derartige Ionenreste können
anionisch oder kationisch sein, wobei für die vorliegende Erfindung
anionische Reste bevorzugt werden. Vorzugsweise enthält die ionische
Dicarbonsäure
eine Sulfonsäuregruppe
oder deren Metallsalz. Beispiele umfassen das Natrium-, Lithium-
oder Kaliumsalz von Sulfoterephthalsäure, Sulfonaphthalendicarbonsäure, Sulfophthalsäure und
Sulfoisophthalsäure
oder deren funktionsäquivalentes
Anhydrid, Diester oder zweiwertiges Säurehalogenid. Vorzugsweise
wird die ionische Dicarbonsäure-Grundeinheit
durch 5-Natriumsulfoisophthalsäure
oder Dimethyl-5-Natriumsulfoisophthalat bereitgestellt.
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Die nichtionischen Dicarbonsäure-Grundeinheiten
werden durch Dicarbonsäuren
oder deren Funktionsäquivalente
bereitgestellt, dargestellt durch folgende Formel:
wobei R ein aromatischer
oder aliphatischer Kohlenwasserstoff ist oder sowohl aromatische
als auch aliphatische Kohlenwasserstoffe enthält. Beispielhafte Verbindungen
sind Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Bernsteinsäure
und Adipinsäure.
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Geeignete Diole werden durch folgende
Formel dargestellt: HO-R-OH, wobei R aromatisch oder aliphatisch
ist oder sowohl aromatische als auch aliphatische Kohlenwasserstoffe
enthält.
Vorzugsweise enthalten die Diole ein oder mehrere der folgenden
Verbindungen: Ethylenglycol, Diethylenglycol oder 1,4-Cyclohexandimethanol.
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Die Polyesterionomerdispersionen
umfassen ca. 1 bis ca. 25 Mol%, bezogen auf die gesamte Stoffmenge
der Dicarbonsäure-Grundeinheiten
der ionischen Dicarbonsäure-Grundeinheiten.
Die Polyesterionomere haben eine Glasübergangstemperatur (Tg) von
ca. 60°C
oder weniger, um die Bildung eines durchgehenden Films zu ermöglichen.
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Die filmbildenden Polymerpartikel,
die nicht filmbildenden Polymerpartikel oder beide Arten von Partikeln
können
reaktive Funktionsgruppen umfassen, die in der Lage sind, kovalente
Bindungen durch intermolekulare Vernetzung oder durch Reaktion mit
einem Vernetzungsmittel zu bilden (d. h. einem Härter). Geeignete reaktive Funktionsgruppen
sind u. a.: Hydroxyl, Carboxyl, Carbodiimid, Epoxid, Aziridin, Vinylsulfon,
Sulfonsäure,
aktives Methylen, Amin, Amid, Allyl.
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Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
können
zudem geeignete Vernetzungsmittel enthalten, die wirksam in den
erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
verwendbar sind, u. a. Aldehyde, Epoxidverbindungen, polyfunktionale
Aziridine, Vinylsulfone, Methoxyalkylmelamine, Triazine, Polyisocyanate,
Dioxanderivate, wie Dihydroxydioxan, Carbodümide, Chromalaun und Zirconiumsulfat. Die
Vernetzungsmittel können
mit Funktionsgruppen reagieren, die entweder an den filmbildenden
Polymeren, den nicht filmbildenden Polymeren oder an beiden vorhanden
sind.
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In der Technik bekannte Mattierpartikel
sind ebenfalls in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
verwendbar, wie die in der Forschungsveröffentlichung "Research Disclosure", Nr. 308, herausgegeben
im Dezember 1989, Seite 1008 bis 1009, beschriebenen Mattierpartikel.
Wenn polymere Mattierpartikel verwendet werden, können die
Polymere reaktive Funktionsgruppen enthalten, die in der Lage sind, kovalente
Bindungen durch intermolekulare Vernetzung oder durch Reaktion mit
einem Vernetzungsmittel zu bilden (d. h. einem Härter), um eine verbesserte
Haftung an den erfindungsgemäßen filmbildenden
oder nicht filmbildenden Polymeren zu vermitteln. Geeignete reaktive
Funktionsgruppen sind u. a.: Hydroxyl, Carboxyl, Carbodiimid, Epoxid,
Aziridin, Vinylsulfon, Sulfonsäure,
aktives Methylen, Amin, Amid, Allyl.
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Die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
können
Schmiermittel oder Kombinationen von Schmiermitteln umfassen, um
die Gleitreibung der erfindungsgemäßen fotografischen Elemente
zu reduzieren. Es ist praktisch jede Art wasserlöslicher oder dispergierbarer
Schmiermittel verwendbar. Beispielsweise (1) wasserlösliche oder
wasserdispergierbare paraffin- oder wachsähnliche Materialien, einschließlich pflanzlicher
Wachse, Insektenwachse, Mineralwachse, Petroleumwachse, synthetischer
Wachse, Carnaubawachs sowie wachsähnliche Komponenten, die einzeln
in diesen Wachsen vorkommen, (2) perfluor- oder fluor- oder fluorchlorhaltige
Materialien, die Poly(tetrafluoroethylen), Poly(trifluorchlorethylen),
Poly(vinylidenfluorid), Poly(trifluorchlorethylen-Covinylchlorid),
Poly(meth)acrylate, die Fluor- oder Perfluoralkyl-Nebengruppen enthalten,
(3) Poly(meth)acrylate oder Poly(meth)acrylamide, die lange Alkylnebengruppen
enthalten, (4) Siliconschmiermittel, einschließlich Siloxan, das verschiedene
(Cyclo)alkyl-, Aryl-, Epoxypropylalkyl, Polyoxyethylen und Polyoxypropylen-Nebengruppen
enthält.
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Die zuvor genannten Schmiermittel
können
auch reaktive Funktionsgruppen enthalten, wie Hydroxyl, Carboxyl,
Carbodiimide, Epoxid, Aziridin, Vinylsulfon, Sulfinsäure, aktives
Methylen, Amin und Amid. Die Schmiermittel können in der Beschichtungszusammensetzung
in einer Menge von 0,1 bis 150 mg/m2 vorliegen,
vorzugsweise von 0,1 bis 90 mg/m2.
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In der vorliegenden Erfindung ist
jede der in US-A-5,057,407 und in den darin genannten Patenten beschriebenen
reaktiven Funktionsgruppen von Polymeren und Vernetzungsmitteln
verwendbar.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können als
wässrige
Beschichtungsformulierungen aus bis zu 50% Feststoffen mithilfe
von in der Technik bekannten Beschichtungsverfahren aufgetragen
werden. Beispielsweise sind Trichterbeschichtungs-, Gravurbeschichtungs-,
Luftrakelbeschichtungs-, Sprühbeschichtungs-
und andere Verfahren mit sehr zufrieden stellenden Ergebnissen verwendbar.
Die Beschichtungen werden bei Temperaturen von bis zu 150°C getrocknet,
um Trockenbeschichtungsgewichte von 20 mg/m2 bis
10 g/m2 zu erhalten.
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Die Erfindung ist auf thermische
Abbildungselemente anwendbar, worin die verschmolzene Schicht als Träger, Farbstoffgeberelemente,
Farbstoffempfangselemente, Sperrschichten, Deckschichten, Bindemittel verwendbar
ist, wie in US-A-5,288,689;
5,283,225; 4,772,582 und 5,166,128 beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung wird weiter
anhand der folgenden Beispiele erläutert, in denen, soweit nicht anders
angegeben, Teile und Prozentsätze
nach Gewicht genannt werden. Die in den Beispielbeschichtungen verwendeten
Polymerpartikel werden zusammen mit ihren filmbildenden Eigenschaften
jeweils in Tabelle 1 aufgeführt.
Die filmbildende Eigenschaft jedes Polymers ist durch die zuvor
beschriebene Testmenge definiert.
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Vergleichsbeispiele A–G und Beispiele
1–16
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Es wurden wässrige Beschichtungslösungen,
die 3 Gew.-% an festen Stoffen enthielten, mit einer Rakel auf einen
Polyethylenterephthalat-Filmträger
aufgebracht, der ein Terpolymerlatexsubstrat von Acrylnitril-Vinylidenchlorid
und Acrylsäure
umfasste. Die Beschichtung wurde bei 90°C für eine Minute getrocknet und das
Aussehen der Beschichtung aufgezeichnet, wobei die Ergebnisse in
Tabelle 2 festgehalten sind. Aus den erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
wurden transparente, hochwertige Filme erzeugt, die in ihrem Aussehen
mit Beschichtungen aus organischen Lösemitteln vergleichbar sind.
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Vergleichsbeispiele H,
I und Beispiele 17–25
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Die folgenden Beispiele zeigen die
hervorragenden physischen Eigenschaften, die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
erzielbar sind. Die wässrigen
Formulierungen umfassen 3 Gew.-% Feststoffe, die, wie in den vorausgehenden
Beispielen, auf einem Filmträger
aufgebracht und bei 90°C
für eine
Minute getrocknet wurden, um transparente Filme mit einem Trockenauftragsgewicht
von 750 mg/m2 zu erzeugen. Der Taber-Abrieb
für die
Beschichtungen wurde gemessen und mit einer 750 mg/m2 Beschichtung
von Elvacite 2041 (Methylmethacrylatpolymer von E.I. DuPont de Nemours
und Co.) verglichen, die aus Methylenchloridlösung aufgetragen worden war.
Die Taber-Abriebtests wurden gemäß den in
ASTM D1044 dargelegten Verfahren durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 aufgeführt.
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Vergleichsbeispiele J–L und Beispiele
26–39
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Die folgenden Beispiele zeigen, dass
die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen bläschenfreie,
undurchlässige
Filme bilden, die mit denen vergleichbar sind, die mit organischen
Lösemitteln aufgetragen
werden. Ein Polyestersubstratfilmträger, wie zuvor beschrieben,
wurde mit einer wässrigen,
antistatischen Formulierung beschichtet, die 0,025 Gew.-% silberdotiertes
Vanadiumpentoxid, 0,075 Gew.-% eines Terpolymerlatex von Methylacrylat,
Vinylidenchlorid und Itakonsäure
(15/83/2) enthielt, und bei 100°C
getrocknet, um eine Antistatikschicht mit einem Trockengewicht von
ca. 8 mg/m2 zu erzeugen. Die erfindungsgemäßen wässrigen
Beschichtungszusammensetzungen mit 1 bis 3 Gew.-% festen Stoffen
wurden auf der Antistatikschicht aufgebracht und für 90 Sekunden
bei 100°C
getrocknet, um transparente Beschichtungen mit einem Trockengewicht
von 250 bis 750 mg/m2 zu erzeugen. Es ist
bekannt (und in US-A-5,006,451 und 5,221,598 beschrieben), dass
die Antistatikeigenschaften der Vanadiumpentoxidschicht nach der
Filmverarbeitung zerstört
werden, wenn sie nicht durch eine undurchlässige Sperrschicht geschützt werden.
Die Durchlässigkeit
der beispielhaften Beschichtungen könnte somit durch Messen der
Antistatikeigenschaften der Proben nach Verarbeitung in konventionellen
Filmentwicklungs- und Filmfixierlösungen bewertet werden.
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Die Proben wurden, wie in US-A-4,269,929
beschrieben, jeweils 60 Sekunden bei 38°C in Entwicklungs- bzw. Fixierlösung mit
hohem pH-Wert (11,3) getaucht und dann mit destilliertem Wasser
abgespült.
Der spezifische elektrische Schichtwiderstand (gemessen mit dem
Salzbrückenverfahren)
der verarbeiteten Proben bei 20% relativer Luftfeuchtigkeit wurde
gemessen und mit dem Schichtwiderstand vor Verarbeitung verglichen.
Die Beschichtungszusammensetzungen und die jeweiligen Ergebnisse
sind in Tabelle 4 aufgeführt. Die
Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
bläschenfreie
Beschichtungen ergeben, die so undurchlässig sind wie ein mit Lösemittel
aufgetragener Film (Probe J) und gegenüber einer wässrigen Beschichtungszusammensetzung,
die nur Methylmethacrylat-Copolymerdispersion mit hohem Tg (Probe
K) beinhaltet, weit überlegen
sind.
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Beispiele 40–42
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Neben den bereits beschriebenen Testverfahren
wurde für
die folgenden Beispiele der Paper-Clip-Friction-Test (PCF) und der
Single-Arm-Scratch-Test nach den in ANSI IT 9.4-1992 bzw. ANSI PH 1.37-1977
beschriebenen Verfahren durchgeführt.
Diese Beispiele dienen zur Darstellung der hervorragenden Schmierfähigkeit
und Kratzbeständigkeit,
die sich mit erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
bei Einbringen der verschiedenen Schmiermaterialien erzielen lässt. Die
erfindungsgemäßen Beschichtungen
wurden über
einer leitenden Schicht aufgetragen, die Vanadiumpentoxid enthielt,
wie in den vorausgehenden Beispielen beschrieben.
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Beispiel 43
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Dieses Beispiel zeigt die Einbringung
eines leitenden Metalloxidpartikels in die in der Erfindung verwendeten
Beschichtungen. Eine Beschichtung mit einem Gewichtsverhältnis von
15/35/50 von P-2/Polymer P-11/leitfähigen Zinnoxidpartikeln wurde
auf ein Polyesterträgersubstrat
aufgetragen, um eine transparente Beschichtung mit einem Trockengesamtgewicht
von 1000 mg/m2 zu erzeugen. Das leitfähige Zinnoxid
war antimondotiertes Zinnoxid des Typs Keeling & Walken CPM375, das auf eine mittlere
Partikelgröße von ca.
50 nm gemahlen worden war. Der Schichtwiderstand der Beschichtung,
gemessen bei 20% relativer Luftfeuchtigkeit vor und nach der Filmverarbeitung
unter Verwendung einer Zweipunktsonde betrug 9,9 bzw. 10,3 log Ω/Fläche.
