DE69921837T2

DE69921837T2 - Verfahren zur stabilisierung von folien oder membranen mittls eines klebstoffbehälters

Info

Publication number: DE69921837T2
Application number: DE69921837T
Authority: DE
Inventors: H. Stefan GRYSKA; R. Loren SCHREADER; S. Ronald STEELMAN; P. Clinton WALLER; B. Stephen JOHNSON; W. Joseph FRISK
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: KR20010052696A; US6221198B1; AU3297699A; KR100643064B1; EP1114112B1; AU761336B2; CN1305516A; JP2002517596A; DE69921837D1; CN1161438C; EP1114112A1; WO1999064534A1; BR9911002A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Bereichs aus Klebstoff, der auf einen Film oder eine Membrane geklebt ist, als Behälter für ein oder mehrere gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bildgraphiken sind im modernen Leben allgegenwärtig. Bilder und Daten, die warnen, erziehen, unterhalten, werben, usw., werden auf diverse innere und äußere, senkrechte und waagerechte Oberflächen aufgetragen. Nicht einschränkende Beispiele von Bildgraphiken reichen von Anzeigen auf Wänden oder Lastwagenseiten über Poster, die einen neuen Film ankündigen, bis zu Warnzeichen an Treppenrändern.
Bildgraphiken wird zunehmend unter Verwendung digitaler Techniken ausgebildet. Zu den verbreiteten digitalen Techniken gehören elektrographische Verfahren und Tintenstrahldrucken.
Elektrographische Druckverfahren können trockene oder flüssige Toner verwenden. Elektrographische Druckverfahren können entweder (a) elektrographische Drucker verwenden, wobei die Mittel zur Bilderzeugung darin bestehen, ein latent geladenes Bild auf eine Trommel aufzutragen, dieses Bild mit einem Toner zu entwickeln und es auf Papier oder Film zu übertragen, oder (b) elektrostatische Drucker verwenden, wobei eine Schreibanordnung ein latentes Bild auf ein dielektrisch beschichtetes Papier oder einen Film schreibt, das bzw. der dann durch eine Reihe von Tonerfixierstationen geht, um ein sichtbares Bild zu erzeugen.
Herkömmlicher flüssiger Toner umfasst pigmentierte Harzteilchen, isoparaffinische Kohlenwasserstoff- Trägerflüssigkeit (wie etwa die Markenflüssigkeit Isopar^TM) und ein Laderegelungsmittel, um elektrische Eigenschaften zu bewirken. Obwohl Pigment, Harz und Lageregulierungsmittel jeweils in dem flüssigen Toner vorhanden sind, erfolgt die eigentliche Tonerfixierung des latenten Bildes nur, wenn das Tonerteilchen aus allen drei Bestandteilen besteht.
Nicht einschränkende Beispiele handelsüblicher elektrostatischer Drucker sind elektrostatische Mehrfach- und Einfachdrucker, wie etwa die, die von Raster Graphics aus Sunnyvale, CA, von der ColorgrafX-Abteilung von Xerox Corporation aus San Jose, CA, von Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M) aus St. Paul, MN, und von Nippon Steel Calcomp Corporation aus Tokyo, Japan, vertrieben werden. 3M vertreibt eine Anzahl Medien, Toner und Laminate unter der Marke Scotchprint^TM zur Verwendung zum elektrostatischen Drucken. 3M vertreibt auch die Software Graphic Maker Electrostatic Printing, die dazu dient, Digitalbilder aus dem Internet, Clip-Art oder Digitalkamera-Quellen in Signale für elektrostatische Drucker zum Drucken solcher Bilder umzuwandeln.
Die Verwendung von Thermo- und Piezotintenstrahldruckern hat in den letzten Jahren zusammen mit einer zunehmenden Entwicklung kostengünstiger und leistungsfähiger Tintenstrahldrucker, Tintenliefersysteme und dergleichen erheblich zugenommen.
Thermotintenstrahlgeräte sich im Handel bei einer gewissen Anzahl multinationaler Firmen erhältlich, wozu ohne Einschränkung Hewlett-Packard Corporation aus Palo Alto, CA, USA; Encad Corporation aus San Diego, CA, USA; Xerox Corporation aus Rochester, NY, USA; LaserMaster Corporation aus Eden Prairie, MN, USA; und Mimaki Engineering Co., Ltd. aus Tokyo, Japan, gehören. Die Anzahl und Vielfältigkeit der Drucker ändern sich schnell, da die Druckerhersteller ihre Produkte ständig für die Verbraucher verbessern. Drucker werden sowohl in Desktop-Größe als auch in Breitformatgröße, je nach dem erwünschten Format der fertigen Bildgraphik, ausgebildet. Nicht einschränkende Beispiele verbreiteter handelsüblicher Thermotintenstrahldrucker sind die NovaJet Pro Drucker von Encad und die DesignJet 650C, 750C, 2500CP und 3500CP Drucker von HP. Nicht einschränkende Beispiele verbreiteter Desktop-Thermotintenstrahldrucker umfassen die DeskJet und OfficeJet Drucker von HP.
3M vertreibt auch die Software Graphic Maker Ink Jet, die dazu dient, Digitalbilder aus dem Internet, Clip-Art oder Digitalkamera-Quellen in Signale für Thermotintenstrahldrucker zum Drucken solcher Bilder umzuwandeln.
Tintenstrahltinten sind ebenfalls im Handel bei einer gewissen Anzahl multinationaler Firmen erhältlich, insbesondere bei 3M, die ihre pigmentierten Tintenstrahltinten der Produktreihen 8551; 8552; 8553 und 8554 vertreiben. Die Verwendung der vier Hauptfarben: Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz ermöglicht es, bis zu 256 Farben oder mehr in dem Digitalbild zu bilden.
Die Medien für Tintenstrahldrucker machen ebenfalls eine zunehmende Entwicklung mit. Da Tintenstrahl-Bilderzeugungstechniken sich in Geschäfts- und Verbraucheranwendungen weit verbreitet haben, hat sich die Fähigkeit, einen PC zu verwenden, um ein Farbbild auf Papier oder anderen Empfängermedien zu drucken, von Tinten auf Farbbasis zu Tinten auf Pigmentbasis erweitert. Und die Medien müssen sich dieser Änderung anpassen. Tinten auf Pigmentbasis stellen leuchtendere Farben und haltbarere Bilder bereit, weil die Pigmentteilchen in einer Dispersion enthalten sind, ehe sie anhand eines Thermotintenstrahldruckkopfes verteilt werden.
Tintenstrahldrucker sind in allgemeinen Gebrauch zum elektronischen Drucken von Breitformaten für Anwendungen wie technische und architektonische Zeichnungen gekommen. Wegen der einfachen Bedienung und Sparsamkeit der Tintenstrahldrucker verspricht diese Bildverarbeitung ein überragendes Wachstumspotenzial für die Druckindustrie, um Graphiken im Breitformat mit Bildern nach Bedarf in Präsentationsqualität zu erzeugen.
Bildqualität ist es, was die Zuschauer und zahlenden Kunden wollen und zu sehen verlangen werden. An den Hersteller der Bildgraphik werden von der Druckerei ebenfalls zahlreiche andere unbestimmte Anforderungen an das Tintenstrahl-Medien-/Tinte-System oder an das Elektrostatik-Medien-/Tinte-System gestellt. Ebenso kann das Aussetzen an die Umgebung zusätzliche Anforderungen an Medien und Tinte stellen (je nach Anwendung der Graphik).
Die Bildqualität muss die vorgesehene Lebensdauer der Bildgraphik in ihrer Platzierung überstehen, d.h. die Bildgraphik muss in ihrer vorgesehenen Umgebung haltbar sein. Man geht z.B. davon aus, dass eine Außenbildgraphik, die auf die Seite eines Lastzugs geklebt ist, ihre Bildqualität sieben bis zehn Jahre lang beibehalten muss, während sich der Lastzug unter allen möglichen rauen und manchmal schonungslosen Wetterbedingungen fortbewegt. Oft ist es eine Kombination aus ultraviolettem Licht, Hitze, Feuchtigkeit, Kälte, Wind und anderen extremen Umweltbedingungen, die ein schönes Bild dazu bringt, diesen natürlichen Elementen zu unterliegen, die das Bild verblassen lassen oder andere Verwitterungseffekte hervorrufen. Stabilisierende Mittel (z.B. Ultraviolett-Absorber, Ultraviolett-Lichtstabilisatoren, Antioxidationsmittel, Wärmestabilisierungsmittel und diverse andere Zusätze) sind oft in den Zusammensetzungen von Empfängermedien enthalten, um diese Medien und das Bild auf diesen Medien vor Verwitterungseffekten zu schützen. Die Menge des stabili sierenden Mittels kann durch die Zusammensetzung oder Dicke des Films/der Membran oder die Löslichkeit/Verträglichkeit der stabilisierenden Mittel begrenzt sein. Diese Grenze kann geringer als die sein, die für die vorgesehene Lebensdauer der Graphik notwendig ist.
Oftmals wird das Bild auf der Graphik durch die Art der Empfängermedien geschützt, auf denen das Bild gedruckt ist, wenn die Medien unabhängig von dem oben beschriebenen Druckverfahren derartige stabilisierende Mittel verwenden. Insbesondere für extrem haltbare Bildanforderungen werden jedoch öfter durchsichtige Laminate auf die Bildgraphik geklebt oder sie wird mit durchsichtigen Beschichtungen bedeckt.
Laminatfilme oder durchsichtige Beschichtungen (in der Graphikindustrie auch "Transparente" genannt) sind wegen der notwendigen Durchsichtigkeit für die offen liegende Schicht in der fertigen geschützten Bildgraphik in der Fertigung kostspielig und auf bestimmte Materialarten begrenzt. Laminate und Transparente brauchen den gleichen Umweltschutz wie der Rest der Graphik und benötigen oft einen stärken Schutz wegen des Schutzzwecks des Laminats oder des Transparents und wegen der Anforderung anhaltender Durchsichtigkeit während der langfristigen Platzierung der Bildgraphik.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Was die Technik der Bildgraphiken benötigt, ist ein Verfahren zum Bereitstellen von gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mitteln in Filmen und Membranen, um Bildgraphiken zu schützen.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem der Technik, indem sie einen Behälter für gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel in einem Bereich aus Klebstoff, wie in Anspruch 1 definiert, bereitstellt, der auf Filme und Membranen geklebt wird, so dass die Filme und Membranen ständig durch die Wanderung derartiger stabilisierenden Mittel von dem Klebstoff in den Film oder die Membran gegen Umwelteinflüsse geschützt sind.
Zum Zweck der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich ein "Film" dadurch von einer "Membran", dass jede Art von in einem Film vorliegender Porosität nicht über die gesamte Dicke des Films hinausgeht, wohingegen mindestens ein Teil der in einer Membran vorliegenden Porosität über die gesamte Dicke der Membran hinausgeht, um zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen einen Flüssigkeitskanal bereitzustellen.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schutz eines Films oder einer Membran, das folgende Schritte beinhaltet: (a) In einen Bereich aus Klebstoff wird mindestens ein gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendes Mittel geladen, das die Wirkung von Lichtenergie verringert oder verlangsamt; und (b) der Bereich aus Klebstoff wird an einen näher an der Lichtenergiequelle gelegenen Film oder eine Membran geklebt, um das gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel eine Zeitlang in Kontakt mit dem Film oder der Membran zu bringen und so den Film oder die Membran zu schützen, und wobei der Film oder die Membran selber eine ungenügende Menge an gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendem Mittel aufweist, um während der erwarteten Lebensdauer des Films oder der Membran Schutz bereitzustellen.
Bevorzugt wird der Klebstoff mit zusätzlichen Arten von oben beschriebenen, gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mitteln geladen.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, einen Behälter eines gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittels in einem Klebstoff bereitzustellen, der einen Film oder eine Membran berührt, um eine Zeitlang gegen Umwelteinflüsse geschützt zu sein.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, den Schutz für den Film oder die Membran von dem anliegenden Klebstoff aus bereitzustellen.
Unerwartet stellt das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht nur Schutz für den Film oder die Membran bereit, der bzw. die neben dem Klebstoffbereich liegt, sondern auch, wenn der Klebstoffbehälter neben einer Membran liegt, für andere Schichten in einem Verbund, der die fertige Bildgraphik bildet. Genauer gesagt, wenn der Klebstoffbereich neben einer Membran, die nach der Offenbarung des amerikanischen Patents Nr. 4,539,256 (Shipman et al.) hergestellt wird, oder einer mikroporösen Membran, die im Handel unter der Marke Teslin^TM (bei PPG Industries aus Pittsburgh, PA, USA) erhältlich ist, liegt, wandern die stabilisierenden Mittel durch die Membran in den neben dieser Membran liegenden Klebstoff und ebenfalls bis zu einem Laminatfilm. Bedeutungsvoll ist, dass es sich herausgestellt hat, dass die gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel in einem Behälter über zwei verschiedene Schichten aus zwei verschiedenen Materialien wandern, um eine dritte Schicht eines dritten Materials zu schützen. Somit liegt ein weiterer Vorteil dieses Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung in der Fähigkeit, als Laminate Filme zu verwenden, die keine gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel beinhalten könnten, wobei ein derartiges Laminat jedoch durch gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel, die von anderen Schichten in der fertigen Bildgraphik aus gewandert sind, geschützt wird. Dieser Vorteil erweitert die Liste der in Frage kommenden Laminate auf Materialien, die zuvor nicht als Laminate für äußere Haltbarkeit verwendet werden konnten.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Film oder eine Membran, der bzw. die von einem anliegenden Bereich aus Klebstoff geschützt wird, der ein Klebstoffliefersystem für gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel beinhaltet, welche die Wirkung von Lichtenergie verringern oder verlangsamen, wobei der Bereich direkt oder indirekt anliegt, und wobei der Film oder die Membran selber eine ungenügende Menge eines gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittels aufweist, um während der erwarteten Lebensdauer des Films oder der Membran Schutz bereitzustellen.
"Klebstoffliefersystem" bezeichnet die Verwendung von Klebstoff, um einen Behälter für gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel bereitzustellen und die Wanderung derartiger Mittel von dem Klebstoff in einen oder mehrere anliegende Filme oder Membranen zu erleichtern. Die Verwendung dieses Klebstoffliefersystems beseitigt Probleme, die bei den beiden geläufigsten Verfahren auftreten, die verwendet werden, um die geläufigsten gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel (d.h. UV-Zusätze und Antioxidationsmittel) in Polyolefinfilme einzubringen: Extrudieren und Beschichten. Oft ist es wegen der niedrigen Zersetzungstemperaturen ihrer Bestandteile nicht möglich, eine UV-/Antioxidationsmittel-Gruppe direkt zu extrudieren. In anderen Fällen ist die zerstörerische Auswirkung der UV-Zusätze auf die Nukleierung von (Poly-)Propylen ein Problem, auch für ein TIPS-Verfahren (thermisch induzierte Phasentrennung), das in dem amerikanischen Patent Nr. 4,539,256 (Shipman et al.) offenbart wird. Das "Klebstoffliefersystem" der vorliegenden Erfindung löst diese Probleme.
Beschichtungsverfahren haben ebenfalls gewisse Grenzen. Zunächst ist der zusätzliche bei der Filmherstellung notwendige Schritt kostspielig und zeitraubend und bringt Sicherheits- und Umweltschutzprobleme mit sich. Die meisten zum Beschichten verwendeten Lösungsmittel sind entflammbare Flüssigkeiten, die besondere Produktionsmittel benötigen. Ferner ist die Menge der stabilisierenden Mittel durch die Löslichkeit in der Beschichtung und die Dicke der Beschichtung begrenzt. Diese Probleme kann man wieder durch das Einbringen von UV stabilisierenden Zusätzen und Antioxidationsmitteln in den Klebstoff lösen. Eine weitere Überlegung ist, das viele der UV stabilisierenden Zusätze, die gelb oder bernsteinfarben sind, die Farbe der extrudierten oder beschichteten Filme beeinträchtigt, was für eine Verwendung als Laminat besonders kritisch sein kann. Eine Farbveränderung ist höchst unerwünscht, besonders bei visuellen und graphischen Anwendungen und ganz besonders für Laminate. Die Verwendung einer UV stabilisierenden Gruppe in dem Klebstoff beseitigt auch dieses Problem, weil die begrenzte Wanderungsmenge der UV stabilisierenden Zusätze eine wahrnehmbare Farbveränderung in dem Laminat minimiert, jedoch noch einen genügenden Schutz gegenüber UV-Licht bereitstellt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung sich unabhängig von dem verwendeten Bilderzeugungsverfahren nicht ungünstig auf das Druckverfahren auf dem Film oder der Membran auswirkt.
Die nachstehenden Ausführungsformen, die zusammen mit den folgenden Zeichnungen besprochen werden, beschreiben weitere Merkmale und Vorteile.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Querschnitt einer Bildgraphik ohne Laminat.
2 ist ein Querschnitt der Bildgraphik aus 1, nachdem ein Laminat hinzugefügt wurde.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Aufbau der Bildgraphik
1 zeigt die Mindestelemente einer typischen Bildgraphik 10, umfassend einen Bildempfänger 12, der ein Bild 14 aufweist, das auf einer Oberfläche des Bildempfängers 12 gedruckt ist, und einen Bereich 16 aus Klebstoff aufweist, der (typischerweise durch Anheften) an einer gegenüberliegenden Oberfläche des Bildempfängers 12 anliegt. Nicht einschränkende Beispiele für das Drucken des Bildes 14 umfassen elektrographisches (sowohl elektrostatisches als auch elektrophotographisches), Tintenstrahl- (sowohl Thermo- als auch Piezo-), Thermotransfer-, Thermo-Farb-Sublimations-, Filmdrucken und dergleichen.
2 zeigt die typische Bildgraphik 10, die ebenfalls einen Laminatfilm 22 aufweist, der auf das Bild 14 und den Bildempfänger unter Verwendung eines zweiten Klebstoffbereich 24 geklebt ist.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt einen Behälter mit gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mitteln in einem Klebstoffbereich 16 bereit, wodurch dieser Behälter dazu dient, den Empfänger 12 alleine, wie in 1, oder ebenfalls das Laminat 22, wie in 2, zu schützen.
Filme oder Membranen
Jeder Film oder jede Membran, der bzw. die für Bildgraphikanwendungen geeignet ist, ist zur Verwendung und zum Schutz durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung annehmbar. Diese Erfindung ermöglicht die Verwendung von Filmen oder Membranen, für die es ansonsten schwierig oder unmöglich wäre, ein oder mehrere gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel zu enthalten. Typische Polymermaterialien umfassen Polyolefine, Polyester, Polyurethane, Ethylenvinylacetate, Acrylpolymere. Die Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M) vertreibt zahlreiche verschiedene Filme und Membranen, die gemäß der vorliegenden Erfindung geschützt werden können. Die Filme der Marke Teslin^TM sind ebenfalls gut geeignet. Ein Vorteil dieser Erfindung ist es, dass der Fachmann in der Ausbildung von Bildgraphiken zuvor ausgebildete Filme oder Membranen wählen kann, die nicht genügend gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel für die derzeitig vorgesehene Verwendung aufweisen, und sie mit einem Klebstoffliefersystem der vorliegenden Erfindung in einer neuen Kombination verwenden kann, die eine genügende Menge eines oder mehrerer gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierender Mittel für den zuvor unzureichenden Film oder die unzureichende Membran durch Wanderung von dem Klebstoff zu dem Film oder zu der Membran bereitstellt.
Nicht einschränkende Beispiele bevorzugter Filme oder Membranen sind in den amerikanischen Patenten Nr. 4,539,256 (Shipman et al.); 5,106,710 (Wang et al.); 5,721,086 (Emslander et al.); 5,681,660 (Bull et al.) und der PCT-Veröffentlichung Nr. WO 97/30 852 (Bull) offenbart. Wie in dem Patent von Bull et al. und der Veröffentlichung von Bull gezeigt, werden derartige Filme als Laminate verwendet. Somit können die Filme und Membranen, die für das Element 12, wie in 1 gesehen, geeignet sind, auch für das Element 22, wie in 2 gesehen, dienen. Unabhängig davon kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung einen derartigen Film oder eine derartige Membran schützen, der bzw. die sich an beiden Stellen befindet und als Bildempfänger 12 oder als Laminat 22 verwendet wird.
Bevorzugt kann die Membran eine mikroporöse Membran sein, in die ein Flüssigkeitsregelungssystem und ein Pigmentregelungssystem imprägniert sind. Kurz gesagt kann der Tintenstrahlempfänger eine mikroporöse Membran, die mit einem anorganischen mehrwertigen Metallsalz zusammen mit einem Tensid oder einer Tensidkombination, die für die verwendete Tinte und Membran gewählt sind, imprägniert ist, oder eine mikroporöse Membran, die mit einem mikroporösen fluorierten Kieselsäureagglomerat zusammen mit einem Bindemittel und einem Tensid oder einer Tensidkombination für die verwendete Tinte und Membran imprägniert ist, umfassen. Zudem kann der Tintenstrahlempfänger eine mikroporöse Membran, die mit einem mikroporösen fluorierten Kieselsäureagglomerat zusammen mit einem Bindemittel und einem Tensid oder einer Tensidkombination imprägniert ist, umfassen, wobei die Tenside aus der Gruppe der auf Kohlenwasserstoff basierenden anionischen Tenside, der auf Silikon basierenden nicht ionischen Tenside oder der auf Fluorkohlenstoff basierenden nicht ionischen Tenside oder einer Kombination davon gewählt werden. Jede beliebige dieser behandelten Membranen ist ein ausgezeichnetes Tintenstrahlempfängermedium zum Drucken von Bildgraphiken.
Klebstoffe
Ein für Bildgraphiken geeigneter Acrylathaftklebstoff, der auch als Behälter für gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel dienen kann, wird in der vorliegenden Erfindung verwendet. Eine gewisse Anzahl von Klebstoffen, die von 3M zusammen mit den oben identifizierten Filmen oder Membranen vertrieben werden, eignen sich für diesen Gebrauch als Behälter. Die Klebstoffe können Heißschmelzklebstoffe, Klebstoffe mit chemisch wirksamer Strahlung und dergleichen umfassen. Die Klebstoffe können Lösungsmittelklebstoffe, Klebstoffe mit 100% Feststoffgehalt oder Klebstoffe auf Latexbasis sein.
Geeignete Haftklebstoffe, die verwendet werden, sind Acrylathaftklebstoffe, die im Handel bei Minnesota Mining and Manufacturing Company aus St. Paul, Minnesota, erhältlich sind und im Allgemeinen in den amerikanischen Patenten Nr. 2,973,826; Re 24,906; Re 33,353; 3,389,827; 4,112,213; 4,310,509; 4,323,557; 4,732,808; 4,917,928; 4,917,929; 5,141,790; 4,605,592; 5,045,386; 5,229,207; 5,296,277; und 5,670,557 und in den EPO-Patentveröffentlichungen EP 0 051 935 und EP 0 570 515 B1 und in der PCT-Patentveröffentlichung WO 98/29 516 beschrieben sind.
Ablöseunterlagen, um den Klebstoff vor Gebrauch zu schützen, sind ebenso wohlbekannt und im Handel bei einer gewissen Anzahl von Quellen erhältlich. Nicht einschränkende Beispiele von Ablöseunterlagen umfassen Silikon beschichtetes Kraftpapier, Silikon beschichtetes Polyethylen gestrichenes Papier, Silikon beschichtete oder nicht beschichtete Polymermaterialien, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen, sowie die zuvor erwähnten Grundmaterialien, die mit Polymerablösemitteln, wie etwa Silikonkarbamid, Urethanen und langkettigen Alkylacrylaten, wie sie in den amerikanischen Patenten Nr. 3,957,724; 4,567,073; 4,313,988; 3,997,702; 4,614,667; 5,202,190; und 5,290,615 definiert sind, beschichtet sind, und die Unterlagen, die im Handel als Unterlagen der Marke Polyslik bei Rexam Release aus Oakbrook, IL, USA, und die Unterlagen der Marke EXHERE bei P.H. Glatfelter Company aus Spring Grove, PA, USA, erhältlich sind.
Gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel
Gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel können aus einer beliebigen von zahlreichen Zusammensetzungen gewählt werden, die Bildgraphiken helfen, für die vorgesehene Platzierungsdauer haltbar zu bleiben. Diese Erfindung verwendet mindestens ein gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendes Mittel, nämlich ein Mittel, das die Wirkung von Lichtenergie verringert oder verlangsamt. Bevorzugt verwendet die Erfindung zusätzliche Arten von stabilisierenden Mitteln.
Oft wird die Bildgraphik auf eine Oberfläche gesetzt, und es wird garantiert, dass sie eine bestimmte Zeitlang von Material- und Verarbeitungsfehlern frei bleibt. Durch die Anpassung der Bestandteile zum Formen der Bildgraphik ist der Hersteller in der Lage, eine Garantie für sein Endprodukt auszugeben. Somit sind die gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel wesentliche Bestandteile für die Vermarktung der Bildgraphiken. Diese Erfindung erweitert den Gebrauch derartiger gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierender Mittel, indem sie diese in einem Klebstoff zum Schutz einer oder mehrerer anliegender Schichten unterbringt.
Gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel kann man in die folgenden Kategorien einordnen: Mittel, welche die Wirkung von Lichtenergie verringern oder verlangsamen; Mittel, welche die Auswirkung der Reaktion mit der Umwelt verringern oder verlangsamen; und Mittel, welche die Auswirkung der Reaktion mit der Umwelt innerhalb der Bestandteile der Bildgraphik verringern oder verlangsamen.
Nicht einschränkende Beispiele von Mitteln, welche die Wirkung von Lichtenergie verringern oder verlangsamen umfassen Ultraviolett-Absorber (UVA), Ultraviolett-Lichtstabilisatoren, sterisch gehinderte Aminlichtstabilisatoren (z.B. Tinuvin^TM 123, im Handel bei Ciba-Geigy aus Hawthorne, NY, USA, erhältlich). Derartige Mittel können in dem Klebstoff in Mengen vorliegen, die von ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 20 Gewichtsprozent und bevorzugt von ungefähr 1 bis ungefähr 5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Klebstoffes reichen. Diese Mengen sind im Allgemeinen größer als die ein in Frage kommender Film oder eine in Frage kommende Membran selber bei der Produktion enthalten könnte.
Nicht einschränkende Beispiele von Mitteln, welche die Auswirkung der Reaktion mit der Umwelt verringern oder verlangsamen umfassen Antioxidationsmittel (z.B. Irganox 1010, im Handel bei Ciba Geigy aus Hawthorne, NY, USA, erhältlich), Biozide (z.B. die Biozide Kathon^TM ICP von Rohm and Haas aus Philadelphia, PA, USA), Schimmelschutzmittel und dergleichen. Derartige Mittel können in dem Klebstoff in Mengen vorliegen, die von ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 2 Gewichtsprozent und bevorzugt von ungefähr 0,2 bis ungefähr 1 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Klebstoffs reichen.
Nicht einschränkende Beispiele von Mitteln, welche die Auswirkung der Reaktion innerhalb der Bestandteile des Films oder der Membran verringern oder verlangsamen, umfassen Ladungsübertragungsmittel, Radikalfänger und Energieübertragungsmittel. Derartige Mittel können in dem Klebstoff in Mengen vorliegen, die von ungefähr 0,1 Gewichtsprozent bis ungefähr 3 Gewichtsprozent und bevorzugt von ungefähr 0,2 bis ungefähr 2 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Klebstoffs reichen.
Weitere Ausführungsformen werden in den folgenden Beispielen beschrieben.
Beispiele
Beispiel 1
Es wurde eine mikroporöse Polypropylenmembran unter Verwendung von thermisch induzierten Phasentrennungs-Techniken gemäß der Offenbarungen der amerikanischen Patente Nr. 4,539,256 (Shipman et al.), 4,726,989 (Mrozinski) und insbesondere 5,120,594 (Mrozinski) gefertigt, mit folgenden technischen Daten:
Dicke – 0, 091 mm (3,6 mil)
Porosität – 41,9%
Blasenpunkt – 0,52 μm
Gurley – 24 s/50 cm³
5 Stücke, 2,54 cm mal 5,08 cm, wurden aus der Membran ausgeschnitten und folgendermaßen an einer Aluminium platte befestigt:
Kontrollprobe 1A – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Clear Application Adhesive 8560 (3M Commercial Graphics Division, St. Paul, MN, USA)
Probe 1B – mit 0,02 mm (1 mil) 2-Methylbutylacylat/Acrylsäure (90:10) Haftklebstoff ("Prüfklebstoff")
Probe 1C – mit 0,05 mm (2 mil) Prüfklebstoff
Probe 1D – mit 0,07 mm (3 mil) Prüfklebstoff
Probe 1E – mit 0,10 mm (4 mil) Prüfklebstoff
Der Klebstoff der Kontrollprobe 1A wies keine Ultraviolett-Lichtstabilisatoren auf. Der Klebstoff der Proben 1B bis 1E wies 2,0 % Tinuvin 1130 UVA-Stabilisator, 3,5% Tinuvin 123 sterisch gehinderten Aminlichtstabilisator (HALS) und 0,4% Irganox 1010 Antioxidationsmittel auf, wobei alle Produkte im Handel bei Ciba-Geigy aus Hawthorne, NY, USA, erhältlich sind.
Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann in eine beschleunigte Prüfvorrichtung eingesetzt, wobei die Prüfung gemäß RSTM ("American Society for Testing of Materials") G 53-91 (1991) mit 164 Stunden UV-Licht (UVA 340 nm) bei 80 °C, mit 4 Stunden Kondensation bei 50 °C ausgeführt wurde. Bei der Kontrollprobe 1A bildeten sich mehrere Risse, ehe die 200-Stunden-Markierung erreicht wurde; wohingegen sich bei den Proben 1B, 1C, 1D und 1E bis zu jeweils 1500, 2000, 2500 und 3000 Stunden keine Risse bildeten. Dieses Beispiel zeigt, dass die gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel, die in einem anliegenden Klebstoffbereich enthalten und davon geliefert werden, einen Film oder eine Membran schützen können, der bzw. die selber keine gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel enthält. Zudem kann man durch Änderungen der Mengen der Klebstoffbeschichtungen und der Menge der gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel darin (selbst wenn die Konzentration bei den verschiedenen Proben konstant bleibt) die Menge der von dem Klebstoffliefersystem der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Umweltstabilisierung kontrollieren.
Beispiel 2
Es wurde eine andere Polypropylenmembran wie in Beispiel 1 gefertigt, mit folgenden technischen Daten:
Dicke – 0,167 mm (6,6 mil)
Porosität – 42,0%
Blasenpunkt – 0,58 μm
Gurley – 16,2 s/50 cm³
5 Stücke, 2,54 cm mal 5,08 cm (1 bis 2 Inch), wurden aus der Membran ausgeschnitten, die Klebstoffe aufwies, die der Kontrollprobe A und den Proben B bis F entsprachen, und folgendermaßen an einer Aluminiumplatte befestigt:
Kontrollprobe 2A – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Klebstoff 8560
Probe 2B – mit 0,02 mm (1 mil) Prüfklebstoff
Probe 2C – mit 0,05 mm (2 mil) Prüfklebstoff
Probe 2D – mit 0,07 mm (3 mil) Prüfklebstoff
Probe 2E – mit 0,10 mm (4 mil) Prüfklebstoff
Der Klebstoff der Kontrollprobe 2A wies keine Ultraviolett-Lichtstabilisatoren auf. Der Klebstoff der Proben 2B bis 2E wies 2,0% Tinuvin 1130 UVA, 3,5 Tinuvin 123 HALS und 0,4% Irganox 1010 Antioxidationsmittel auf.
Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann der gleichen beschleunigten Prüfung wie in Beispiel 1 unterzogen. Bei der Kontrollprobe 2A bildeten sich mehrere Risse, ehe die 200-Stunden-Markierung erreicht wurde; bei den Proben 2B, 2C, 2D und 2E bildeten sich bis zu jeweils 1500, 2000, 2500 und 3000 Stunden keine Risse. Das Beispiel zeigte, dass andersartige Polymerfilme oder -membranen wie in Beispiel 1 geschützt werden konnten.
Beispiel 3
Es wurde eine Polypropylenmembran wie in Beispiel 1 gefertigt, mit folgenden technischen Daten:
Dicke – 0,12 mm (4,9 mil)
Porosität – 85,6%
Blasenpunkt – 1,0 μm
Gurley – 4,3 s/50 cm³
2 Stücke, 2,54 cm mal 5,08 cm, wurden aus der Membran ausgeschnitten und folgendermaßen an einer Aluminiumplatte befestigt:
Kontrollprobe 3A – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Klebstoff 8560
Probe 3B – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Prüfklebstoff
Der Klebstoff der Kontrollprobe 3A wies keine UV-Lichtstabilisatoren auf. Der Klebstoff der Probe 3B wies 2,0% Tinuvin 1130 UVA, 3,5% Tinuvin 123 HALS und 0,4% Irganox 1010 Antioxidationsmittel auf.
Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann der gleichen beschleunigten Prüfung wie in Beispiel 1 unterzogen, allerdings bis zu 500 Stunden. Bei der Kontrollprobe 3A bildeten sich mehrere Risse und ihre Oberfläche kreidete sich ab, ehe die 200-Stunden-Markierung erreicht wurde; nach 500 Stunden zeigte Probe 3B keine Risse und ihre Oberfläche kreidete sich nicht ab. Dieses Beispiel zeigt, dass noch eine andere Polymermembran durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung geschützt werden kann.
Beispiel 4
Bei diesem Beispiel wurde ein dichter 0,05 mm Stamark^TM 7771 glänzender durchsichtiger Polypropylen-Laminatfilm (3M, St. Paul, MN, USA) verwendet.
2 Stücke, 2,54 cm mal 5,08 cm, wurden aus dem Film ausgeschnitten und folgendermaßen an einer Aluminiumplatte befestigt:
Kontrollprobe 4A – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Klebstoff 8560
Probe 4B – mit 0,02 mm (1 mil) Prüfklebstoff
Der Klebstoff der Kontrollprobe 4A wies keine UV-Stabilisatoren auf. Der Klebstoff der Probe 4B wies 2,0 Tinuvin 1130 UVA, 3,5% Tinuvin 123 HALS und 0,4 Irganox 1010 Antioxidationsmittel auf.
Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann der gleichen beschleunigten Prüfung wie in Beispiel 1 unterzogen, allerdings bis zu 1000 Stunden. Bei der Probe A bildeten sich mehrere Risse und sie blätterte ab, ehe die 200-Stunden-Markierung erreicht wurde; nach 1000 Stunden zeigte Probe B keine Risse oder anderen sichtbaren Veränderungen. Dieses Beispiel zeigt, dass ein handelsübliches Laminat durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung geschützt werden kann.
Beispiel 5
Bei diesem Beispiel wurde eine Hartpolyethylenmembran verwendet. Die Membran wies folgende technische Daten auf
Dicke – 0, 06 mm (2,5 mil)
Porosität – 83,1%
Blasenpunkt – 0,27 μm
Gurley – 21,1 s/50 cm³
2 Stücke, 2,54 cm mal 5,08 cm, wurden aus dem Film ausgeschnitten und folgendermaßen an einer Aluminiumplatte befestigt:
Kontrollprobe 5A – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Klebstoff 8560
Probe 5B – mit 0,02 mm (1 mil) Prüfklebstoff
Der Klebstoff der Kontrollprobe 5A wies keine UV-Stabilisatoren auf. Der auf der Probe 5B basierende Klebstoff RD1267 wies 2,0% Tinuvin 1130 UVA, 3,5% Tinuvin 123 HALS und 0,4% Irganox 1010 Antioxidationsmittel auf.
Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann der gleichen beschleunigten Prüfung wie in Beispiel 1 unterzogen, allerdings bis zu 500 Stunden. Bei der Kontrollprobe 5A bildeten sich mehrere Risse, ehe die 200-Stunden-Markierung erreicht wurde; nach 500 Stunden zeigte Probe 5B keine Risse oder anderen sichtbaren Veränderungen.
Beispiel 6
Bei diesem Beispiel wurde eine wie in Beispiel 1 gefertigte Polypropylen-Emulsionsmembran verwendet. Die Membran wies folgende technische Daten auf:
Dicke – 0,18 mm (7,17 mil)
Porosität – 46,2%
Blasenpunkt – 0,82 μm
Gurley – 20,4 s/50 cm³
Antioxidationsmittel Irganox 1010 – 1,0
2 Stücke, 2,54 cm mal 5,08 cm, wurden aus der Membran ausgeschnitten und folgendermaßen an einer Aluminiumplatte befestigt:
Kontrollprobe 6A – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Klebstoff EP 0 570 515 B1
Probe 6B – mit 0,02 mm (1 mil) 3M Klebstoff 3500S
Der Klebstoff auf Wasserbasis der Kontrollprobe 6A wies keine UV-Stabilisatoren auf. Die Probe 6B wies 2,0 Tinuvin 1130 UVA, 3,5% Tinuvin 123 HALS in dem gleichen Klebstoff auf Wasserbasis wie Kontrollprobe 6A entsprechend der folgenden Formulierung auf:

Butyl-Cellosolve 5,2 Gewichtsteile

Tinuvin 1130 UVA 1,9

Tinuvin 123 HALS 3,3

Klebstoff (bei 40% Feststoffgehalt) 89,6
Die Fertigung von Probe 6B verwendete folgende Schritte:

1. Tinuvin 1130 und Tinuvin 123 in Butyl-Cellosolve auflösen.
2. Klebstoff 3500 in einem Behälter abwiegen und bei mäßiger Geschwindigkeit durchrühren.
3. Während des Rührens langsam die Stabilisator-Vormischung hinzufügen. Weiter mischen bis zum Auflösen.

Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann der gleichen beschleunigten Prüfung wie in Beispiel 1 unterzogen, allerdings bis zu 500 Stunden. Bei der Kontrollprobe 6A bildeten sich mehrere Risse, ehe die 200-Stunden-Markierung erreicht wurde; nach 500 Stunden zeigte Probe 6B keine Risse oder anderen sichtbaren Veränderungen.
Beispiel 7
Bei diesem Beispiel wurden ein dichter 0,05 mm (2 mil) Stamark^TM 7771 glänzender durchsichtiger Polypropylen-Laminatfilm und eine Polypropylen-(Emulsions)-Membrane verwendet. Der Film wurde mit einem Klebstoff bedeckt, der keine gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel enthielt. Die darunter liegende Membran wies folgende technische Daten auf:
Dicke – 0,17 mm (6,70 mil)
Porosität – 41,5
Blasenpunkt – 0,72 μm
Gurley – 16,9 s/50 cm³
2 Stücke, 1,9 cm mal 6,35 cm (3/4'' × 2 1/2''), wurden aus der Polypropylen-Membran ausgeschnitten und auf das Stamark^TM 7771 Polypropylen-Laminat geschichtet:
Kontrollprobe 7A – 0,07 mm (3 mil) wies einen feuchten Überzug des bei Kontrollprobe 6A verwendeten Klebstoffs auf
Probe 7B – 0,07 mm (3 mil) wies einen feuchten Überzug des Klebstoffs von Probe 6B auf.
Die Aluminiumplatte mit den befestigten Proben wurde dann der gleichen beschleunigten Prüfung wie in Beispiel 1 unterzogen. Bei der Kontrollprobe 7A bildeten sich nach 500 Stunden in der Membran und dem Laminatfilm mehrere Risse. Probe 7B zeigte nach 3000 Stunden keine Risse, weder in der Membran noch in dem Polypropylen-Laminat, oder anderen sichtbaren Zeichen von Qualitätsverlust.
Dieses Beispiel zeigte, dass die in einem Klebstoff unterhalb einer Membran befindlichen gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mittel wandern können, nicht nur um die anliegende Membran zu schützen, sondern dass sie auch durch die Membran und den Klebstoff des Laminats hindurch wandern, um den Laminatfilm drei Lagen von dem Klebstoffbehälter entfernt zu schützen.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Es folgen die Ansprüche.

Claims

Gegenstand mit: einem Film oder einer Membran, die durch einen anliegenden Bereich aus mindestens ein gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendes Mittel, das die Wirkung von Lichtenergie verringert oder verlangsamt, enthaltenden Acrylathaftklebstoff geschützt wird, wobei ein solcher anliegender Bereich direkt oder indirekt ist, wobei bei Verwendung des Gegenstandes der Film oder die Membran selbst sich näher an einer Lichtenergiequelle befindet als der Klebstoff, und wobei der anliegende Bereich aus Acrylathaftklebstoff dem Film oder der Membran durch Wanderung aus dem Acrylathaftklebstoff zum Film oder der Membran genügende Mengen an gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mitteln liefert.
Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der Bereich aus Acrylathaftklebstoff mindestens ein weiteres gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendes Mittel umfaßt und wobei der Klebstoff aus der Reihe der Lösungsmittelklebstoffe, Klebstoffe mit 100 Feststoffgehalt und Klebstoffe auf Latexbasis gewählt ist.
Gegenstand nach Anspruch 2, wobei das weitere gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel aus der Reihe der die Auswirkung der Reaktion mit der Umwelt verringernden oder verlangsamenden Mittel, der Ladungsübertragungsmittel, der Radikalfänger und der Energieübertragungsmittel gewählt ist.
Gegenstand nach Anspruch 1, der ferner einen anliegenden zweiten Film oder eine Membran aufweist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das weitere gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel aus der Reihe der Ultraviolett-Absorber, Ultraviolett-Lichtstabilisatoren, Lichtstabilisatoren auf Basis von sterisch gehinderten Aminen (engl. hindered amine light stabilizer), sowie Kombinationen aus diesen gewählt ist.
Gegenstand nach Anspruch 5, wobei das gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel in dem Klebstoff in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Klebstoffs vorliegt.
Gegenstand nach Anspruch 3, wobei die die Auswirkung der Reaktion mit der Umwelt verringernden oder verlangsamenden Mittel in dem Klebstoff in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 2 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Klebstoffs vorliegende Antioxidationsmittel, Biozide, oder Schimmelschutzmittel umfassen und wobei die die Auswirkung einer Reaktion innerhalb der Komponenten des Films oder der Membran verringernden oder verlangsamenden Mittel in dem Klebstoff in einer Menge im Bereich von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 3 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Klebstoffs vorliegende Ladungsübertragungsmittel, Energieübertragungsmittel oder Radikalfänger umfassen.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1-7, wobei der Film oder die Membran eine Bildgraphik trägt.
Gegenstand nach Anspruch 8, wobei die Bildgraphik zwischen einer Oberfläche des Films oder der Membran und einer zweiten, als Überlaminat dienenden Film oder Membran angeordnet ist und wobei durch das mit einer gegenüberliegenden Oberfläche der ersten Membran in Kontakt stehende Klebstoffbereich ein Klebstoffliefersystem für gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendes Mittel an jenen Film oder Membran sowie an das Überlaminat zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren zum Schutz eines Films oder einer Membran, das folgende Schritte beinhaltet: (a) In einen Bereich aus Acrylathaftklebstoff wird mindestens ein gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierendes Mittel gemäß dem Klebstoff nach einem der Ansprüche 1-9 geladen oder aufgenommen; und (b) der Bereich aus Acrylathaftklebstoff gemäß einem der Ansprüche 1-9 wird an eine näher einer Lichtenergiequelle gelegene Film oder einer Membran angeheftet, um das gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierende Mittel eine Zeitlang in Kontakt mit dem Film oder der Membran zu bringen und so den Film oder die Membran zu schützen, wobei ein anliegender Bereich aus Acrylathaftklebstoff dem Film oder der Membran durch Wanderung aus dem Acrylathaftklebstoff zum Film oder zur Membran genügende Mengen an gegenüber Umwelteinflüssen stabilisierenden Mitteln liefert.