DE19943330C2 - Mit organischen Tinten per Inkjet bedruckbare Folie - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit organischen Tinten im Inkjet-Verfahren bedruckbare Kunstoffolie, wobei die Folie zusätzlich zu dem Kunststoff 5 bis 20% Celluloseester enthält, wobei die Ester Acetyl-, Propionyl- oder Butyrylgruppen enthalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mit organischen Tinten per Tintenstrahl (Inkjet) bedruckbare Folien aus PVC oder anderen, für die Herstellung von Folien geeigneten Polymeren, welche durch Zusätze so modifiziert sind, daß sie für das Bedrucken mit organischen Tinten per Tintenstrahl geeignet sind.

Die Verwendung von PVC-Folien oder anderen polymeren Filmmaterialien an Stelle von Papier in drucktechnischen Verfahren ist weit verbreitet. Das Bedrucken erfolgt dabei vorzugsweise nach dem "Tintenstrahl-Verfahren" mittels Tintenlösungen auf wäßriger Basis. Da diese wäßrigen Tinten mit der Kunststoffolie normalerweise nicht verträglich sind, werden die Kunststoffolien mit einer Deckschicht (Topcoat) versehen, welche normalerweise aus einem mit der Folie verträglichen Bindemittel und größeren Mengen hydrophiler Füllstoffe wie Kalk, Kieselgel, Aluminiumoxid, Cellulosepulver oder ähnliches besteht, die ein Eindringen der wäßrigen Tinte in die Deckschicht erlauben. Das Eindringen von wäßrigen Tinten wird in vielen Fällen noch durch Zusätze von Detergenzien ver­ bessert. Ein wichtiges Anwendungsgebiet solcher Folien ist die Herstellung von Etiketten, wobei die bedruckbare Folie noch über einen dauerelastischen Kleber auf einer Trägerfolie befestigt ist (vgl. z. B. US-P 4,713,273), weitere Folien, die für die Aufnahme wäßriger Tinten geeignet sind, sind in der DE 691 13 908 T2 beschrieben. Darüber hinaus werden in größerem Umfang auch Werbeflächen, z. B. auf Citypostern, öffentlichen Verkehrsmitteln oder Bannern, nach diesem Verfahren hergestellt.

Da Tinten auf wäßriger Basis auf Dauer nicht wetterbeständig sind, bzw. beim Naßwerden verlaufen, wurden für das Tintenstrahl-Verfahren Tinten auf Basis organischer Lösemittel entwickelt. Diese enthalten z. B. Ethylacetat als organisches Lösemittel, PVC und Acrylatharze als Filmbildner und Verdicker sowie dispergierte bzw. gelöste Pigmente. Im Gegensatz zu einer wäßrigen Tinte haften die Tinten auf Basis organischer Lösemittel direkt auf einer Kunststoffolie und trocknen rascher ab, wobei sie auf der Folienoberfläche einen wetter- und wasserfesten Farbfilm hinterlassen. Nachteilig ist daran, daß der Farbfilm nur auf der Oberfläche aufliegt und daher mechanisch leicht abgerieben wird und beim Auftrag der Farbe diese leicht verläuft und damit scharfe Konturen bzw. ein sauberes Nebeneinanderdrucken verschiedener Farben nicht ermöglicht.

Aus der DE 43 04 308 sind steife Folien aus Cycloolefin-Copolymeren bekannt, welche als Kondensator-Dielektrikum, zur Elektroisolierung, als Verpackungsfolie, als Reprofolie oder als Sichtfenster für LCD-Zellen verwendet werden können. Diese Folien weisen eine hohe Transparenz, gute dielektrische Eigenschaften, hohe Erweichungstemperaturen und eine gute Gasdichtigkeit auf. Als Folien zur Aufnahme organischer Tintenstrahl-Tinten sind diese Folien nicht geeignet.

Die DE 38 82 047 T2 betrifft geformte Gegenstände aus linearen Polyestern mit einem Füllstoff aus Mikrokügelchen aus Celluloseactat, wobei durch die Reckung der Polyesterphase um die Celluloseactatkügelchen, welche mit dem Polyester nicht kompatibel sind, Porenräume entstehen, die mit Luft gefüllt sind. Diese luftgefüllten Hohlräume geben dem Gegenstand aufgrund der Lichtbrechung ein opaques Aussehen und erlauben, daß Flüssigkeiten, wie in einen Schwamm, in dieser Hohlräume eindringen. So hergestellte Folien sind als synthetisches Papier verwendbar und können mit Tinte oder Druckfarben beschriftet werden.

Die DE 15 69 533 A beschreibt ein Verfahren zur Verminderung der Anschmutzbarkeit von Weich-PVC-Oberflächen, wobei der PVC-Paste ein Celloloseester in Form einer organischen Lösung zugesetzt wird. Die auf diese Weise hergestellten Folien sollen gegen eine Anschmutzung durch Staub, Fette, Öle und Ruß geschützt sein und eine hohe Resistenz gegen Kugelschreibertinten und normale Schreibtinten aufweisen.

Aus der DE 691 13 908 T2 sind ferner Aufzeichnungsblätter zur Aufnahme von Druckfarben oder Tinte bekannt, welche aus einem Basisblatt, einer wärme­ absorbierenden Schicht und einer Schicht gegen das Zusammenrollen bestehen. Das Basisblatt kann aus verschiedenen Kunststoffen wie Polyester, Polycarbonat, PVC, Polyvinylfluorid, bestehen und auch Cellulosetriacetat enthalten. Zur Aufnahme der wäßrigen Tinte ist diese Schicht noch mit einem hydrophilen Überzug aus Polyethylenoxid und Hydroxypropylcellulose oder einem ähnlichen Material überzogen.

Aus der DE 197 44 018 A1 sind tintenstrahlgeeignete Tinten bekannt, welche hochsiedende wasserlösliche Lösungsmittel, Wasser und Farbstoffe enthalten und auf Oberflächen aus Celluloseacetat oder PVC oder Polystyrol oder anderen Kunststoffen haften, in dem sie von diesen weitgehend absorbiert werden.

Aus der DE 38 55 596 T2 ist ein Verfahren für das Tintenstrahlschreiben von Overhead-Projektionsfolien bekannt, bei dem ein Zusammenfließen benachbarter Tröpfchen verhindert wird, in dem man in einem ersten Druckdurchlauf jeweils nur jeden zweiten Punkt druckt und erst nach dem Abtrocknen in einem zweiten Durchlauf die übrigen Punkte in die Zwischenräume einbringt, so daß sie nicht mehr mit den ersten Punkten zusammenlaufen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Kunststoffolien so zu modifizieren, daß die aufgetragenen Farben in die Folienoberfläche eindringen und nicht mehr seitlich verlaufen.

Überraschenderweise läßt sich dieses Problem lösen, indem einer Kunststoffolie 5 bis 20% Celluloseester beigemischt werden. Eine Mischung aus PVC-Masse mit anderen Kunststoffen oder Füllstoffen erweist sich als nicht wirksam.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien wird eine übliche Folienmasse als Pulver, die den Kunststoff und übliche Hilfsstoffe wie Weichmacher, Füllstoffe, Stabilisatoren, Pigmente etc. enthält, mit einem entsprechenden Pulver der Cellu­ loseester gemischt, in einem Kneter plastifiziert und über Kalander oder im Extrusionsverfahren zu Folien mit einem Flächengewicht von 50 bis 100 g/m² ver­ arbeitet. Alternativ ist es natürlich möglich, eine 10 bis 50 µ starke Schicht der obigen Zusammensetzung als Deckfolie auf eine beispielsweise mit Titandioxid, Bariumsulfat oder Calciumcarbonat weißgefärbte Grundfolie aus andersartigen Polymeren aufzulaminieren oder beide Schichten im Koextrusionsverfahren zusammen herzustellen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Celluloseester sind im wesentlichen mit Acetyl-, Propionyl- oder Butyrylgruppen verestert, wobei der Restgehalt an Hydroxylgruppen der Cellulose gering ist und nur etwa 0,5 bis 3% beträgt. Mischungen von Acetylgruppen mit Propionyl- und/oder Butyrylgruppen, die dem Kunststoff eine geringe Härte geben, sind dabei bevorzugt. Insbesondere bevor­ zugt sind Acetylbutyrylcellulosen mit etwa 13% Acetyl- und 38% Butyrylgruppen neben einem Rest Hydroxylgruppen von etwa 1,5%. Die Celluloseester sollen 5-20, vorzugsweise 8-15%, der Folienmasse ausmachen.

Aus Preisgründen wird vorzugsweise PVC als Foliengrundmaterial eingesetzt, welches mit etwa 20% eines üblichen Weichmachers (wie Phthalsäuredioctyl­ ester oder Phthalsäurediisodecylester) versetzt ist. Es kommen jedoch auch andere Folienmaterialien wie Polyethylen und/oder Polypropylen, Polystyrol, Polycarbonat oder auch andere Polyester, welche sich leicht in Folien formen lassen, in Frage.

Neben Weichmachern sind übliche Zusätze UV-Stabilisatoren, Vernetzungsmittel, Füllstoffe und Pigmente.

Als Folienmoderatoren wurden weiterhin Polyvinylbutyral, Aluminiumoxid, Poly­ methylacrylat, Talkum, EVA in die PVC-Folie hineingemischt. Im Gegensatz zu den Celluloseestern zeigen sie keine schärferen Konturen dünner aufgesprühter Tintenlinien als eine entsprechende unmodifizierte Folie, so daß sie sich als Zusätze nicht eignen.

Versuche mit verschiedenen Zusätzen zu der Kunststoffolie sind in den folgenden Beispielen wiedergegeben.

Beispiel 1 PVC-Folie Kalanderfolie mit Zusatzstoffen

Eine PVC-Folienmasse bestehend aus 78,5 g PVC, 1,5 g PMMA, 19 g Diiso­ decylphthalat (DIDP), 2,5 g epoxidiertes Sojaöl (ESO), 2,4 g Stabilisator sowie 9 g Titanweißpigment wird mit den folgenden Zusätzen gemischt und zu einer 80 µ starken Folie kalandriert und im Tintenstrahl-Verfahren bedruckt.

Die Wirkung wurde gemessen als Farbverlauf zwischen zwei unterschiedlichen Farben. Die Werte der Tabelle sind als Verlaufbreite in µm angegeben.

Beispiel 2 Plastisolfolien mit Celluloseesterzusatz

Eine Plastisolgrundmasse aus 40 Teilen PVC und 28 Teilen PVC/VA-Copolymeri­ sat, die mit 28 Teilen Diisodecylphthalat und 1,5 Teilen ESO (epoxidiertes Sojaöl), sowie 0,3 Teilen leicht siedenden Kohlenwasserstoffverdünner angepastet ist und mit 1,9 Teilen Ba/Zn-Didecylphenylphosphit stabilisiert ist, wird mit einem Weiß­ pigment aus 20 Teilen TiO₂, 10 Teilen Dioctylphthalat, 30 Teilen Verdünner und einem Celluloseacetatbutyratpulver in den in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen gemischt und mittels einer Rakel in Schichten von 300-450 µm auf einem silikonisierten Gewebe ausgestrichen und in einem Gelierofen bei 180-200°C 1-2 min erhitzt. Es werden nach Abziehen des Gewebes weiße, in der Reißfestigkeit Papier entsprechende Folien, die organische Tinten aufsaugen, erhalten.

Beispiel 3 PVC-Kalanderfolien mit Celluloseestern

PVC-Pulver und PMMA-Pulver als Kunststoffgrundmasse werden mit Phthalsäureester (Undecylester bzw. Diisodecylester) als Weichmacher (Phth), Ba/Zn-Didecylphenylphosphit als Stabilisator, TiO₂ als Weißpigment und Celluloseacetatbutyrat (CAB) als Füllstoff in den unten unten angegebenen Men­ gen vermischt, in einem Kneter homogenisiert und auf einem Kalander gemäß Beispiel 1 zu 80-85 µm dicken reißfesten Folien verarbeitet. Alle Folien sind im Tintenstrahl-Verfahren gut bedruckbar.

Alle in dieser Anmeldung aufgeführten %-Angaben beziehen sich auf Masse-%, soweit nichts anderes angegeben ist.

Claims (5)

1. Verwendung einer Kunststoffolie auf der Basis von Polyethylen und/oder Polypropylen oder Polyvinylchlorid oder Polystyrol oder Polycarbonat oder folienbildenden Polyestern, die 5 bis 20% Celluloseester enthalten, wobei die Ester Acetyl-, Propionyl- oder Butyrylgruppen sowie einen Restgehalt an freien Hydroxylgruppen von 0,5 bis 3% aufweisen, zum Bedrucken mit organischen Tinten im Tintenstrahlverfahren

2. Verwendung einer Kunststoffolie gemäß Anspruch 1, wobei die Kunst­ stoffolie übliche Hilfsstoffe wie Weichmacher, UV-Stabilisatoren, Füllstoffe, Pigmente, Netzmittel enthält.

3. Verwendung einer Kunststoffolie gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kunststoffolie ein Weißpigment, insbesondere Titandioxid, Bariumsulfat oder Calciumcarbonat in einer Menge von 2 bis 10% enthält.

4. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kunststoffolie eine Dicke von 50 bis 150 µm aufweist.

5. Verwendung gemäß Anspruch 4, wobei die Kunststoffolie aus einer 10-15 µ dicken Deckschicht gemäß Anspruch 1-3 und einer 30-100 µ dicken Grundfolie zusammenlaminiert ist.