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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine transparente Polyesterfolie
für Abbildungsmedien.
Sie betrifft ganz besonders eine transparente primerbeschichtete
Polyesterfolie für
Abbildungsmedien mit einer Primerschicht, welche durch Beschichten
eines Harzes auf mindestens einer Seite einer biaxial orientierten
Polyesterfolie gebildet wird, und die einen hohen Grad an Transparenz
und Haftung, insbesondere eine hohe Haftung an funktionellen Schichten
aufweist, welche hauptsächlich
aus wasserlöslichen
oder hydrophilen Harzen wie Polyvinylalkohol hergestellt sind.
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Polyesterfolien
wie Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN)
werden dank ihrer vielen hervorragenden Eigenschaften wie mechanischer
Festigkeit, Formstabilität,
Ebenheit, Wärmebeständigkeit,
chemische Beständigkeit
und optische Eigenschaften trotz ihres hohen Preisniveaus für eine Vielfalt
von Zwecken als Trägerfolien
verwendet.
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Diese
Polyesterfolien haben jedoch insofern Nachteile als ihre Kohäsionskräfte infolge
ihrer chemischen Eigenschaften und der kristallisierten Folienoberfläche groß sind,
und die daher bei verschiedenen Verwendungen eine schlechte Haftung
an funktionellen Schichten aufweisen. Um solche Nachteile zu beseitigen sind
verschiedene Verfahren und Techniken vorgeschlagen worden, wie das
Laminieren einer Polyesterfolie mit geringem Kristallisationsvermögen auf
die Oberfläche
einer Polyesterfolie durch Coextrusion, oder das Beschichten einer
Polyesterbasisfolie mit einem wasserdispergierbaren Polyester- oder
Acrylharzes als Primer (Japanische Patentveröffentlichung (KOKOKU) Nr. 49-10234,
offen gelegte Japanische Patentanmeldung (KOKAI) Nr. 52-19786, 52-19787,
54-43017 etc.).
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Obwohl
demzufolge Verfahren zur Verwendung einer Trägerfolie, welche ein Polyester-
oder Acrylharz als Primer umfasst, entwickelt worden sind, erwiesen sich
alle diese Folien bezüglich
der Haftung an funktionellen Schichten, welche hauptsächlich aus
wasserlöslichen
oder hydrophilen Harzen wie Polyvinylalkohol hergestellt waren,
als nicht zufrieden stellend.
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EP-A
0 835 752 betrifft eine laminierte Polyesterfolie, welche eine biaxial
orientierte Polyesterfolie als Trägerfolie und eine leicht haftende
Harzschicht umfasst, welche auf mindestens eine Seite der Trägerfolie
laminiert ist, und welche einen copolymeren Polyester mit einer
alicyclischen mehrwertigen Hydroxylverbindung, einer alicyclischen
mehrwertigen Carbonsäureverbindung
und einer aromatischen esterbildenden Verbindung mit ionischen funktionellen
Gruppen als Struktureinheiten umfasst.
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Als
Ergebnis der ernsthaften Untersuchungen der derzeitigen Erfinder
zur Lösung
des vorstehenden Problems ist gefunden worden, dass das vorstehende
Problem durch Bereitstellung einer Primerschicht (welche eine zufrieden
stellende Haftung an wässrigen
Beschichtung bietet) an einer Trägerfolie
aus Polyester durch Beschichtung ihrer Oberfläche mit einer spezifisch zusammengesetzten
Beschichtungslösung
gelöst werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage des vorstehenden Befundes
erhalten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine transparente Polyesterfolie
für Abbildungsmedien
vorzusehen, welche eine Primerschicht (mit Primer beschichtete Schicht)
mit besonders hoher Haftung an funktionellen Schichten aufweist,
welche hauptsächlich
ein wasserlösliches
oder hydrophiles Harz wie Polyvinylalkohol umfasst, wie zum Beispiel
die Tintenbild aufnehmende Schicht bei Inkjet-Druckern, das in den
vergangenen Jahren weit verbreitet in Gebrauch gekommen ist, und
wobei die funktionellen Schichten hauptsächlich wasserlösliche oder
hydrophile Harze wie Gelatine umfassen, wie zum Beispiel empfindliche
photographische Filme, und die auch eine ausgezeichnete Transparenz
und Flachheit aufweisen.
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Um
das vorstehende Ziel zu erreichen wird unter einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung in Übereinstimmung
mit Anspruch 1 eine primerbeschichtete Polyesterfolie für Abbildungsmedien
vorgesehen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird detaillierter beschrieben.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung als biaxial orientierte Polyesterträgerfolie
verwendbaren Polyester schließen
zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET) ein, in dem nicht weniger
als 80 Mol-% der Struktureinheiten aus Ethylenterephthalat Polyethylen-2,6-naphthalat
(PEN) bestehen, worin nicht weniger als 80 Mol-% der Struktureinheiten
aus Ethylen-2,6-naphthalat, Poly-1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat
bestehen, worin nicht weniger als 80 Mol.-% der Struktureinheiten
aus 1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat, Polyethylenisophthalat
und Poly-1,4-butylenterephthalat (PBT) bestehen.
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Als
andere Copolymermaterialien als die Hauptbestandteile können Diole
wie Propylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 2,3-Butylengylkol, Neopentylglykol,
Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol, Diethylenglykol,
Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polytetramethylenglykol und
Polyalkylenglykol; Isophthalsäure,
2,7-Naphthalindicarbonsäure,
5-Natriumsulfoisophthalsäure;
Oxalsäure,
Malonsäure,
Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Diphenyletherdicarbonsäure, Oxymonocarbonsäure und
ihre esterbildenden Derivate verwendet werden.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren Polyester schließen Homopolymere,
Copolymere und ihre Abmischungen mit einem geringen Anteil anderer
Harze ein.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Polyesterträgerfolie
ist biaxial orientiert und kann ein projektionsbildendes Mittel
wie zugesetzte Teilchen, gefällte
Teilchen, Katalysatorrückstände etc.
enthalten, welche, sofern sie in der Folie enthalten sind, der Folie
Gleiteigenschaften verleihen können.
Typ, Größe und Gehalt
an projektionsbildendem Mittel können
je nach der geforderten Gleitfähigkeit
und Transparenz der Folie in geeigneter Weise gewählt werden.
Um zum Beispiel bei der vorliegenden Erfindung eine erforderliche
Trübung
bei beschränkter
Foliendicke vorzusehen, wird vorgeschlagen, dass die Folie im Fall
der zugesetzten Teichen, mindestens einen Typ Teilchen mit einer
mittleren Größe (Durchmesser)
von nicht mehr als 5 μm,
vorzugsweise nicht mehr als 3 μm
in einer Menge von nicht mehr als 1 Gew.-%, vorzugsweise von nicht
mehr al 0,5 Gew.-%, enthält.
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Der
Polyesterfolienträger
kann bei Bedarf auch andere Additive enthalten wie Antistatikmittel,
Stabilisatoren, Schmiermittel, Vernetzungsmittel, Antiblokkingmittel,
Antioxidantien, UV-Absorber etc.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann der Polyesterfolienträger eine
mehrlagige Struktur aufweisen, wobei in diesem Fall die Schichten
ein anderes Polymer oder andere Polymere als Polyester umfassen
können.
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Die
erfindungsgemäße primerbeschichtete
Polyesterfolie weist auf mindestens einer Seite der biaxial orientierten
Polyesterfolie eine Primerschicht (mit ausgezeichneter Haftung für wässrige Beschichtungen
bei leichter Anbringbarkeit) auf, wobei die Primerschicht mindesten
monoaxial orientiert worden war. Das Recken dieser Harzschicht dient
der Einheitlichkeit der Schichtdicke und der Verbesserung der Haftung
und Transparenz.
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Die
primerbeschichtete Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung wird
vorzugsweise als Träger
für Abbildungsmedien
verwendet und ihre Dicke reicht von 40 bis 200 μm. Ist die Dicke geringer als
40 μm, fehlt
der Folie die als Träger
erforderliche Festigkeit. Überschreitet
die Foliendicke 200 μm
ist dies mehr als bei der praktischen Verwendung erforderlich und
schadet der Wirtschaftlichkeit.
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Bemerkenswert
ist auch, dass die primerbeschichtete Polyesterfolie der vorliegenden
Erfindung eine geringe Trübung
aufweist. Eine starke Trübung
der primerbeschichteten Polyesterfolie führt zu Problemen wie einer
verringerten Trennschärfe
des projizierten Bildes auf dem OHP und schränkt den Verwendungsspielraum der
Folie ein. Die Trübung
der Folie darf speziell nicht mehr als 5%, vorzugsweise nicht mehr
als 3% betragen.
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Was
die Transparenz der Folie betrifft, liegt die Gesamtlichtdurchlässigkeit
der laminierten Folie vorzugsweise im hohen Prozentbereich und beträgt aus dem
gleichen Grund, wie vorstehend im Fall der Folientrübung erwähnt, insbesondere
nicht weniger als 80%, vorzugsweise nicht weniger als 85%, sogar
weiter vorzugsweise nicht weniger als 88%.
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Das
Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Primerschicht
der Laminatfolie durch Verwendung einer Beschichtungslösung gebildet
wird, enthaltend (A) ein wasserlösliches
Harz mit Vinylalkoholeinheiten als Hauptbestandteil und (B) ein
wasserlösliches
oder wasserdispergierbares Harz mit einer aromatischen Polyestereinheit.
Für die
laminierte Folie der vorliegenden Erfindung ist genau genommen, noch
wesentlicher, dass sie eine Primerschicht enthält, welche durch Anwenden der
Beschichtungslösung
auf wenigstens einer Seite der Trägerfolie gebildet wird und
ihre Trocknung, und dass die so gebildete Schicht wenigsten monoaxial
orientiert ist.
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Es
ist möglich
als wasserlösliches
Harz (A) mit Vinylalkoholeinheiten als Hauptbestandteil Polyvinylalkohole
zu verwenden, welche durch gewöhnliche
Synthesereaktionen erhalten werden können oder die erhaltenen Verbindungen
durch Anwendung eine teilweise modifizierenden Behandlung wie Acetalisierung
oder Butyralisierung der Polyvinylalkohole. Die bei der vorliegenden
Erfindung verwendeten Harze (A) sind nicht speziell definiert, außer dass
sie wasserlöslich
sind. Der Polymerisationsgrad der Harze (A) ist ebenfalls nicht
spezifiziert, beträgt
jedoch üblicherweise
nicht weniger als 100, vorzugsweise 300 bis 40.000. Beträgt der Polymerisationsgrad
weniger als 100, kann die gebildete Primerschicht eine zu geringe
Wasserbeständigkeit
aufweisen.
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In
der Praxis werden als Harz (A) die verseiften Polyvinylaceatprodukte
mit einem Verseifungsgrad von 70 bis 99,9 Mol.-% verwendet. Der
bevorzugte bereich des Verseifungsgrades beträgt 70 bis 95 Mol.-%.
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Das
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Harz (A) kann ein Harz
sein, welches durch Copolymerisieren einer niedermolekularen Verbindung
mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe, wie einer Acrylvinylgruppe,
in die vorstehend erwähnten
Polyvinylalkoholeinheiten erhalten wird, oder ein Harz sein, welches
durch Copolymerisieren einer niedermolekularen Verbindung mit einer
polymerisierbaren ungesättigten Gruppe,
wie einer Vinylacetat- und Acrylvinylgruppe, und anschließendes Unterwerfen
des Produkt einer Deacetylierungsbehandlung erhalten wird, so lange
als der Hauptbestandteil eines solchen Harzes aus Vinylalkoholeinheiten
besteht.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren wasserlöslichen
oder wasserdispergierbaren Harze (B) mit einer aromatischen Polyestereinheit
können
aus jenen gewählt
werden, die als wässrige
Dispersionen nach herkömmlichen
Verfahren hergestellt werden. Diese Harze (B) können durch normale Polykondensationsreaktionen
unter Verwendung einer mehrwertigen Carbonsäure, deren Hauptbestandteil
eine aromatische Dicarbonsäureverbindung
ist, und einer mehrwertigen Hydroxylverbindung, deren Hauptbestandteil
eine aliphatische Diolverbindung ist, hergestellt werden. Die Anteile
an aromatischer Dicarbonsäureverbindung
und aliphatischer Diolverbindung betragen vorzugsweise nicht weniger
als 60 Mol.-%, bezogen auf 100 Mol.-% mehrwertige Carbonsäure bzw.
mehrwertige Hydroxylverbindung.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren mehrwertigen Carbonsäuren schließen aromatische
Dicarbonsäuren
wie Terephthalsäure,
Isophthalsäure,
Orthophthalsäure,
Phthalsäure,
4,4'-Diphenyldicarbonsäure, 2,5-Naphthalindicarbonsäure und
2,6-Naphthalindicarbonsäure,
aromatische Tricarbonsäuren wie
Trimellithsäure,
Trimesinsäure,
aliphatische Dicarbonsäuren
wie Sebacinsäure,
Dodecandicarbonsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure und
Phthalsäureanhydrid
sowie esterbildende Derivate hiervon ein.
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Als
aromatische Dicarbonsäureverbindung
wird vorzugsweise mindestens eine aus Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Napthalindicarbonsäure und
ihren esterbildenden Derivaten als Hauptbestandteil gewählt.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren mehrwertigen Hydroxylverbindungen
schließen
aliphatische Diole wie Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,3-Propandiol,
1,4-Propandiol. 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, Neopentylglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol,
Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol,
Polytetramethylenglykol, Polytetramethylenoxidglykol, Dimethylolpropionsäure, Glycerin
und Trimethylolpropan, sowie aromatische Diole wie p-Xylylenglykol
und Bisphenol A-Ethylenglykoladdukt ein.
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Als
aliphatische Diolverbindung wird vorzugsweise mindestens eine aus
Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol,
1,4-Cyclohexyandimethanol und ihren esterbildenden Derivaten als Hauptbestandteil
gewählt.
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Das
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Harz (B) kann ein Polyesterpolyurethan
sein, erhalten durch Umsetzung eines Diisocyanats oder dergleichen
mit der endständigen
Gruppe eines wasserlöslichen Polyesters,
welcher Bestandteile umfasst, um die Urethanmodifizierung zu bewirken,
oder kann ein Acryl- und/oder Vinyl-gepfropfter Polyester sein,
erhalten durch Polymerisieren einer zur Polyaddition befähigten Verbindung
mit ungesättigten
Doppelbindungen auf Acryl- oder Vinylbasis, in Anwesenheit eines
wässrigen
Polyesters.
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Das
Harz (B) ist vorzugsweise ein Typ bei dem ionische funktionelle
Gruppen in das Molekül
eingeführt wurden,
um die Dispergierbarkeit in Wasser zu verbessern. Die bei diesem
System im Hinblick auf die Dispersionsstabilität in das Molekül eingeführte ionische
Gruppe ist vorzugsweise eine anionische Gruppe, welche eine Carbonsäure, Sulfonsäure, Phosphorsäure oder
ein Salz hiervon umfasst. Um die Kohäsionskräfte der Primerschicht zu verstärken ist
das Harz (B) vorzugsweise ein Polyester, in dem die funktionelle
Gruppe, welche eine Carboxylgruppe oder ein Salz hiervon umfasst,
meistens in eine wasserlösliche
Form umgewandelt wurde. Das Verfahren zur Einführung einer ionischen funktionellen
Gruppe in das Molekül
des wasserlöslichen Polyesters
ist bei der vorliegenden Erfindung nicht spezifiziert; Es kann zum
Beispiel ein Verfahren verwendet werden, bei dem eine Verbindung
mit einer sulfonischen Gruppe oder eines Salzes hiervon oder eine
tri- bis tetrafunktionelle Carbonsäure oder ihr esterbildendes
Derivat als Copolymermaterial verwendet wird, sowie ein Verfahren,
bei dem die Urethanmodifizierung oder Acrylvinylmodifizierung durch
Verwendung einer modifizierenden Verbindung mit einer ionischen
funktionellen Gruppe bewirkt wird.
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Das
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Harz (B) ist vorzugsweise
ein Copolyester, welcher die vorstehend definerten Struktureinheiten
umfasst. Das mittlere Molekulargewicht (bestimmt mittels GPC) des
Harzes (B) ist nicht spezifiziert, beträgt jedoch üblicherweise nicht weniger
als 5000, vorzugsweise nicht weniger als 8000. Beträgt das mittlere
Molekulargewicht des Harzes (B) weniger als 5000, neigt die Wasserbeständigkeit
und Haftung an den funktionellen Schichten der Primerschicht dazu
sich zu verschlechtern. Die Glasübergangstemperatur
(Tg) des Harzes (B) beträgt
vorzugsweise nicht weniger als 20°C,
weiter vorzugsweise nicht weniger als 30°C, sogar weiter vorzugsweise
nicht weniger als 40°C.
Beträgt
die Tg des Harzes (B) weniger als 20°C, kann die Primerschicht keine
ausreichenden Antiblokkingeigenschaften mehr besitzen. Die Obergrenze
der TG des Harzes (B) beträgt
vorzugsweise 140°C. Überschreitet
die Tg des Harzes (B) 140°C,
kann der Primerschicht eine ausreichende Reckbarkeit fehlen, wenn
sie in der Reckungsstufe mit der Polyesterbasisfolie orientiert
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich eine niedermolekulare
Verbindung mit einer bi- oder höher-
oder multifunktionellen vernetzbaren Gruppe verwendet. Durch Verwendung
einer Verbindung wie einer Melaminverbindung mit wenigstens einer
Methylolgruppe, Methoxymethylgruppe, Alkoxymethyl gruppe und Iminogruppe,
welche gegenüber
der alkoholischen Hydroxylgruppe des Harzes (A) reaktionsfähig ist,
einer Epoxidverbindung mit einer Glycidylgruppe, einer Isocyanatverbindung
mit einer blockierten Isocyanatgruppe, oder eines Ti, Zr oder Al
enthaltenden Metallalkoxids kann sowohl die Kohäsionsfestigkeit der Primerschicht als
auch ihre Wasser- und Lösungsmittelbeständigkeit
verbessert werden. Infolge dieser Wirkung wird die Harzschicht nicht
durch das in der Beschichtungslösung
zur Bildung einer funktionellen Schicht auf der Harzschicht verwendete
Lösungsmittel
beeinträchtigt
werden und eine hohe Haftung aufweisen.
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Die
vernetzbare Verbindung (C) kann eine einzelne Verbindung sein, gewählt aus
den vorstehend angegebenen; Es kann jedoch auch eine Kombination
dieser vernetzbaren Verbindungen verwendet werden. Es kann zum Beispiel
eine Kombination aus einer Epoxidverbindung mit Glycidyl- und Hydroxylgruppen
und einer Melaminverbindung mit wenigstens einer Methylgruppe und
Methoxymethylgruppe, oder eine Kombination aus einer Epoxidverbindung
mit Glycidyl- und Hydroxygruppen sowie einer Isocyanatverbindung
mit einer blockierten Isocyanatgruppe, verwendet werden.
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Die
Anwesenheit mindestens einer vernetzbaren Verbindung (C) mit reaktionsfähigen funktionellen Gruppen
im Molekül
trägt dazu
bei den Vernetzungsgrad zu erhöhen,
um auf einfache Weise die Wasserbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit
und Haftung der Primerschicht zu verbessern.
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Das
am meisten bevorzugte Beispiel der vernetzbaren Verbindung (C) mit
vielen reaktionsfähigen Gruppen
im Molekül
sind Melamine mit einer Methylol- oder Methoxymethylgruppe. Als
Melamine mit einer Methylol- oder Methoxymethylgruppe sind Verbindungen
mit einer tri- oder hexafunktionellen Methylol- oder Methoxymethylgruppe
allgemein bekannt, wobei jedoch hexafunktionelle Methylolmelamine
und Methoxymethylmelamine besonders bevorzugt sind, da sie die wirksamste
Verbesserung bieten.
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In
der Primerschicht der erfindungsgemäßen Folie sind vorzugsweise
auch die inaktiven Teilchen zur Verbesserung der Antiblokkingeigenschaften
und der Gleiteigenschaften der Folienoberfläche enthalten.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendbaren inaktiven Teilchen schließen sowohl
anorganische als auch organische Typen ein. Beispiele anorganischer inaktiver
Teilchen sind Siliciumdioxidsol, Aluminiumoxidsol, Calciumcarbonat
und Titandioxid. Beispiele organischer inaktiver Teilchen schließen die
feinen Teilchen ein, welche ein einzelnes oder copolymeres Polystyrolharz,
Polyacrylharz, Polyvinylharz oder dergleichen umfassen, sowie organische
Teilchen, die durch vernetzte Teilchen repräsentiert werden, welche die
feinen Teilchen und ein Vernetzungsmittel kombinieren. Die Erweichungs-
oder Zerfallstemperatur dieser inaktiven Teilchen beträgt vorzugsweise
nicht weniger als 200°C,
weiter vorzugsweise nicht weniger als 250°C, sogar weiter vorzugsweise
nicht weniger als 300°C.
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Die
Größe (Durchmesser)
der inaktiven Teilchen in der Primerschicht wird vorzugsweise so
gewählt, dass
das Verhältnis
des mittleren Durchmessers (d; μm)
der Teilchen zur mittleren Dicke (L; μm) der Primerschicht (d/L) im
Bereich von 1/3 bis 3/1, vorzugsweise von 1/1 bis 3/1 liegt.
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Das
Mischungsverhältnis
von Harz (A), Harz (B) und vernetzbarer Verbindung (C), welche bei
der vorliegenden Erfindung in der zur Herstellung der Primerschicht
verwendeten Beschichtungslösung
enthalten sind, liegt vorzugsweise in einem Bereich, in dem die
nachstehenden Formeln (1) und (2) gleichzeitig erfüllt werden: 1/9 ≤ (A)/(B) ≤ 9/1 (1) 1/1 ≤ {(A) + (B)}/(C) ≤ 100/1 (2)
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In
dem Fall, in dem die vernetzbare Verbindung (C) eine Kombination
aus zwei oder mehr Verbindungen umfasst, wird unterstellt, dass
deren Gesamtgehalt dem Wert von (C) in der vorstehenden Gleichung
(2) äquivalent
ist.
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Ist
der Gehalt der Harzkomponenten (B) zu gering, kann keine ausreichende
Haftung an der Polyesterbasisfolie mehr erhalten werden. Der Gehalt
des Harzes (B) beträgt
vorzugsweise nicht weniger als 10 Gew.-Tl., um die Primerschicht
mit der gewünschten
Haftung zu versehen.
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Ein
zu geringer Gehalt des Harzes (A) führt zu eines unbefriedigenden
Haftung der Primerschicht an den funktionellen Schichten, welche
hydrophile Harze umfassen. Der Gehalt des Harzes (A) beträgt vorzugsweise
nicht weniger als 10 Gew.-Tl, um der Primärschicht eine befriedigende
Haftung zu verleihen.
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Die
vernetzbare Verbindung (C) ist zur Verbesserung der Haftung, insbesondere der
Haftung mit Wasserbeständigkeit
und Antiblokkingeigenschaften vorzugsweise in einem geeigneten Anteil
in der Beschichtungslösung
enthalten, welche eine Mischung der Komponenten (A) und (B) umfasst.
Ist der Gehalt an vernetzbarer Verbindung (C) zu hoch, kann die
Haftung der Primerschicht nachteilig beeinflusst werden.
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Die
erfindungsgemäße Primerschicht
kann bei Bedarf weiterhin eine geringe Menge eines anderen wasserlöslichen
oder wasserdispergierbaren Binderharzes enthalten als die vorstehend
erwähnten
Harze (A) und (B). Beispiel solcher Binderharze, welche bei der
vorliegenden Erfindung verwendbar sind, schließen Polyurethanharze, Acrylharze,
Vinylharze, Epoxidharze und Amidharze ein. Die Gerüststruktur
dieser Binderharze kann im Wesentlichen eine durch Copolymerisation
oder andere Behandlungen bereitgestellte Verbundstruktur sein. Beispiele
von Binderharzen mit Verbundstruktur schließen mit Acrylharz modifizierte
Polyester, mit Acrylharz modifizierte Polyurethane, mit Vinylharz
modifizierte Polyester und mit Vinylharz modifizierte Polyurethane
ein.
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In
der Primerschicht der erfindungsgemäßen Folie kann bei Bedarf auch
eine kleine Menge einer anderen vernetzungsreaktiven Verbindung
vorliegen als die vorstehend erwähnten.
Ein solche vernetzungsreaktive Verbindung geht hauptsächlich mit
der funktionellen Gruppe des in der Primerschicht enthaltenen Harzes eine
Vernetzungsreaktion ein, um die Kohäsion, Oberflächenhärte, Abriebfestigkeit,
Lösungsmittelbeständigkeit
und Wasserbeständigkeit
der Primerschicht weiter zu verbessern. Die bei der vorliegenden
Erfindung verwendetet vernetzungsreaktive Verbindung kann entweder
eine niedermolekulare oder hochpolymere mit eine reaktiven funktionellen
Gruppe sein, sofern im Molekül
eine reaktive Gruppe bi- oder höherer
Ordnung enthalten ist.
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Die
Primerschicht der erfindungsgemäßen Folie
kann bei Bedarf geringe Mengen Additive enthalten wie Tenside, Entschäumer, Beschichtungsverbesserer,
niedermolekulare Antistatikmittel, organische Schmierstoffe, Antioxidantien,
UV-Aborber, Schaummittel, Farbstoffe, Pigmente etc. Diese Additive
können
entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
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Die
Primerschicht kann entweder nur auf einer Seite oder auf beiden
Seiten der Polyesterbasisschicht gebildet werden. In dem Fall, in
dem die Schicht nur auf einer Seite der Basisschicht gebildet wird,
kann auf der Gegenseite der Folie eine von der Primerschicht verschiedene
Schicht gebildete werden, um dem Träger für Abbildungsmedien der vorliegenden
Erfindung zusätzliche
Eigenschaften (wie eine Registrierschicht) zu verleihen. Vor der
Beschichtung kann auf der Folie eine chemische Behandlung oder eine
physikalische Behandlung wie eine Entladungsbehandlung erfolgen,
um die Beschichtungseigenschaften der Folie und die Haftung der
Beschichtungslösung
auf der Folie zu verbessern. Um die Oberflächeneigenschaften der Polyesterfolie
für Abbildungsmedien
der vorliegenden Erfindung weiter zu verbessern, kann eine physikalische
Behandlung wie eine Entladungsbehandlung auch nach Bildung der Primerschicht
erfolgen.
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Die
Dicke der Primerschicht liegt üblicherweise
im Bereich von 0,01 bis 2 μm,
vorzugsweise von 0,02 bis 0,5 μm,
weiter vorzugsweise von 0,03 bis 0,2 μm. Beträgt die Dicke dieser Schicht
weniger als 0,01 μm, kann
die bevorzugte Haftung nicht erhalten werden und wenn die Dicke
2 μm überschreitet,
können
die Antiblokkingeigenschaften nicht ausreichen.
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Zur
Herstellung der als Träger
verwendeten biaxial orientierten Polyesterfolie können bekannte
Verfahren verwendet werden. Es kann zum Beispiel ein Verfahren verwendet
werden, welches das Mischen der trockenen Polyesterchips und der
erforderlichen Additive in einem Schütttrichter, Aufgeben der Mischung
aus dem Schütttrichter
auf einen Extruder, Schmelzkneten der Mischung im Extruder bei 200
bis 300°C,
Extrudieren durch eine Düse
in flächiger
Form, rasches Abkühlen
des Extrudats auf einer Gießwalze
(Rotationskühlwalze)
auf etwa 70°C
oder darunter, um ein amorphes Flächengebilde zu erhalten, Recken
dieses Flächengebildes
um das 4-Fache oder mehr, vorzugsweise um das 9-Fache oder mehr in der Ebene in Maschinenlauf- und/oder
Querrichtung und Heißfixieren
der orientierten Folie bei 120 bis 200°C.
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Die
Bildung der Primerschicht auf der Oberfläche der biaxial orientierten
Polyesterfolie erfolgt bei der vorliegenden Erfindung durch Beschichten.
Vorzugsweise wird ein Verfahren verwendet, während dessen beim Herstellungsverfahren
der Polyesterfolie eine Primerung mit einer Beschichtungslösung erfolgt.
Noch spezieller können
die nachstehenden Verfahren verwendet werden: Eine Beschichtungslösung, welche
in der Lage ist, eine Primerschicht zu bilden, wird auf die Oberfläche eines
amorphen Flächengebildes
aufgebracht und getrocknet; Eine Beschichtungslösung zur Bildung einer Primerschicht
wird auf die Oberfläche
einer monoaxial orientierten Folie aufgebracht und getrocknet; Eine
Beschichtungslösung
zur Bildung einer Primerschicht wird auf die Oberfläche einer
biaxial orientierten Folie aufgebracht und getrocknet. Von diesen
Verfahren ist dasjenige am wirtschaftlichsten, bei dem eine Beschichtungslösung zur
Bildung einer Primerschicht auf die Oberfläche einer amorphen oder monoaxial
orientierten Folie aufgebracht und die laminierte Folie einer Wärmebehandlung
unter gleichzeitige Trocknung und Härtung der Schicht unterworfen
wird. In jedem Fall ist die gebildete Grundierungsschicht wenigsten
monoaxial orientiert.
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Es
kann bei Bedarf auch eine Kombination der Beschichtungsverfahren
verwendet werden. Es kann zum Beispiel ein Verfahren verwendet werden,
bei dem eine Beschichtungslösung
zur Bildung einer ersten Schicht auf der Oberfläche eines amorphen Flächengebildes
aufgebracht und getrocknet wird, und darauf nach monoaxialem Recken
eine Beschichtungslösung
zur Bildung einer zweiten Schicht aufgebracht und getrocknet wird.
In diesem Fall kann der Gegenstand der vorliegenden Erfindung erhalten
werden, wenn diese Folie eine laminierte Folie ist, bei der die
Schicht, welche die Oberfläche
der Folie bildet, eine erfindungsgemäße Grundierungsschicht ist.
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Es
können
verschiedene Mittel wie Wechselwalzenbeschichter, Gravourwalzenbeschichter,
Stabbeschichter, Luftbürstenbeschichter
etc., wie zum Beispiel in Yuji Harasaki: Coating Systems, Maki Shoten,
1979, beschrieben, zur Aufbringung einer Beschichtungslösung als
Grundierung auf die Oberfläche
einer Polyesterfolie verwendet werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird die zur Bildung der Primerschicht
verwendete Beschichtungslösung
aus Sicherheits- und Hygienegründen üblicherweise
unter Verwendung von Wasser als Hauptmedium hergestellt. Sofern
Wasser als Hauptmedium verwendet wird, kann in der Beschichtungslösung eine
geringe Menge an organischen Lösungsmitteln
enthalten sein, um die Wasserdispergierbarkeit zu verbessern oder
die Filmbildungsfähigkeit
zu erhöhen.
Der Gehalt an einem solchen organischen Lösungsmittel sollte, wenn es durch
Mischen mit Wasser als dem Hauptmedium verwendet wird, in einem
Bereich liegen, in dem das Lösungsmittel
in Wasser vollständig
gelöst
ist. Es kann je nach Bedarf ein organisches Lösungsmittel oder eine Mischung
von zwei oder mehreren Arten von organischen Lösungsmitteln verwendet werden.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine laminierte Folie vorgesehen, welche bei allen Anwendungen
eine ausgezeichnete Haftung zeigt, bei denen eine Schicht, welche
ein wasserlösliches
Harz wie Polyvinylalkohol enthält,
als funktionelle Schicht für
Strichcodes, Magnetkarten, graphische Kunst etc., wie zum Beispiel
OHP-Folien, Etiketten, Druckerfolien, photographische Folien, photographische
Papierdruckfolien etc. verwendet wird.
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Beispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Beispiele darin
detaillierter Beschrieben; Diese Beispiele sind jedoch selbstverständlich nur
als Veranschaulichung vorgesehen und nicht dazu konstruiert, den
Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Die
Bestimmungsmethoden und Definitionen der Eigenschaften und Kennzeichen
der erfindungsgemäßen Folie
sind wie nachstehend beschrieben. Bei den nachstehenden Beispielen
und Vergleichsbeispielen sind alle "Teile" und "Prozente (%)" auf das Gewicht bezogen, sofern nichts
anderes angegeben.
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(1) Haftung des wässrigen
Harzes
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Ein
wasserlösliches
Polyvinylacetalharz (S-LEC KX-1, nachstehend hierin als KX1 bezeichnet,
hergestellt von Sekisui Chemical Co., Ltd.) das auf eine Konzentration
von 8 Gew.-% eingestellt war, wurde auf die Grundierschichtoberfläche mittels
eines Baker Auftragsgerät
mit einer Beschichtungsdicke von ungefähr 127 μm, unmittelbar nach der Beschichtung,
aufgetragen und getrocknet. Nach dem Beschichten wurde die Folie sofort
in einem Ofen 4 Minuten auf 100°C
erwärmt,
um die Beschichtung zu trocknen. Auf der getrockneten, KX1-beschichteten
Oberfläche
(in Quadraten von 12 × 12
cm) erfolgte mit einem Inkjet-Drucker
(Cannon BJC-600J) ein Schwarzdruck und eine Lufttrocknung während etwa
12 Stunden (bei 23°C
und 50% Frel.). Auf die bedruckte Oberfläche wurde
ein Klebeband (Nichiban Cellotape, 18 mm breit) aufgedrückt und
rasch abgeschält,
wobei der Zustand nach dem Abschälen
visuell beurteilt wurde. Die bedruckte Oberfläche wurde in 100 Rechtecke
in 1 mm Abstand geschnitten und ein Klebeband (Nichiban Cellotape,
18 mm breit) darauf gedrückt
und rasch abgeschält,
wobei der Zustand nach dem Abschälen
visuell beurteilt wurde.
-
Die
Ergebnisse der visuellen Beurteilung wurden nach den folgenden Kriterien
ausgewertet:
- O (gut):
- weniger als 20% abgeschält;
- x (mäßig):
- 20 bis nicht maximal
80% abgeschält;
- Δ (schlecht):
- mehr als 80% abgeschält.
-
(2) Folientrübung
-
Die
Folientrübung
wurde mit einem Ulbricht-Kugeltrübungsmessgerät NDH-20D
(hergest. von Nippon Denshoku Kogyo KK) gemäß JIS-K6714 gemessen und nach
den folgenden Kriterien beurteilt.
- O (gut):
- Die Folientrübung betrug
weniger als 3%;
- x (mäßig):
- Die Folientrübung betrug
3 bis weniger als 5%;
- Δ (schlecht):
- Die Folientrübung betrug
5% oder mehr.
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(3) Antiblokkingeigenschaften
-
Die
Oberfläche
der Grundierungsschicht einer leicht haftenden Polyesterfolie wurde
an eine unbehandelten PET-Folie gelegt oder die Oberflächen der
Grundierungsschichten von zwei leicht haftenden Polyesterfolien
wurden aneinander gelegt und bei 40°C und 80 Frel.
mit einem Druck von 10 kg/cm2 gepresst und
der Grad der Blockierung aus der Kraft gemessen, welche zum Schälen der
gepressten Folienoberfläche
nach ASTM D-1893 benötigt
wurde. Die Messungen wurden nach den folgenden Kriterien ausgewertet:
- O (gut):
- Die Kraft betrug weniger
als 50 g;
- x (mäßig):
- Die Kraft betrug 50
bis maximal 200 g;
- Δ (schlecht):
- Die Kraft betrug 200
g oder mehr.
-
Die
zur Bildung der Grundierungsschicht bei den Beispielen und Vergleichsbeispielen
verwendeten Materialien (Binderharz etc.) werden wie folgt beschrieben.
-
(1) PVA-Harz (A)
-
Umfassend
einen Polyvinylalkohol mit einem Verseifungsgrad von 88 Mol.-% und
einem Polymerisationsgrad von 500.
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(2) Wasserlöslicher
Polyester (B)
-
Erhalten
durch Copolymerisation von Neopentylglykol und einem Dicarbonsäurederivat
mit einem aliphatischen Dicarbonsäureanhydrid mit einem Polyester,
umfassend hauptsächlich
Isophthalsäure,
Ethylenglykol und Diethylenglykol, Neutralisieren des hergesellten
Polyesters mit eine Aminverbindung und Umwandeln in die wasserlösliche Form.
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(3) Vernetzbare Verbindung
C1:
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-
(4) Vernetzbare Verbindung
C2:
-
- Polyethylenglykoldiglycidylether (n = 22)
-
(5) Inaktive Teilchen
D
-
- Siliciumdioxidsol mit einer mittleren Teilchengröße von 65
nm
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(6) Wasserlösliches
Binderharz E
-
Ein
wasserlösliches
copolymeres Acrylharz, erhalten durch Copolymerisieren von Acrylsäure, Ethylacrylat
und einem Methacrylsäureamid
mit einem Acrylharz, welches hauptsächlich Methylmethacrylat umfasste.
-
Beispiel 1
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Nachdem
eine Esteraustauschreaktion nach herkömmlichem Verfahren erfolgt
ist, werden die in Ethylenglykol dispergierten Siliciumdioxidteilchen
mit einer mittleren Größe von 2 μm zugegeben.
Dann erfolgt eine Polykondensationsreaktion nach einem herkömmlichen
Verfahren, um Polyethylenterephthalat mit einer scheinbaren Viskosität von 0,65
zu erhalten. Dieses Polyethylenterephthalat wurde bei 280 bis 300°C schmelzextrudiert
und unter Anwendung eines statischen Kontaktverfahrens auf eine
Kühlwalze
gegossen, um eine ungefähr
720 μm dicke
Folie zu formen. Diese Folie wurde bei 85°C um das 3,7-Fache in Maschinenrichtung
gereckt. Dann wurde eine Seite der Folie mit einer Beschichtungslösung, welche
3,15 Tl. des PVA-Harzes A, 3,15 Tl. des wasserlöslichen Polyesters B, 0,35
Tl. der vernetzbaren Verbindung C1 und 0,35 Tl. der inaktiven Teilchen
(Siliciumdioxidsol D) enthielt, beschichtet und diese Folie bei
100°C um
das 3,9-Fache in der Querrichtung gereckt und anschließend bei
210°C wärmebehandelt,
um eine 50 μm
dicke, biaxial orientierte Polyesterfolie zu erhalten. Der Gehalt
an Siliciumdioxidteilchen in dieser Folie betrug etwa 60 ppm.
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Beispiel 2–9 und Vergleichsbeispiele
1–5
-
Es
erfolgte das gleiche, wie in Beispiel 1 spezifizierte Verfahren,
außer
dass die Zusammensetzung der Grundierungsschicht, wie in Tabelle
1 wiedergegeben, geändert
wurde.
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Die
Ergebnisse der Untersuchung der grundierten Folien gemäß den Beispielen
1 bis 9 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Tabelle
2
- * "Haftung
1 und 2" und "Antiblokkingeigenschaften
1 und 2" sind die
Ergebnisse der Untersuchung unter den nachstehenden Bedingungen:
- Haftung 1: Untersuchung der beschichteten Oberfläche der
Inkjet-bedruckten
Bildaufnehmerschicht;
- Haftung 2: Untersuchung der festen schwarz bedruckten Oberfläche der
Inkjet-bedruckten Bildaufnehmerschicht:
- Antiblokkingeigenschaften 1: zwischen der für geringe Haftung behandelten
Oberfläche
und der unbehandelten Oberfläche;
- Antiblokkingeigenschaften 2: zwischen den für geringe Haftung behandelten
Oberflächen.
