DE60304549T2

DE60304549T2 - Porige Polyesterfolie für Tintenstrahlaufzeichnungsmaterialien

Info

Publication number: DE60304549T2
Application number: DE2003604549
Authority: DE
Inventors: Eastman Kodak Company Thomas M. Rochester Laney; Eastman Kodak Company Kenneth W. Rochester Best
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: US6863939B2; US20040121092A1; CN1509871A; DE60304549D1; EP1431052A2; JP2004203042A; EP1431052B1; JP2009292160A; EP1431052A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Folien aus Mikroperlen und nicht mischbarem Polymer zur Verwendung in Tintenstrahlaufzeichnungsmedien.
Die Aufzeichnungselemente oder Medien umfassen typischerweise ein Substrat oder ein Trägermaterial, auf dessen mindestens einer Seite sich optional eine tintenbildende Schicht befindet. Die Elemente umfassen solche, die für die Auflichtbetrachtung vorgesehen sind, die normalerweise einen lichtundurchlässigen Träger aufweisen, und solche, die für die Durchlichtbetrachtung vorgesehen sind, die normalerweise einen transparenten Träger aufweisen.
Zwar sind bislang zahlreiche unterschiedliche Arten von Bildaufzeichnungselementen vorgeschlagen worden, aber nach dem Stand der Technik bestehen viele ungelöste Probleme und zahlreiche Nachteile in den bekannten Produkten, die deren kommerzielle Eignung erheblich einschränken. Diese Nachteile variieren mit der Art des Bildaufzeichnungselements.
Die Anforderungen an ein Bildaufzeichnungsmedium oder Bildaufzeichnungselement für die Tintenstrahlaufzeichnung sind sehr anspruchsvoll. Zum Beispiel sollte das Aufzeichnungselement große Tintenmengen, die auf die bilderzeugende Oberfläche des Elements aufgetragen werden, so schnell wie möglich absorbieren oder aufnehmen können, damit die aufgezeichneten Bilder eine hohe optische Dichte und einen guten Farbfächer aufweisen.
Ein Beispiel eines opaken Bildaufzeichnungselements wird in US-A-5,326,391 beschrieben. Es besteht aus einer Schicht aus mikroporösem Material, das im Wesentlichen aus einer Matrix aus im Wesentlichen wasserunlöslichem thermoplastischem, organischem Polymer besteht, beispielsweise einem linearen Polyethylen mit ultrahoher Molmasse, einem großen Anteil aus fein verteiltem, wasserunlöslichem Füllmittel, von dem mindestens 50 Gew.-% siliciumhaltig ist, sowie Verbindungsporen. Die poröse Art des in US-A-5,326,391 beschriebenen Bildaufzeichnungselements ermöglicht Tinten, in die Oberfläche des Elements einzudringen, um Text- und/oder Grafikbilder zu erzeugen. Allerdings sind die Kosten zur Herstellung dieser Elemente relativ hoch. Außerdem ist die Bilddichte von schlechter Qualität, d.h. die Bilder haben eine geringe optische Dichte und einen schlechten Farbfächer.
US-A-5,605,750 hat diese Nachteile in Bezug auf Bilddichte und Farbfächer mittels Aufbringung einer oberen bilderzeugenden Schicht bereits zu lösen versucht. Die obere bilderzeugende Schicht ist ein poröses Pseudo-Boehmit mit einem mittleren Porenradius von 1 bis 8 nm. Das Problem der hohen Fertigungskosten des Artikels zur Ausbildung der absorbierenden Schicht wird in US-A-5,605,750 allerdings nicht gelöst. Dies ist auf die Anforderungen an ein poröses Substrat zurückzuführen, wie in US-A-5,326,391 beschrieben.
US-A-6,379,780 beschreibt ein poröses Substrat, das zu niedrigen Kosten herstellbar ist. In ähnlicher Weise beschreibt US-A-4,994,312 einen geformten Artikel, der eine kontinuierlich orientierte Polymermatrix umfasst, in der Mikroperlen eines Polymers dispergiert sind, die zumindest teilweise an Porenhohlräume grenzen und die mit einem Gleitmittel beschichtet sind. Der geformte Artikel hat vorzugsweise die Form einer Folie, von Fasern oder anderer gegossener Artikel und weist eine relativ niedrige spezifische Dichte und Weißheit auf. US-A-6,481,843 beschreibt ein Tintenstrahlaufzeichnungselement, das das poröse Substrat aus US-A-6,379,780 umfasst, einschließlich einer porösen Bildempfangsschicht mit Verbindungsporen, die ein Bildaufzeichnungselement ermöglichen, das bei niedrigen Kosten gefertigt werden kann und eine hohe Bildqualität und Haltbarkeit aufweist. Die obere poröse Schicht des in US-A-6,379,780 und US-A-6,481,843 beschriebenen Substrats reißt, wenn man versucht, diese als einschichtiges Substrat herzustellen. Um als Träger einwandfrei zu funktionieren, muss das Substrat mehrere Schichten und eine nachfolgende Trägerschicht umfassen, was ein Reißen des Substrats verhindert und die Herstellung ermöglicht. Dies macht es erforderlich, das Substrat im Fertigungsprozess zu coextrudieren, um die Stützschicht unter der oberen porösen Schicht anzuordnen.
Bei der Herstellung eines Substrats für ein Tintenstrahlaufzeichnungselement, das porös und tintendurchlässig ist, ist es wünschenswert, nur eine einzelne Schicht zu extrudieren. Dies würde es den meisten Maschinen zur Herstellung von Polyesterfolien ermöglichen, ein derartiges Substrat herzustellen, ohne über Coextrusionsfähigkeiten verfügen zu müssen. Dies ist wichtig, da nur eine relativ kleine Anzahl von Polyestermaschinen coextrusionsfähig ist. Daran wird deutlich, dass in der Technik Bedarf nach Bereitstellung eines opaken Bildaufzeichnungselements besteht, das zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker geeignet ist und das Bilder (einschließlich Farbbilder) aufzuzeichnen vermag, die kurze Trocknungszeiten, hohe optische Dichten und einen guten Farbfächer aufweisen, und die zu relativ niedrigen Kosten herstellbar sind und auf vorhandenen, nicht coextrusionsfähigen Polyesterfolien-Fertigungsmaschinen herstellbar sind.
Die Verwendung unmischbarer Polymerpartikel, wie beispielsweise Olefinen, in der Polyestermatrix als Poreninitiator wird in US-A-4,187,113 beschrieben. Diese Art der Porenbildung ist sehr robust und ist ein kostengünstiges Mittel zur Porenbildung in Polyester. Das unmischbare Polymer kann gleichzeitig mit der Fertigung des Substrats zugegeben werden. Derartige porige Schichten lassen sich als einschichtiges Medium herstellen. Die Verwendung eines derartigen porigen Polyesters eignet sich aber möglicherweise nicht zur Herstellung offenzelliger Poren, die einem Tintenstrahlbebilderungsmedium üblicherweise Absorptionsfähigkeit verleihen. Die Verwendung derartiger poriger Polyestermatrixschichten in einem Tintenstrahlbebilderungsmedium hat sich zudem in Bezug auf die Bildqualität als fehlerhaft erwiesen. Somit ist die Verwendung von unmischbaren Polymerpartikeln als solche keine Lösung der mit Mikroperlen beobachteten Probleme, wie zuvor beschrieben.
Das mit der vorliegenden Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein opakes Tintenstrahlbebilderungsmedium mit einem einschichtigen Substrat zu formulieren, das zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker geeignet ist und das Bilder (einschließlich Farbbilder) aufzuzeichnen vermag, die kurze Trocknungszeiten, hohe optische Dichten und einen guten Farbfächer aufweisen, und das zu relativ niedrigen Kosten herstellbar ist und auf vorhandenen, nicht coextrusionsfähigen Polyesterfolien-Fertigungsmaschinen herstellbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einer mikroporigen Schicht mit einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und darin dispergierten vernetzten organischen Mikroperlen und unvernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix der mikroporigen Schicht nicht mischbar sind.
Der vorliegenden Erfindung sind mehrere Vorteile zueigen, die nicht alle in einem Ausführungsbeispiel verwirklicht sind. Ein Vorteil besteht darin, dass die Erfindung verbesserte Bebilderungsmedien bereitstellt. Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Erfindung Bebilderungsmedien bereitstellt, die Substrate umfassen, die als einzelne Schicht herstellbar sind und eine höhere Reißfestigkeit aufweisen. Die Bildaufzeichnungsschicht kann eine von der porigen Schicht getrennte Schicht oder die porige Schicht selbst sein und kann die Bildaufzeichnungsschicht umfassen. Die porige Schicht hat zudem ein gutes Absorptionsvermögen.
Die Erfindung betrifft Bildaufzeichnungselemente mit einer porigen Polyestermatrixschicht. Das Aufzeichnungselement kann zudem eine Bildaufzeichnungsschicht umfassen. Die porige Polyestermatrixschicht des Elements umfasst eine Polyestermatrix mit kontinuierlicher Phase, worin vernetzte organische Mikroperlen und nicht vernetzte Polymerpartikel dispergiert sind, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind. Die nicht vernetzten Polymerpartikel sind mit der Polyestermatrix nicht mischbar, um eine mikroporige Schicht mit verbesserter Festigkeit und Qualität zu bilden.
Nach dem Stand der Technik wurden mikroporige Polyestermatrixschichten entweder durch Verwendung von Mikroperlen oder von nicht vernetzten Polymerpartikeln gebildet, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind. Wenn jedoch nur Mikroperlen verwendet werden, wird eine coextrudierte Trägerschicht benötigt, um Reißfestigkeit in der Fertigung zu erzielen.
Für die Anwendung als Tintenstrahlmedium ist keine offenzellige Absoptionsschicht erzielbar, wenn in der mikroporigen Schicht nur unvernetzte Polymerpartikel verwendet werden, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind. Obwohl die Schichten eine gewisse Beständigkeit gegen Reißen während des Streckens aufweisen, besitzt die porige Schicht nicht die nötige untereinander verbundene, offenzellige Struktur, um eine stark absorptionsfähige, porige Schicht zu erzeugen, wodurch Bildaufzeichnungsmaterialien entstehen, die kurze Trocknungszeiten, hohe optische Dichten und einen guten Farbfächer aufweisen.
Außerdem unterliegen mikroporige Polyestermatrixschichten, die unter Verwendung von Mikroperlen hergestellt werden, hohen Fertigungskosten, da die Perlen einen komplexen Fertigungsprozess erfordern und daher teuer und in der Herstellung kompliziert sind. Eine als Compoundieren bezeichnete Vormischstufe wird benutzt, um die Mikroperlen in die Polyestermatrix vor Fertigung des Substrats einzubringen. Dies führt zu hohen Kosten bei der Fertigung von Displaymedien, welche Substrate verwenden, die nur Mikroperlen als Poreninitiatoren in der porigen Polyestermatrixschicht enthalten, da das hohe Verfahrensniveau den Fertigungsprozess zeitaufwändig und komplex macht.
Es wurde unerwartet festgestellt, dass die Nachteile der Poreninitiatoren bei singulärer Verwendung überwunden werden, wenn die vernetzten, organischen Mikroperlen und die unvernetzten, mit der Polyestermatrix unvermischbaren Polymerpartikel in der Polyestermatrix der mikroporigen Schicht vermischt werden. Eine mikroporige Polyestermatrixträgerschicht lässt sich ohne zu reißen und ohne Bedarf nach zusätzlichen Trägerschichten, die ein Reißen verhindern sollen, herstellen. Das Element liefert zudem eine wesentlich verbesserte Trocknungszeit, eine gute Qualität des gedruckten Bildes, eine gute Tintenabsorption und eine reduzierte Schichtendichte.
Die hier verwendeten Begriffe „oben", „obere", „Emulsionsseite" und „Seite" beziehen sich auf die Seite des Elements, die ein Bild empfängt. Die Begriffe „unten", „untere Seite" und „Rückseite" beziehen sich auf die Seite, die der Seite gegenüberliegt, die ein Bild empfängt.
Der Begriff „Poren" oder „Mikroporen" bezieht sich auf Poren, die in einer orientierten Polymerfolie während des Streckens als Ergebnis eines porenerzeugenden Partikels gebildet werden. In der vorliegenden Erfindung werden die Poren entweder durch vernetzte organische Mikroperlen oder durch unvernetzte Polymerpartikel initiiert, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind. Der Begriff „Mikroperle" bezeichnet synthetisierte Polymerkugeln, die in der vorliegenden Erfindung vernetzt sind.
Die Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase der mikroporigen Schicht umfasst ein Polyester und vorzugsweise Polyethylen(terephthalat) oder ein Copolymer desselben. Geeignete Polyester umfassen solche, die aus aromatischen, aliphatischen oder zykloaliphatischen Dicarbon säuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und aliphatischen oder alizyklischen Glycolen mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Beispiele geeigneter Dicarbonsäuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Naphthalendicarbonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itakonsäure, 1,4-Cyclohexan-Dicarbonsäure, Natriumsulfoisophthalsäure und Mischungen daraus. Beispiele geeigneter Glycole sind Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, 1,4-Cyclohexan-Dimethanol, Diethylenglycol, andere Polyethylenglycole und Mischungen daraus. Derartige Polyester sind in der Technik bekannt und können anhand bekannter Techniken hergestellt werden, wie beispielsweise in US-A-2,465,319 und 2,901,466 beschrieben. Bevorzugte kontinuierliche Matrixpolymere sind diejenigen mit Grundeinheiten aus Terephthalsäure oder Naphthalendicarbonsäure und mindestens einem Glycol, das aus Ethylenglycol, 1,4-Butandiol und 1,4-Cyclohexandimethanol ausgewählt ist. Besonders bevorzugt ist Poly(ethylenterephthalat), das durch kleine Mengen anderer Monomere modifiziert werden kann. Andere geeignete Polyester sind Flüssigkristallcopolyester, die durch den Einschluss einer geeigneten Menge einer Co-Säurekomponente herstellbar sind, wie beispielsweise Stilbendicarbonsäure. Beispiele derartiger Flüssigkristallcopolyester sind die in US-A-4,420,607; 4,459,402 und 4,468,510 beschriebenen.
Das in der Erfindung verwendete Polyester sollte eine Glasübergangstemperatur von 50°C bis 150°C aufweisen, vorzugsweise von 60 bis 100°C, sollte orientierbar sein und eine inhärente Viskosität von mindestens 0,0005 Pa·s aufweisen, vorzugsweise von 0,00055 bis 0,0009 Pa·s. Beispiele umfassen eine Mischung aus Polyethylen(terephthalat) und Poly(1,4-Cyclohexylendimethyhlenterephthalat.
Das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungselement umfasst vernetzte organische Mikroperlen. Die vernetzten organischen Mikroperlen können zwischen 0,2 und 30 μm groß sein. Sie sind vorzugsweise zwischen 0,5 und 5,0 μm groß. Vernetzte organische Mikroperlen aus Polystyrol-, Polyacrylat-, Polyallyl- oder Poly(methacrylat)polymer werden bevorzugt.
Bevorzugte Polymere zur Verwendung in vernetzten organischen Mikroperlen können vernetzt sein und werden vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus aromatischen Alkylenverbindungen mit folgender allgemeiner Formel besteht:
wobei Ar für einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest oder einen aromatischen Halogenkohlenwasserstoffrest der Benzenreihe stehen kann und wobei R für einen Wasserstoff- oder Methylrest, für acrylatartige Monomere, einschließlich Monomere folgender Formel, stehen kann:
wobei R aus der Gruppe auswählbar ist, die aus Wasserstoff und einem Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen besteht, und wobei R' aus der Gruppe auswählbar ist, die aus Wasserstoff und Methyl, Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Acrylnitril und Vinylchlorid, Vinylbromid sowie Vinylestern mit folgender Formel besteht:
wobei R für eine Alkylgruppe aus 2 bis 18 Kohlenstoffatomen stehen kann; Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oleinsäure, Vinylbenzoesäure; den synthetischen Polyestermatrixharzen, die durch Reaktion von Terephthalsäure und Dialkylterephthalsäure oder esterbildenden Derivaten davon herstellbar sind, mit einem Glycol der Reihe HO(CH₂)_nOH, wobei n für eine ganze Zahl innerhalb des Bereichs von 2–10 stehen kann und reaktive olefinische Bindungen innerhalb des Polymermoleküls aufweisen kann, die vorstehend beschriebenen Polyester, die darin copolymerisiert bis zu 20 Gew.-% einer zweiten Säure oder eines Esters davon enthalten können, das reaktive olefinische Unsättigungen und Mischungen davon umfasst, und ein Vernetzungsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Divinylbenzen, Diethylenglycoldimethacrylat, Oiallylfumarat, Diallylphthalat und Mischungen daraus besteht.
Beispiele typischer Monomere zur Herstellung der vernetzten organischen Mikroperlen sind u.a. Styrol, Butylacrylat, Acrylamid, Acrylnitril, Methylmethacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Vinylpyridin, Vinylacetat, Methylacrylat, Vinylbenzylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Divinylbenzen, Arylamidmethylpropan-Sulfonsäure, Vinyltoluol und Trimethylolpropantriacrylat. Vorzugsweise ist das vernetzte Polymer Poly(butylacrylat) oder Poly(methylmethacrylat). Am besten ist eine Mischung aus beiden Verbindungen, wobei das Vernetzungsmittel Trimethylolpropantriacrylat ist.
In der vorliegenden Erfindung kann das Polymer zur Erzielung geeigneter physischer Eigenschaften, wie beispielsweise die Nachgiebigkeit, vernetzt sein. Im Falle von Styrol, das mit Divinylbenzen vernetzt ist, kann das Polymer zwischen 2,5 und 50% vernetzt sein und vorzugsweise zwischen 20 und 40%. Die prozentuale Vernetzung bezieht sich auf Mol.% des Vernetzungsmittels, gestützt auf die Menge an primärem Monomer. Eine derart begrenzte Vernetzung erzeugt organische Mikroperlen, die ausreichend kohärent sind, um während der Orientierung des kontinuierlichen Polymers intakt zu bleiben. Vernetzte organische Mikroperlen mit derartiger Vernetzung können ebenfalls nachgiebig sein, so dass sie bei Verformung oder Abflachung während der Orientierung infolge von Druck, der von dem Matrixpolymer auf die gegenüberliegenden Seiten der vernetzten organischen Mikroperlen ausgeübt wird, ihre normale kugelförmige Form wieder annehmen, um die größtmöglichen Poren um die vernetzten organischen Mikrokugeln zu bilden, wodurch Artikel mit geringerer Dichte erzeugt werden.
Die vernetzten organischen Mikroperlen können mit einem „Gleitmittel" beschichtet sein. Hierdurch lässt sich die Reibung auf der Oberfläche der vernetzten organischen Mikroperlen erheblich reduzieren. Man geht davon aus, dass dies auf das Siliciumdioxid zurückzuführen ist, das wie eine Vielzahl von Miniaturkugellagern auf der Oberfläche wirkt. Das Gleitmittel kann auf der Oberfläche der vernetzten organischen Mikroperlen während deren Bildung erzeugt werden, indem man es in die Suspensionspolymerisationsmischung einbringt. Geeignete Gleitmittel oder Schmierstoffe sind u.a. kolloidales Siliciumdioxid, kolloidales Alumini umoxid und Metalloxide, wie Zinnoxid und Aluminiumoxid. Die bevorzugten Gleitmittel sind kolloidales Silicium und Aluminiumoxid, vorzugsweise Siliciumdioxid. Das mit einem Gleitmittel beschichtete, vernetzte Polymer kann mithilfe in der Technik bekannter Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden konventionelle Suspensionspolymerisationsprozesse, in denen das Gleitmittel der Suspension zugegeben wird, bevorzugt.
Die mit einem Gleitmittel beschichteten vernetzten organischen Mikroperlen sind mithilfe verschiedener Verfahren herstellbar. Die Mikroperlen können beispielsweise mithilfe eines Verfahrens hergestellt werden, in dem Monomertröpfchen, die einen Initiator enthalten, auf gegebene, massive Polymerkugeln derselben Größe wie die Monomertröpfchen bemessen und erwärmt werden können. In einem bevorzugten Verfahren kann das Polymer Polystyrol sein, das mit Divinylbenzen vernetzt ist. Die vernetzten organischen Mikroperlen können mit Siliciumdioxid beschichtet sein. Die Konzentration von Divinylbenzen kann nach oben oder unten eingestellt werden, um eine Vernetzung mit dem aktiven Vernetzungsmittel von 2,5 bis 50% zu erzielen, vorzugsweise von 10 bis 40% Vernetzung. Selbstverständlich sind auch andere Monomere als Styrol und Divinylbenzen in ähnlichen in der Technik bekannten Suspensionspolymerisationsprozessen verwendbar. Auch andere in der Technik bekannte Initiatoren und Promotoren sind verwendbar. Andere Gleitmittel als Siliciumdioxid sind ebenfalls verwendbar. Beispielsweise sind verschiedene kolloidale Siliciumdioxide der Marke LUDOX^® von DuPont erhältlich. Das kolloidale Aluminiumoxid der Marke LEPANDIN^® ist von Degussa erhältlich. Kolloidale Siliciumdioxide der Marke NALCOAG^® sind von Nalco erhältlich und Zinnoxid sowie Titaniumoxid sind von Nalco erhältlich.
Die Größe der vernetzten organischen Mikroperlen lässt sich durch das Verhältnis von Siliciumdioxid zu Monomer einstellen. Beispielsweise erzeugen folgende Verhältnisse die vernetzten organischen Mikrokugeln der angegebenen Größe:
Die vernetzten organischen Mikrokugeln sollten in der Polyestermatrix vor Extrudieren einer vorverstreckten Folie dispergiert werden. Dies kann typischerweise durch Verwendung eines Schmelzkompoundierverfahrens mit einem Doppelschneckenextruder erfolgen. Die Menge der vernetzten organischen Mikroperlen sollte mehr als 15 Gew.-% der mikroporigen Schicht umfassen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die vernetzten organischen Mikroperlen zwischen 15 und 30 Gew.-% der mikroporigen Schicht.
In der Technik bekannte Verfahren erzeugen vernetzte organische Mikroperlen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Die zur Herstellung ungleichmäßig großer vernetzter organischer Mikroperlen verwendeten Verfahren können durch breite Partikelgrößenverteilungen gekennzeichnet sein, wobei die resultierenden, vernetzten, organischen Perlen mittels Screening klassifiziert werden können, um Perlen zu erzeugen, die den Bereich der ursprünglichen Verteilungsgröße umspannen. Andere Verfahren, wie die Suspensionspolymerisation und eine begrenzte Koaleszenz erzeugen direkt sehr einheitlich große vernetzte, organische Mikroperlen. Vorzugsweise werden die vernetzten organischen Mikroperlen mithilfe des begrenzten Koaleszenzverfahrens synthetisiert. Dieses Verfahren wird detailliert in US-A-3,615,972 beschrieben. Die Herstellung der beschichteten, vernetzten, organischen Mikroperlen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung nutzt kein Treibmittel, wie in US-A-3,615,972 beschrieben.
"Begrenzte Koaleszenz" ist ein Phänomen, worin Tröpfchen einer in bestimmten wässrigen Suspensionsmitteln dispergierten Flüssigkeit koaleszieren, und zwar unter Bildung einer kleineren Zahl größerer Tröpfchen, bis die wachsenden Tröpfchen eine bestimmte kritische und begrenzte Größe erreichen, worauf die Koaleszenz im Wesentlichen zum Stillstand kommt. Die resultierenden Tröpfchen einer dispergierten Flüssigkeit, die bis zu 0,3 und bisweilen bis zu 0,5 cm im Durchmesser messen können, sind relativ stabil, was die weitere Koaleszenz betrifft, und sind in ihrer Größe bemerkenswert einheitlich. Wenn eine derart große Tröpfchendispersion stark umgerührt wird, können sich die Tröpfchen in kleinere Tröpfchen teilen. Die fragmentierten Tröpfchen können im Ruhezustand erneut im gleichen Maße koaleszieren und eine stabile Dispersion mit den gleichen einheitlich großen Tröpfchen bilden. Eine Dispersion, die sich aus begrenzter Koaleszenz ergibt, umfasst somit Tröpfchen von einheitlich großem Durchmesser, die in Bezug auf die weitere Koaleszenz stabil sind.
Die der begrenzten Koaleszenz zugrundeliegenden Prinzipien wurden angepasst, um absichtlich und vorherbestimmbar eine begrenzte Koaleszenz in der Herstellung von Dispersionen aus polymerisierbaren Flüssigkeiten in Form von Tröpfchen gleichmäßiger und erwünschter Größe zu bewirken.
Bei der begrenzten Koaleszenz neigen die kleinen Partikel des festen Kolloids dazu, sich mit wässriger Flüssigkeit an der Schnittstelle von Flüssigkeit zu Flüssigkeit zu sammeln, d.h. auf der Oberfläche der Öltröpfchen. Nach gängiger Lehre sind Tröpfchen, die im Wesentlichen von einem derartigen festen Kolloid bedeckt sind, gegenüber Koaleszenz stabil, während nicht derartig bedeckte Tröpfchen ggf. nicht stabil sind. In einer gegebenen Dispersion einer polymerisierbaren Flüssigkeit ist die gesamte Oberfläche der Tröpfchen eine Funktion des gesamten Volumens der Flüssigkeit und des Durchmessers dieser Tröpfchen. Desgleichen ist die gesamte, kaum mit dem festen Kolloid bedeckbare Oberfläche, beispielsweise in einer Schicht mit der Dicke eines Partikels, eine Funktion der Menge des Kolloids und somit der Abmessungen der Partikel. In der anfangs beispielsweise durch Rühren hergestellten Dispersion kann die gesamte Oberfläche der polymerisierbaren Flüssigkeitströpfchen größer sein und ist von dem festen Kolloid bedeckt. Unter Ruhebedingungen beginnen die instabilen Tröpfchen zu koaleszieren. Die Koaleszenz bewirkt eine Reduzierung der Anzahl der Öltröpfchen und eine Verkleinerung der gesamten Oberfläche davon bis zu einem Punkt, an dem die Menge kolloidaler fester Stoffe kaum noch ausreicht, um die gesamte Oberfläche der Öltröpfchen zu bedecken, worauf die Koaleszenz im Wesentlichen beendet ist.
Wenn die festen kolloidalen Partikel keine nahezu identischen Abmessungen aufweisen, lässt sich das mittlere effektive Maß anhand statischer Verfahren bestimmen. Beispielsweise lässt sich der mittlere effektive Durchmesser kugelförmiger Partikel als Quadratwurzel des Mittels der Quadrate der aktuellen Partikeldurchmesser in einer repräsentativen Probe berechnen.
Es kann nützlich sein, die wie vorstehend hergestellte einheitliche Tröpfchensuspension zu behandeln, um die Suspension gegen Kongregation der Öltröpfchen stabil zu machen. Diese weitere Stabilisierung lässt sich erzielen, indem man vorsichtig ein Mittel beimischt, das die Viskosität der wässrigen Flüssigkeit mit der gleichmäßigen Tröpfchendispersion deutlich zu erhöhen vermag. Zu diesem Zweck ist ein beliebiges, wasserlösliches oder wasserdispergier bares Verdickungsmittel verwendbar, das in den Öltröpfchen nicht löslich ist und das die Schicht der festen kolloidalen Partikel nicht entfernt, die die Oberfläche der Öltröpfchen an der Öl-Wasser-Schnittstelle bedecken. Beispiele für geeignete Verdickungsmittel sind sulfoniertes Polystyrol, vorzugsweise wasserdispergierbare, verdickende, hydrophile Tone, wie Bentonit, aufgeschlossene Stärke, natürliche Gume und carboxysubstituierte Celluloseether. Das Verdickungsmittel ist in solchen Mengen wählbar und verwendbar, dass ein thixotropes Gel gebildet wird, in dem Tröpfchen des Öls von gleichmäßiger Größe suspendiert sein können. Mit anderen Worten sollte das Verdickungsmittel im Allgemeinen in seinem Fließverhalten keine newtonsche Flüssigkeit sein, d.h. es sollte so beschaffen sein, dass eine schnelle Bewegung der dispergierten Tröpfchen innerhalb der wässrigen Flüssigkeit durch die Wirkung der Gravitationskraft aufgrund der Dichtedifferenz der Phasen vermieden wird. Die auf das umgebende Medium durch ein suspendiertes Tröpfchen ausgeübte Spannung kann ggf. nicht ausreichen, um eine schnelle Bewegung des Tröpfchens innerhalb einer derartigen Flüssigkeit zu bewirken, die keine newtonsche Flüssigkeit ist. Im Allgemeinen sind die Verdickungsmittel in solchen Verhältnissen relativ zur wässrigen Flüssigkeit derart verwendbar, dass die scheinbare Viskosität der verdickten wässrigen Flüssigkeit im Bereich von mindestens 500 mPa·s liegt, wie mithilfe eines Brookfield-Viskometers mit Spindel Nr. 2 bei 30 U/min gemessen. Das Verdickungsmittel wird vorzugsweise als eine separate, konzentrierte wässrige Zusammensetzung hergestellt, die dann sorgfältig mit der Öltröpfchendispersion gemischt wird. Die resultierende, verdickte Dispersion lässt sich beispielsweise durch Rohre leiten und kann Polymerisationsbedingungen unterzogen werden, ohne dass sich die Größe oder Form der dispergierten Öltröpfchen wesentlich ändert.
Die resultierenden Dispersionen sind insbesondere gut zur Verwendung in kontinuierlichen Polymerisationsverfahren geeignet, die in Schlangen, Röhren und langgestreckten Kesseln durchgeführt werden, die darauf ausgelegt sind, die verdickten Dispersionen in ein Ende einzubringen und die Masse der vernetzten organischen Perlen aus dem anderen Ende zu entnehmen. Der Polymerisationsschritt lässt sich auch im Stapelbetrieb durchführen.
Die Reihenfolge der Zugabe der Bestandteile zur Polymerisation ist normalerweise nicht kritisch, aber es ist sinnvoll, zunächst Wasser, Dispergiermittel und öllöslichen Katalysator zu der Monomermischung in ein Gefäß zu geben und anschließend die Monomerphase zu der Wasserphase unter Rühren zuzugeben.
Das folgende allgemeine Verfahren kann in einer begrenzten Koaleszenztechnik eingesetzt werden:

1. Die polymerisierbare Flüssigkeit wird in einem wässrigen Nichtlöser dispergiert, um eine Dispersion aus Tropfen zu bilden, die nicht größer als die gewünschte Größe für die Polymerkügelchen sind.
2. Man lässt die Dispersion ruhen und rührt währenddessen nur wenig oder gar nicht während einer Zeit, in der eine begrenzte Koaleszenz der dispergierten Tröpfchen stattfindet, um eine kleinere Anzahl größerer Tröpfchen zu bilden, wobei diese Koaleszenz aufgrund der Zusammensetzung des Suspendiermittels begrenzt ist und wobei die Größe der dispergierten Tröpfchen bemerkenswert gleichmäßig und von gewünschter Größe wird.
3. Die gleichmäßige Tröpfchendispersion wird dann zur Zugabe der Verdickungsmittel zum wässrigen Suspendiermittel stabilisiert, wobei die gleichmäßig großen, dispergierten Tröpfchen weiter gegen Koaleszenz geschützt sind und zudem durch die Dichtedifferenz der dispersen Phase und der kontinuierlichen Phase daran gehindert werden, sich in der Dispersion zu konzentrieren.
4. Die polymerisierbare Flüssigkeit oder Ölphase in dieser stabilisierten Dispersion unterliegt Polymerisationsbedingungen und wird polymerisiert, wodurch sphäroide Polymerkügelchen von bemerkenswert einheitlicher und erwünschter Größe erzeugt werden, deren Größe durch die Zusammensetzung des zunächst wässrigen, flüssigen Suspendiermittels grundsätzlich vorbestimmt ist.

Der Durchmesser der Tröpfchen der polymerisierbaren Flüssigkeit und somit der Durchmesser der Polymerperlen lässt sich durch absichtliche Veränderung der Zusammensetzung der wässrigen Flüssigdispersion innerhalb eines Bereichs von 0,5 μm bis weniger als 0,5 cm vor bestimmbar variieren. Für eine bestimmte Operation hat der Bereich der Durchmesser der Flüssigkeitströpfchen und somit der vernetzten, organischen Perlen einen Faktor in der Größenordnung von drei oder weniger im Unterschied zu Faktoren von 10 oder mehr für die Durchmesser von Tröpfchen und Perlen, die mithilfe üblicher Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt werden, die kritische Rührverfahren verwenden. Da die Perlengröße, beispielsweise der Durchmesser, in dem vorliegenden Verfahren grundsätzlich durch Zusammensetzung der wässrigen Dispersion bestimmt wird, sind die mechanischen Bedingungen, etwa die Intensität des Rührens, die Größe und die Konstruktion der verwendeten Vorrichtung und der Maßstab der Operation nicht sehr kritisch. Durch Verwendung derselben Zusammensetzung lassen sich die Operationen wiederholen oder der Maßstab der Operationen lässt sich ändern, während im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der Perlen ist das Dispergieren eines Teils des Volumens einer polymerisierbaren Flüssigkeit in mindestens 0,5 und vorzugsweise 0,5 bis 10 oder mehr Volumenteilen eines wässrigen Nichtlösers, der Wasser und mindestens einen ersten der folgenden Inhaltsstoffe umfasst:

1. Ein wasserdispergierbares, wasserunlösliches, festes Kolloid, dessen Partikel in wässriger Dispersion Abmessungen in der Größenordnung von 0,008 bis 50 μm aufweisen, wobei die Partikel dazu neigen, sich an der Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle zu sammeln oder durch deren Anwesenheit dazu veranlasst werden;
2. ein wasserlöslicher „Vermittler", der die „Hydrophil-Hydrophob-Balance" der festen Kolloidpartikel beeinflusst; und/oder
3. ein Elektrolyt; und/oder
4. kolloidaktive Modifikatoren, wie Peptisiermittel, und grenzflächenaktive Mittel; und normalerweise
5. ein wasserlöslicher, monomerunlösliche Polymerisationsinhibitor.

Die wasserdispergierbaren, wasserunlöslichen, festen Kolloide können anorganische Materialien sein, wie Metallsalze, Hydroxide oder Tone, oder es können organische Materialien sein, wie Rohstärken, sulfonierte, vernetzte, organische Hochpolymere oder harzige Polymere.
Das feste Kolloidmaterial sollte in Wasser unlöslich aber dispergierbar und durch die polymerisierbare Flüssigkeit unlöslich und undispergierbar, aber benetzbar sein. Die festen Kolloide sollten viel hydrophiler als oleophiler sein, um in der wässrigen Flüssigkeit vollständig dispergiert zu bleiben. Die zur begrenzten Koaleszenz verwendeten festen Kolloide sind solche mit Partikeln, die in der wässrigen Flüssigkeit eine relativ feste und diskrete Form und Größe innerhalb der angegebenen Grenzen beibehalten. Die Partikel können deutlich aufquellen und stark hydriert sein, vorausgesetzt, dass die aufgequollenen Partikel eine bestimmte Form beibehalten, wobei die effektive Größe ungefähr die des gequollenen Partikels haben kann. Die Partikel können einzelne Moleküle sein, wie im Fall vernetzter Harze mit sehr hoher Molmasse, oder es können Aggregate aus einer Vielzahl von Molekülen sein. Materialien, die in Wasser dispergieren, um echte oder kolloidale Lösungen zu bilden, in denen die Partikel eine Größe unterhalb des angegebenen Bereichs aufweisen, oder in denen die Partikel so diffus sind, dass sie keine unterscheidbare Form oder Abmessung aufweisen, sind als Stabilisatoren für die begrenzte Koaleszenz ggf. nicht geeignet. Die Menge des verwendbaren festen Kolloids entspricht normalerweise von 0,01 bis 10 oder mehr Gramm je 100 cm³ der polymerisierbaren Flüssigkeit.
Um als Stabilisator für die begrenzte Koaleszenz der polymerisierbaren Flüssigkeitströpfchen dienen zu können, kann es wichtig sein, dass das feste Kolloid dazu tendiert, sich mit der wässrigen Flüssigkeit an der Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle zu sammeln, d.h. an der Oberfläche der Öltröpfchen. Der Begriff „Öl" wird hier gelegentlich verwendet, um Flüssigkeiten zu bezeichnen, die in Wasser unlöslich sind. In vielen Fällen kann es wünschenswert sein, der wässrigen Mischung ein „Promotermaterial" zuzusetzen, um die Partikel des festen Kolloids zur Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle zu treiben. Dieses Phänomen ist in der Emulsionstechnik bekannt und wird hier auf feste, kolloidale Partikel als erweitertes Mittel zur Einstellung der „Hydrophil-Hydrophob-Balance" angewandt.
Normalerweise sind die Promoter organische Materialien, die eine Affinität gegenüber dem festen Kolloid und den Öltröpfchen aufweisen und in der Lage sind, das feste Kolloid oleophiler werden zu lassen. Die Affinität gegenüber der Öloberfläche kann auf einen gewissen organischen Anteil des Promotermoleküls zurückzuführen sein, wobei die Affinität gegenüber dem festen Kolloid auf entgegengesetzte elektrische Ladungen zurückzuführen sein kann. Beispielsweise können positiv geladene komplexe Metallsalze oder Hydroxide, wie Aluminiumhydroxid, durch das Vorhandensein negativ geladener organischer Promoter, wie wasserlöslicher, sulfonierter Polystyrole, Alignate und Carboxymethylcellulose, verstärkt werden. Negativ geladene Kolloide, wie Bentonit, können durch positiv geladene Promoter, wie Tetramethylammoniumhydroxid oder Chlorid oder wasserlösliche, komplexe, harzige Aminkondensationsprodukte, wie wasserlösliche Kondensationsprodukte von Diethanolamin und Adipinsäure, den wasserlöslichen Kondensationsprodukten von Ethylenoxid, Harnstoff und Formaldehyd und Polyethylenimin, verstärkt werden. Amphotere Materialien, wie eiweißartige Materialien, beispielsweise Gelatine, Leim, Casein, Albumin oder Glutin, können für einen weiten Bereich von kolloidalen festen Stoffen wirksame Promoter sein. Nichtionische Materialien, wie Methoxy-Cellulose, können in bestimmten Fällen ebenfalls wirksam sein. Normalerweise sollte der Promoter nur im Bereich weniger ppm (Teilchen pro Million) des wässrigen Mediums verwendet werden, obwohl auch größere Anteile häufig tolerierbar sind. In einigen Fällen sind auch ionische Materialien, die normalerweise als Emulgatoren klassifiziert sind, wie Seifen, langkettige Sulfate und Sulfonate und die langkettigen quartären Ammoniumverbindungen, als Promoter für die festen Kolloide verwendbar, wobei allerdings die Bildung stabiler kolloidaler Emulsionen der polymerisierbaren Flüssigkeit und des wässrigen flüssigen Mediums zu vermeiden ist.
Eine ähnliche Wirkung wie bei organischen Promotern lässt sich mit kleinen Elektrolytmengen erzielen, beispielsweise mit wasserlöslichen, ionisierbaren Alkalien, Säuren und Salzen, insbesondere denen mit mehrwertigen Ionen. Diese können geeignet sein, wenn die übermäßig hydrophile oder eine unzureichende oleophile Eigenschaft des Kolloids auf übermäßige Hydratation der Kolloidstruktur zurückzuführen ist. Beispielsweise kann ein geeignetes vernetztes, sulfoniertes Polymer aus Styrol in Wasser gequollen und hydriert sein.
Obwohl die Molekülstruktur Benzolringe umfasst, die dem Kolloid eine gewisse Affinität gegenüber der Ölphase in der Dispersion verleihen sollen, bewirkt das Maß der Hydratation, dass die kolloidalen Partikel in einer Wolke aus Begleitwasser eingehüllt werden. Die Zugabe einer löslichen, ionisierbaren, mehrwertigen, kationischen Verbindung, wie beispielsweise Aluminium- oder Calciumsalz, zur wässrigen Zusammensetzung kann eine starke Schrumpfung des gequollenen Kolloids unter Ausschwitzen eines Teils des Begleitwassers und Freisetzung des organischen Teils des kolloidalen Partikels bewirken, wodurch das Kolloid oleophiler wird.
Die festen kolloidalen Partikel, deren Hydrophil-Hydrophob-Balance derart beschaffen sein kann, dass die Partikel dazu neigen, sich in der wässrigen Phase an der Öl-Wasser-Schnittstelle zu sammeln, sammeln sich an der Oberfläche der Öltröpfchen und dienen als Schutzmittel während der begrenzten Koaleszenz.
Andere Mittel, die in einer bereits bekannten Weise zur Modifikation der kolloidalen Eigenschaften der wässrigen Zusammensetzung verwendbar sind, sind solche Materialien, die in der Technik als Peptisiermitel, Flockungs- oder Entflockungsmittel, Sensibilisierer und grenzflächenaktive Mittel bekannt sind.
Es ist bisweilen wünschenswert, einige ppm eines wasserlöslichen, ölunlöslichen Polymerisationsinhibitors zu der wässrigen Flüssigkeit zuzugeben, um die Polymerisation von Monomermolekülen zu verhindern, die in die wässrige Flüssigkeit diffundieren könnten oder die von kolloiden Mizellen absorbiert werden könnten und die, falls sie in der wässrigen Phase polymerisieren würden, eine emulsionsartige Polymerdispersion anstelle oder zusätzlich zu den gewünschten Polymerkugeln oder Polymerperlen erzeugen würden.
Das das wasserdispergierbare feste Kolloid enthaltende wässrige Medium kann dann dem flüssigen, polymerisierbaren Material in einer Weise beigemischt werden, dass das flüssige, polymerisierbare Material in Form kleiner Tröpfchen in dem wässrigen Medium dispergiert. Die Dispersion kann mittels üblicher Maßnahmen hergestellt werden, beispielsweise mittels mechanischen Rührens oder Schüttelns, mittels Pumpen durch Düsen, mittels Aufprall oder mittels anderer Verfahren, die eine Aufteilung des polymerisierbaren Materials in Tröpfchen in einem kontinuierlichen wässrigen Medium bewirken.
Das Maß der Dispersion, beispielsweise durch Rühren, ist nicht kritisch, obwohl die dispergierten flüssigen Tröpfchen nicht größer und vorzugsweise viel kleiner als die stabile Tröpfchengröße sein sollten, die in einer stabilen Dispersion erwartet und erwünscht ist. Wenn ein derartiger Zustand erreicht worden ist, kann man die resultierende Dispersion unter vorsichtiger Bewegung oder vorzugsweise ohne jegliches Rühren ruhen lassen. Unter diesen Ruhebedingungen wird die dispergierte flüssige Phase einer begrenzten Koaleszenz unterzogen.
Die unvernetzten Polymerpartikel in der porigen Schicht sollten mit der Polyestermatrix nicht mischbar sein. Typische unvernetzte Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, sind Olefine, d.h. Verbindungen mit einer gewissen olefinischen Hauptkette. Die bevorzugten nicht vernetzten Polymerpartikel in Form eines Olefins, die mit der Polyestermatrix gemischt werden können, sind Homopolymere oder Copolymere von Polypropylen oder Polyethylen. Bevorzugt wird Polypropylen. Die bevorzugten nicht mischbaren Polymerpartikel können Polymere umfassen, die von einem Monomer abgeleitet sind, das aus Propylen oder Ethylen ausgewählt ist.
Das erfindungsgemäß verwendete, bevorzugte, unvernetzte Polymerpartikeladditiv in Form von Polyolefin ist mit der Polyestermatrixkomponente der Folie nicht mischbar und existiert in Form diskreter, unvernetzter Polymerpartikel, die durch die orientierte und wärmegehärtete Folie dispergiert sind. Die Porenbildung tritt zwischen den zugesetzten, unvernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, und der Polyestermatrix auf, wenn die Folie verstreckt wird. Es wurde festgestellt, dass das Polymeradditiv mit der linearen Polyestermatrix vor Extrusion durch die folienerzeugende Düse mithilfe eines Verfahrens gemischt werden sollte, das zu einer losen Mischung führt und keine enge Bindung zwischen der Polyestermatrix und dem Polyolefinadditiv entwickelt.
Derartige Blendoperationen bewahren die Unverträglichkeit der Komponenten und führen zu einer Porenbildung, wenn die Folie verstreckt wird. Als nützlich hat sich ein Prozess zur Trockenmischung der Matrix und des Polyolefinadditivs erwiesen. Beispielsweise kann die Mischung durch gründliches Mischen fein verteilter, beispielsweise pulver- oder granulatförmiger Polyester- und Polymeradditive erfolgen, beispielsweise in einer Trommel.
Um die mikroporige Schicht in der vorliegenden Erfindung zu erzeugen, sollten die vernetzten organischen Mikroperlen zunächst in einer Polyestermatrix vor dem Folienerzeugungsprozess dispergiert werden. Hierzu werden die Polyestermatrix entweder in Pellet- oder Pulverform und die vernetzten organischen Mikroperlen einem Doppelschneckenextruder zugeführt. Die Polyestermatrix kann geschmolzen und die vernetzten organischen Mikroperlen können in der Polyesterschmelze in dem Doppelschneckenextruder dispergiert werden. Das resultierende Extrudat kann dann in einem Wasserbad abgeschreckt und pelletisiert werden, um die Pellets in dem Folienerzeugungsverfahren zu verwenden. Die Pellets können dann mit dem gewählten Polyolefin – typischerweise einem Polypropylen – trocken gemischt werden. Das Polyolefin kann auch üblicherweise in Pelletform vorliegen. Pellets der Polyestermatrix können der Trockenmischung zugegeben werden, wenn Modifikationen der volumetrischen Ladung der vernetzten organischen Mikroperlen und des nicht mischbaren Polymers erwünscht sind. Das Volumenverhältnis der verwendeten vernetzten, organischen Mikroperlen zum Volumen des nicht mischbaren Polymers in der fertigen Mischung kann zwischen 2:3 und 3:2 betragen. Ein bevorzugtes Verhältnis beträgt 1:1.
Die resultierende Mischung kann dann dem folienerzeugenden Extruder zugeführt werden. Extrudieren, Abkühlen und Strecken der Folie lassen sich mit jedem in der Technik bekannten Prozess zur Herstellung orientierter Polyestermatrixfolien bewerkstelligen, beispielsweise durch einen Flachfolienprozess oder einen Blasen- oder Röhrenprozess. Der Flachfolienprozess wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien bevorzugt und umfasst das Extrudieren der Mischung durch eine Schlitzdüse und das schnelle Abkühlen der extrudierten Bahn auf einer gekühlten Gießtrommel, so dass die Polyestermatrixkomponente der Folie im amorphen Zustand gekühlt werden kann. Die abgekühlte Folie wird dann durch Streckung jeweils in Gegenrichtung bei einer Temperatur oberhalb der Glasgummi-Übergangstemperatur der Polyestermatrix biaxial orientiert. Im Allgemeinen wird die Folie erst in einer Richtung und dann in einer zweiten Richtung verstreckt, aber sie kann bei Bedarf auch gleichzeitig in beiden Richtungen verstreckt werden. In einem typischen Verfahren wird die Folie zunächst in Extrusionsrichtung über einen Satz rotierender Walzen oder zwischen zwei Quetschwalzen paaren und anschließend in Querrichtung dazu mittels einer Spannvorrichtung verstreckt. Die Folie kann in jeder Richtung um das 2,5- bis 4,5-fache ihres ursprünglichen Maßes in Streckrichtung verstreckt werden. Das Streckverhältnis in jeder Richtung ist vorzugsweise derart beschaffen, dass Poren in der Bahn gebildet werden, die ein Breiten-/Längenverhältnis von 1:1 bis 2:1 aufweisen. Nachdem die Folie verstreckt worden ist, kann sie durch Erwärmung auf eine Temperatur wärmegehärtet werden, die ausreicht, um die Polymermatrix zu kristallisieren, wobei die Folie gegen Schrumpfung in beiden Streckrichtungen gefestigt wird. Wenn unvernetzter, unmischbarer Polymerporenbildner in der porigen Schicht verwendet wird, neigen die Poren dazu, zu kollabieren, wenn die Wärmehärtungstemperatur erhöht wird, wobei sich diese Neigung mit steigender Temperatur erhöht. Daher nimmt das Porenvolumen mit steigenden Wärmehärtungstemperaturen ab. Obwohl eine Wärmehärtungstemperatur von bis zu 230°C verwendet werden kann, ohne die Poren zu zerstören, sofern ausschließlich vernetzte organische Mikroperlen in der porigen Schicht verwendet werden, könnten Temperaturen unterhalb von 155°C eine größere Porenbildung bewirken, wenn unvernetzte, unmischbare Polymerporenbildner verwendet werden.
Extrudierte und beispielsweise auf eine Granulat- oder Flockenform reduzierte Polyestermatrixmischungen, vernetzte, organische Mikroperlen und nicht mischbares Polymer können erfolgreich zu einer porigen Folie reextrudiert werden. Es kann somit möglich sein, Folienabfälle, wie beispielsweise Kantenabschnitte, dem Prozess erneut zuzuführen.
Die Größe der gebildeten Mikroporen bemisst sich nach der Größe der vernetzten organischen Mikroperlen oder der unvernetzten Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, die zur Erzeugung der Poren verwendet werden, sowie nach dem Streckungsverhältnis, das zur Streckung der orientierten Polymerfolie zum Einsatz kam. Die Poren können zwischen 0,6 und 150 μm in Bearbeitungsrichtung und quer zur Bearbeitungsrichtung der Folie groß sein. Die typische Höhe liegt im Bereich von 0,2 bis 30 μm. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Poren zwischen 0,5 und 15,0 μm.
Das Porenvolumen der porigen Schicht sollte mindestens 25% betragen. Ein Porenvolumen von 55% bis 65% wird für Tintenstrahlanwendungen mit offenzelligen Poren bevorzugt. Die Dichte der mikroporigen Schicht sollte kleiner als 0,95 g/cm³ sein. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,40 bis 0,90 g/cm³.
Folien, deren vernetzte organische Mikroperlenladung in der porigen Schicht mehr als 40 Gew.-% beträgt, die offenzellig und somit absorbierend sind, sind daher als Tintenstrahlempfangselemente geeignet. Derartige Folien können mindestens zwei Schichten umfassen, und zwar eine untere Trägerschicht sowie die obere porige Schicht. Folien mit mindestens zwei Schichten, die aus einer unteren Trägerfolie und einer oberen, porigen Schicht bestehen, die Bariumsulfatanteile von mehr als 68% enthalten, liefern Folien, die offenzellig und absorbierend sind und sich als Tintenstrahlempfangselemente eignen.
Die vorstehend beschriebene porige Schicht kann selbst ein erfindungsgemäßes Bildaufzeichnungselement darstellen oder benachbarte Bildaufzeichnungsschichten auf einer Oberfläche der porigen Schicht oder auf mehreren Oberflächen enthalten, die gemeinsam das Bildaufzeichnungselement bilden. Die Gesamtdicke der Basisschicht kann zwischen 20 und 400 μm betragen. Die meisten Anwendungen haben eine Basisschichtdicke innerhalb eines Bereichs von 30 bis 300 μm. Der bevorzugte Bereich liegt zwischen 50 und 200 μm.
Die zuvor beschriebenen Bildaufzeichnungsschichten können mit in der Technik üblichen, herkömmlichen Beschichtungsmitteln aufgetragen werden. Die Beschichtungsverfahren umfassen beispielsweise, aber nicht abschließend, Drahtumspinnbeschichten, Rakelbeschichten, Schlitzgießen, Trichterbeschichten, Gravurstreichbeschichten, Schleuderbeschichten, Tauchbeschichten, Luftrakelbeschichten, Mehrschichtgleitbeschichten, Schaberlamellenbeschichten, Umkehrwalzenbeschichten, Vorhangbeschichten und Mehrschicht-Vorhangbeschichten. Einige dieser Verfahren ermöglichen das gleichzeitige Beschichten mehrerer Schichten, was aus ökonomischer Perspektive in der Herstellung vorteilhaft sein kann, wenn mehr als eine Schicht oder mehr als ein Schichttyp aufgetragen werden muss. Bekannte Beschichtungs- und Trocknungsverfahren werden detaillierter in der Forschungsveröffentlichung "Research Disclosure", Nr. 308119, Dezember 1989, Seite 1007 bis 1008, beschrieben. Nach dem Beschichten werden die Schichten im Allgemeinen durch einfaches Verdampfen getrocknet, das durch bekannte Techniken beschleunigt werden kann, wie beispielsweise Konvektionserwärmung.
Die Beschichtungsmasse für die Bildaufzeichnungsschicht kann auf einer oder beiden Oberflächen des Substrats durch konventionelle Beschichtungsverfahren mit Vor- oder Nachbemessung aufgetragen werden, wie vorstehend genannt. Die Wahl des Beschichtungsprozesses ergibt sich aus wirtschaftlichen Überlegungen und bestimmt die Formulierung, wie Beschichtungsstoffe, Beschichtungsviskosität und Beschichtungsgeschwindigkeit.
Auf der in der Erfindung verwendeten Basisschicht kann eine Substratschicht oder können mehrere Substratschichten vorhanden sein, und zwar zwischen der Basisschicht und der in der Erfindung verwendeten Bildaufzeichnungsschicht. Diese Schichten können weitere Funktionen beisteuern, beispielsweise Antistatikeigenschaften, Farbkolorimetrie und eine verbessern Haftung der Bildaufzeichnungsschicht auf der Basisschicht.
Diese Schichten können auf den mikroporigen Schichten nach dem Coextrudieren und dem Orientieren oder zwischen Gießen und vollständigem Orientieren aufgetragen werden. Beispiele hierfür sind Acrylbeschichtungen zur besseren Bedruckbarkeit, Polyvinylidenchlorid-Beschichtungen für eine bessere Heißsiegelfähigkeit oder für Barriereeigenschaften. Weitere Beispiele sind die Flamm-, Plasma- oder Coronaentladungsbehandlung zur Verbesserung der Bedruckbarkeit oder Haftung. Außerdem kann es möglich sein, entweder eine integrierte Schicht oder eine separat beschichtete Schicht aus einer elektrisch leitenden oder einer dissipativen Schicht aufzutragen, um die Erzeugung elektrostatischer Ladungen oder elektrostatischer Entladungen eines lichtempfindlichen Bebilderungselements zu minimieren. Im Falle einer dissipativen Schicht, die entweder eine in eine andere Funktionsschicht integrierte Schicht oder eine eigenständige Funktionsschicht ist, können die Ladungskontrollmittel im Wesentlichen zu der lichtempfindlichen Emulsion oder zu deren schützender Deckschicht elektrisch neutral sein.
Um die Haftung der Tintenempfangsschicht auf dem Träger zu verbessern, kann eine Unterschicht oder eine Substratschicht auf der Oberfläche des Trägers aufgetragen werden. Diese Schicht kann eine Haftschicht sein, beispielweise halogenierte Phenole, teilhydrolysiertes Vinylchlorid-Covinylacetatpolymer, Vinylidenchlorid-Methylacrylat-Itakonsäureterpolymer, ein Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Acrylsäureterpolymer oder ein Glycidyl(meth)acrylatpolymer oder -copolymer. Weitere chemische Haftmittel, wie Polymere, Copolymere, reaktive Poly mere oder Copolymere, die eine gute Bindung zwischen der Tintenempfangsschicht und dem Träger aufweisen, sind ebenfalls verwendbar. Das Polymerbindemittel in der Substratschicht kann vorzugweise ein wasserlösliches oder wasserdispergierbares Polymer sein, wie Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrrolidon), Gelatine, ein Celluloseether, ein Poly(oxazolin), Poly(vinylacetamid), teilhydrolysiertes Poly(vinylacetat/Vinylalkohol), Poly(acrylsäure), Poly(acrylamid), Poly(alkylenoxid), ein sulfonierter oder phosphatierter Polyester, Polystyrole, Casein, Zein, Albumin, Chitin, Chitosan, Dextran, Pectin, Collagenderivate, Collodian, Agar-Agar, Pfeilwurz, Guar, Carrageenan, Tragantgummi, Xanthan, Rhamsan, ein Latex, wie ein Polystyrol-Cobutadien), ein Polyurethanlatex, ein Polyesterlatex oder ein Poly(acrylat), Poly(methacrylat), Poly(acrylamid) oder Copolymere davon.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Bildaufzeichnungselement mit einer porigen Schicht, wie vorstehend beschrieben, bei der eine Tintenstrahlaufzeichnungsschicht zur porigen Schicht benachbart ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann das bevorzugte Porenvolumen der porigen Schicht zwischen 55% und 65% betragen. Dies führt zur Bildung einer porigen Schicht mit offenen Zellen, die vorzugsweise untereinander verbunden sind, was die Absorption von Flüssigkeit aus auf der Tintenstrahlaufzeichnungsschicht aufgetragenen Tinten ermöglicht. Vorzugsweise beträgt die Absorptionskapazität zwischen 14 und 30 cm³/m². Die Porenbildung sollte derart beschaffen sein, dass die Poren vorzugsweise miteinander verbunden oder offenzellig sind. Diese Art von Struktur verbessert die Tintenabsorptionsgeschwindigkeit durch Kapillarwirkung.
Das Element weist eine Absorptionsschicht mit einem Absorptionsvermögen auf, das eine Trocknungszeit von unter 10 Sekunden ermöglicht. Die Trocknungszeit wird gemessen, indem eine Farblinie auf der Seite der oberen Schicht mit einem Tintenstrahldrucker bei einem Auftrag von ca. 15 cm³/m² unter Verwendung typischer Tinten mit folgender Formulierung gedruckt wird:

Wobei: EHMP = 2-Ethyl-2-(Hydroxymethyl)-1,3-Propandiol

Dies lässt sich durch Verwendung eines Tintenstrahldruckers des Typs HP Photo-Smart in Verbindung mit einer üblichen HP-Tintenpatrone (HP Nr. C3844A und C3845A) erzielen, wobei die gedruckten Linien in Richtung des Bogens verlaufen, während dieser durch den Drucker transportiert wird. Die Trocknungszeit lässt sich messen, indem man unmittelbar nach dem Druckvorgang ein unbedrucktes Blatt Papier auf die Oberseite des gedruckten Linienmusters legt und die Papiere mit einer Rollenpresse zusammendrückt. Wenn sich eine bestimmte gedruckte Linie auf die Oberfläche des unbedruckten Blatt Papiers überträgt, kann die übertragene Länge L als Maß dienen, die Trocknungszeit t_D mithilfe der bekannten Längstransportgeschwindigkeit S des Druckers anhand folgender Formel zu ermitteln:
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aufgrund der Tintenabsorptionsgeschwindigkeit eine gemessene Trocknungszeit von unter einer Sekunde. Die Dicke der porigen Schicht sollte derart beschaffen sein, dass sie mindestens 14,0 cm³ Tinte je 1 m² aufnehmen kann. Die tatsächliche Dicke lässt sich durch die Formel t = 14,0/v ermitteln, wobei v der Hohlraumvolumenanteil ist, der als Verhältnis der porigen Dicke minus der nicht porigen Dicke zur porigen Dicke definiert ist. Die nicht porige Dicke ist als die Dicke definiert, die zu erwarten wäre, wenn keine Porenbildung erfolgt wäre.
Um die Bildqualität weiter zu verbessern, kann eine Tintenstrahlaufzeichnungsschicht auf die porige Schicht aufgebracht werden. Eine derartige Tintenstrahlaufzeichnungsschicht kann porig sein und Verbindungshohlräume enthalten. Derartige Tintenstrahlaufzeichnungsschichten werden in US-A-6,481,843 beschrieben.
Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung könnte zudem auf ein Substrat auflaminiert werden, um die Verwendungseigenschaften des Abbildungselements weiter zu verbessern. Typische Substrate sind Gewebe, Papier und Polymerfolien.
Falls gewünscht, kann die mikroporige Schicht auf einem Substrat angeordnet werden, beispielsweise auf einem Papierträger. Das Substrat kann entweder transparent oder opak sein. Opake Substrate sind u.a. Normalpapier, beschichtetes Papier, harzbeschichtetes Papier, wie polyolefinbeschichtetes Papier, Synthetikpapier, Fotopapierträger, schmelzextrusionsbeschichtetes Papier und polyolefinlaminiertes Papier. Biaxial ausgerichtete Substrate beinhalten einen Papierträger und eine biaxial orientierte Polyolefinfolie, typischerweise aus Polypropylen, die auf eine oder beide Seiten des Papierträgers auflaminiert ist. Das Substrat kann aus mikroporigen Materialien bestehen, beispielsweise aus polyethylenpolymerhaltigem Material, wie das der Marke Teslin^® von PPG Industries, Inc. aus Pittsburgh, Pennsylvania, USA, Synthetikpapier der Marke Tyvek^® von DuPont Corp., Naturzellstoffpapier und OPPalyte^® Folien von Mobil Chemical Co. sowie andere Verbundfolien, die in US-A-5,244,861 genannt werden. Transparente Substrate sind u.a. Glas, Cellulosederivate, wie beispielsweise ein Celluloseester, Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat), Poly(-1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymere davon, Polyimide, Polyamide, Polycarbonate, Polystyrol, Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polysulfone, Polyacrylate, Polyetherimide und Mischungen daraus. Die zuvor aufgeführten Papiere umfassen einen breiten Bereich von Papieren, von hochwertigen Papieren, wie Fotopapieren, bis zu einfachen Papieren, wie Zeitungspapier. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist Papier der Marke Ektacolor von Eastman Kodak Co. verwendbar. Der Begriff „Tintenaufzeichnungselement" kann hier auch ein „Bebilderungselement" bezeichnen, das einen Bebilderungsträger umfasst, wie vorstehend beschrieben, zusammen mit einer Bildempfangs- oder Bildaufzeichnungsschicht, die auf mehrere Techniken anwendbar ist, die die Übertragung eines Bildes auf das Bebilderungselement betreffen. Derartige Techniken umfassen thermische Farbstoffübertragung mit wärmeempfindlichen Bebilderungsmaterialien, elektrophotografische Drucke oder Tintenstrahldrucken sowie einen Träger für fotografische Silberhalogenidbilder. Die Benennung „fotografisches Element" bezeichnet ein Material, das lichtempfindliches Silberhalogenid zur Erzeugung von Bildern nutzt. Das erfindungsgemäße Element kann in einer einzelnen Technik oder in einem Hybridsystem verwendet werden, das mehr als eine Technik miteinander kombiniert. Ein Beispiel eines Hybridsystems kann eine Tintenstrahldruckanwendung auf einem fotografischen Element sein.
Die zur Bebilderung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungselemente verwendeten Tinten sind in der Technik bekannt. Die im Tintenstrahldrucken verwendeten Tintenzusammensetzungen sind typischerweise flüssige Zusammensetzungen aus einem Lösungsmittel oder einer Trägerflüssigkeit, Farbstoffen oder Pigmenten, Feuchtmitteln, organischen Lösungsmitteln, Detergenzien, Verdickern und Konservierungsstoffen. Das Lösungsmittel oder die Trägerflüssigkeit können reines Wasser sein oder Wasser, das mit anderen wassermischbaren Lösungsmitteln vermischt ist, wie mehrwertigen Alkoholen. Tinten, in denen organische Materialien, wie mehrwertige Alkohole, die vorherrschende Träger- oder Lösungsmittelflüssigkeit sind, sind ebenfalls verwendbar. Insbesondere sind gemischte Lösungsmittel aus Wasser und mehrwertigen Alkoholen geeignet. Die in diesen Zusammensetzungen verwendeten Farbstoffe können typischerweise wasserlösliche Direktfarbstoffe oder saure Farbstoffe sein. Derartige flüssige Zusammensetzungen sind in der Technik bereits ausführlich beschrieben worden, beispielsweise in US-A-4,381,946; 4,239,543 und 4,781,758.
Bei Verwendung als Tintenstrahlbebilderungsmedium umfassen die Aufzeichnungselemente typischerweise ein Substrat oder ein Trägermaterial, auf dessen mindestens einer Seite sich eine tintenaufnehmende oder aufzeichnende oder bilderzeugende Schicht befindet. Zur Verbesserung der Haftung der Tintenstrahlempfangs- oder Aufzeichnungsschicht auf dem Träger kann die Oberfläche des Trägers vor dem Aufbringen der lösungsmittelabsorbierenden Schicht coronaentladen werden, oder alternativ hierzu kann eine Unterschicht, beispielsweise eine aus einem halogenierten Phenol erzeugte oder eine teilhydrolysierte Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerschicht, auf die Oberfläche des Trägers aufgetragen werden. Die Tintenstrahlempfangs- oder Aufzeichnungsschicht wird vorzugsweise auf die Trägerschicht aus Wasser- oder Wasser-Alkohollösungen in einem Trockendickenbereich zwischen 3 und 75 μm aufgetragen, vorzugsweise 8 bis 50 μm.
Jede in der Technik bekannte Tintenstrahlempfangsschicht ist in Verbindung mit weiteren Partikelmaterialien verwendbar. Beispielsweise kann die Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschicht primär aus anorganischen Oxidpartikeln, wie Siliciumdioxid, modifiziertem Siliciumdioxid, Tonen, Aluminiumoxid, schmelzbaren Körnern, wie beispielsweise Körner aus thermoplastischen oder duroplastischen Polymeren, nicht schmelzbaren organischen Körnern oder hydrophilen Polymeren, wie die natürlich vorkommenden hydrophilen Kolloide und Gumen, wie Gelatine, Albumin, Guar, Xantham, arabisches Gummi, Chitosan, Stärken und deren Derivate usw., Derivaten von natürlichen Polymeren, wie funktionalisierten Proteinen, funktionalisierten Harzen und Stärken sowie Celluloseether und deren Derivaten und synthetischen Polymere, wie Polyvinyloxazolin, Polyvinylmethyloxazolin, Polyoxiden, Polyether, Poly(ethylenimin), Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), n-Vinylamiden, einschließlich Polyacrylamid und Polyvinylpyrrolidon sowie Poly(vinylalkohol), dessen Derivaten und Copolymeren sowie Kombinationen dieser Materialien bestehen. Hydrophile Polymere, anorganische Oxidpartikel und organische Körner können in einer oder mehreren Schichten auf dem Substrat und in verschiedenen Kombinationen in der Schicht vorhanden sein.
In die aus hydrophilen Polymeren bestehenden Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschichten kann eine poröse Struktur durch Zusatz keramischer oder harter polymerer Partikel eingebracht werden, und zwar während des Beschichtungsvorgangs durch Schaum oder Treibmittel oder durch Phasentrennung in der Schicht durch Einbringen eines nicht löslichen Mittels. Im Allgemeinen wird eine hydrophile aber nicht poröse Grundschicht bevorzugt. Dies gilt insbesondere für Prints in fotografischer Qualität, in denen die Porosität einen Glanzverlust bewirken kann. Die Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschicht kann insbesondere aus einem hydrophilen Polymer oder einer Kombination von Polymeren mit oder ohne Zusatz von Additiven bestehen, wie in der Technik bekannt ist.
Falls gewünscht, kann die Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschicht mit einer tintendurchlässigen, schützenden Antihaftschicht bedeckt werden, beispielsweise einer Schicht, die ein Cellulosederivat oder ein kationisch modifiziertes Cellulosederivat oder Mischungen daraus enthält. Eine besonders bevorzugte Deckschicht ist Poly-β-1,4-Anhydroglucose-g-Oxyethylen-g-(2'-Hydroxypropyl)-N,N-Dimethyl-N-Dodecylammoniumchlorid. Die Deckschicht braucht nicht porös zu sein, kann aber tintendurchlässig sein und dient zur Verbesserung der optischen Dichte der auf das Element mit wasserbasierenden Tinten gedruckten Bilder. Die Deckschicht kann auch die Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschicht vor Abrieb, Verschmieren und Beschädigung durch Wasser schützen. Im Allgemeinen kann diese Deckschicht in einer Trockendicke von 0,1 bis 5 μm vorhanden sein, vorzugsweise von 0,25 bis 3 μm.
In der Praxis sind verschiedene Additive in der Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschicht und in der Deckschicht verwendbar. Diese Additive umfassen grenzflächenaktive Mittel, wie Surfactant(s) zur Verbesserung der Beschichtbarkeit und zur Einstellung der Oberflächenspannung der trockenen Beschichtung, Säuren oder Basen zur Kontrolle des pH-Werts, Antistatikmittel, Suspensionsmittel, Antioxidationsmittel, Härtungsmittel zur Vernetzung der Beschichtung, Antioxidationsmittel, UV-Stabilisatoren, Lichtstabilisatoren. Zudem kann ein Beizmittel in kleinen Mengen (2–10 Gew.-% bezogen auf die Grundschicht) zugesetzt werden, um die Wasserfestigkeit weiter zu verbessern. Geeignete Beizmittel werden in US-A-5,474,843 beschrieben.
Die zuvor beschriebenen Schichten, einschließlich der Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschicht und der Deckschicht, können mit herkömmlichen Mitteln auf einem transparenten oder opaken Trägermaterial aufgetragen werden, wie es in der Technik gängig ist. Die Beschichtungsverfahren umfassen beispielsweise, aber nicht abschließend, Rakelbeschichtung, Drahtumspinnbeschichtung, Schlitzgießen, Trichterbeschichtung, Gravurstreichbeschichtung und Vorhangbeschichtung. Einige dieser Verfahren ermöglichen das gleichzeitige Auftragen beider Schichten, was aus Perspektive einer wirtschaftlichen Herstellung zu bevorzugen ist.
Die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht (IRL/Ink or Dye Receiving Layer) kann über einer Haftvermittlerschicht (TL/Tie Layer) aufgebracht werden. Es gibt viele bekannte Formulierungen, die als Tintenempfangs- oder Aufzeichnungsschichten verwendbar sind. Primäre Anforderungen sind, dass die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht mit den Tinten kompatibel ist, mit denen sie bebildert wird, so dass der gewünschte Farbfächer und die gewünschte Dichte erzeugt wird. Wenn die Tintentropfen durch die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht treten, werden die Tinte oder die Farbstoffe in der Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht zurückgehalten oder gebeizt, während die Tintenlösungsmittel frei durch die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht treten und von der Haftvermittlerschicht schnell absorbiert werden. Außerdem ist zu bevorzugen, dass die Formulierung der Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht mit Wasser aufgetragen wird, eine gute Haftung auf der Haftvermittlerschicht aufweist und eine einfache Steuerung des Oberflächenglanzes ermöglicht.
Beispielsweise beschreiben Misuda et al in US-A-4,879,166; 5,264,275; 5,104,730; 4,879,166, und in den japanischen Patenten 1,095,091; 2,276,671; 2,276,670; 4,267,180; 5,024,335 und 5,016,517 wasserbasierende Formulierungen für die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht, die Mischungen aus Pseudobohemit und bestimmten wasserlöslichen Harzen enthalten. Light beschreibt in US-A-4,903,040; 4,930,041; 5,084,338; 5,126,194; 5,126,195 und 5,147,717 wasserbasierende Formulierungen für die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht, die Mischungen aus Vinylpyrrolidonpolymeren und bestimmten wasserdispergierbaren und/oder wasserlöslichen Polyestern umfassen, zusammen mit anderen Polymeren und Zusätzen. Buffers et al beschreiben in US-A-4,857,386 und 5,102,717 tintenabsorbierende Harzschichten, die Mischungen aus Vinylpyrrolidonpolymeren und Acryl- oder Methacrylpolymeren umfassen. Sato et al beschreiben in US-A-5,194,317 und Higuma et al beschreiben in US-A-5,059,983 wasserbeschichtbare Formulierungen für Tinten- oder Farbstoffempfangsschichten, die auf Poly(vinylalkohol)basieren. Iqbal beschreibt in US-A-5,208,092 wasserbasierende Formulierungen für Tinten- oder Farbstoffempfangsschichten, die Vinylcopolymere enthalten, die anschließend vernetzt werden können. Zusätzlich zu diesen Beispielen kann es andere bekannte oder vorgesehene Formulierungen für Tinten- oder Farbstoffempfangsschichten geben, die die zuvor genannten primären und sekundären Anforderungen an die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht erfüllen und die alle in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht kann verschiedene Mengen und Größen von Mattiermitteln zur Steuerung von Glanz, Reibung und/oder Unempfindlichkeit gegenüber Fingerabdrücken enthalten, Surfactants zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Oberfläche und zur Einstellung der Oberflächenspannung der getrockneten Beschichtung, Beizmittel, Antioxidationsmittel, UV-Absorptionsmittel sowie Lichtstabilisatoren.
Es kann zudem wünschenswert sein, die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht zur Verbesserung der Haltbarkeit des bebilderten Elements zu beschichten. Derartige Deckschichten können auf die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht entweder vor oder nach Bebilderung des Elements aufgetragen werden. Beispielsweise kann die Tinten- oder Farbstoffempfangsschicht mit einer tintendurchlässigen Schicht beschichtet werden, durch die die Tinten ungehindert treten können. Derartige Schichten werden in US-A-4,686,118; 5,027,131 und 5,102,717 beschrieben. Alternativ hierzu kann eine Deckschicht nach Bebilderung des Elements aufgetragen werden. Zu diesem Zweck sind beliebige bekannte Laminatfolien und Laminiergeräte verwendbar. Die in dem zuvor genannten Bebilderungsverfahren verwendeten Tinten sind bekannt, wobei die Tintenformulierungen häufig eng mit dem jeweiligen Prozess verbunden sind, d.h. kontinuierlich, piezoelektrisch oder thermisch. Je nach Tintenverfahren können die Tinten daher sehr unterschiedliche Mengen und Kombinationen von Lösungsmitteln, Färbemitteln, Konservierungsmitteln, Surfactants und Feuchtmitteln enthalten. Die zur Verwendung in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungselementen bevorzugten Tinten können wasserbasierend sein. Es ist jedoch vorgesehen, dass alternative Ausführungsbeispiele der Bildaufzeichnungselemente, wie zuvor beschrieben, die zur Verwendung mit Tinten für einen gegebenen Tintenaufzeichnungsprozess oder einen gegebenen kommerziellen Anbieter formuliert sein können, auch in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung. Sie dienen nicht dem Zweck, alle denkbaren Abwandlungen der Erfindung darzustellen. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich die Angaben von Teilen und Prozentsätzen auf Gewicht.
Nachfolgend wird ein anschauliches Beispiel eines möglichen Verfahrens zur Herstellung der vernetzten, organischen und mit einem Gleitmittel beschichteten Mikroperlen gezeigt. In diesem Beispiel ist das Polymer ein Polymethyl(methacrylat), das mit Divinylbenzen vernetzt ist. Die vernetzten organischen Mikroperlen sind mit Siliciumdioxid beschichtet. Die vernetzten organischen Mikroperlen können mithilfe eines Verfahrens hergestellt werden, in dem Monomertröpfchen, die einen Initiator enthalten, auf gegebene, massive Polymerkugeln derselben Größe wie die Monomertröpfchen bemessen und erwärmt werden können. Eine Wasserphase wird durch Kombination von 71 destilliertem Wasser, 1,5 g Kaliumdichromat (Polymerisationsinhibitor für die wässrige Phase), 250 g Polymethylaminethanoladipat (Promoter) und 350 g LUDOX^® (eine kolloidale Suspension aus 50% Siliciumdioxid von DuPont) hergestellt. Eine Monomerphase wird durch Kombination von 3317 g Methyl(methacrylat), 1421 g Divinylbenzen (55% aktives Vernetzungsmittel und 45% Ethylvinylbenzen, das Teil der Methyl(methacrylat)polymerkette) bildet, und 45 g VAZO^® 52 (einem monomerlöslichen Initiator von DuPont) hergestellt. Die Mischung wird durch einen Homogenisierer gegeben, um 5 μm große Tröpfchen zu erhalten. Die Suspension wird über Nacht auf 52°C erwärmt, um 4,3 kg allgemein sphärischer, vernetzter, organischer Mikrokugeln mit einem mittleren Durchmesser von ca. 1,7 μm mit enger Größenverteilung (ca. 1–3 μm) zu erhalten. Der Molanteil von Methyl(methacrylat) und Ethylvinylbenzen zu Divinylbenzen beträgt ca. 6,1 %. Die Konzentration von Divinylbenzen ist nach oben oder unten einstellbar, um mit dem aktiven Vernetzungsmittel eine Vernetzung von ca. 2,5–50% (vorzugsweise 10–40%) zu erzielen.
Die nachstehenden Beispiele zeigen die Verbesserung der Erfindung bei Verwendung als Tintenstrahlbebilderungselement.
Beispiel 1 – Folie aus 2 Schichten, porige Schicht nur aus anorganischem Porenbildner (Vergleichselement)
Eine Folie aus 2 Schichten, die eine absorbierende Polyesterschicht über einer klaren PET-Schicht umfasst, wurde auf folgende Weise hergestellt. Die zur Herstellung der porigen Schicht verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 31% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (einem amorphen Polyesterharz von Eastman Chemical Company) und 69% Bariumsulfat, einem anorganischen Porenbildner mit einer mittleren Partikelgröße von 0,8 μm für die porige Schicht.
Das Bariumsulfat (Blanc Fixe XR von Sachtleben) wurde mit dem PETG Harz durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, kompoundiert, die Pellets aus der Harzmischung bildete. Das resultierende Harz wurde bei 65°C getrocknet. Polyethylenterephthalat-Pellet (PET #7352 von Eastman Chemicals) wurden ebenfalls getrocknet, jedoch bei einer Temperatur von 150°C. Beide getrockneten Materialien wurden bei 275°C getrocknet und von Plastifizierextrudern zu einer Coextrusionsdüse transportiert, um zweischichtige Schmelzströme zu erzeugen, die nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurden. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 μm. Jede Schicht war ca. 500 μm dick. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde.
Diese Folie wurde dann in Querrichtung in einem Spannrahmen auf ein Verhältnis von 3,3 bei einer Temperatur von 100°C verstreckt, ohne dass sie riss. Die verstreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet.
Die verstreckte Folie wurde dann geschnitten, um in einen Drucker des Typs HP 722 eingelegt und mit blaugrünen, gelben, purpurroten und schwarzen Streifen bedruckt zu werden, wobei die vorstehend im Zusammenhang mit dem Trocknungstest beschriebenen Tinten verwendet wurden. Das gedruckte Bild war scharf und wies im gesamten Bild keine wesentliche Farbstoffmigration auf; die Trocknungszeit betrug weniger als 1 Sekunde. Die Trocknungszeit wurde nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen.
Beispiel 2 – Porige Schicht aus anorganischem Porenbildner (Vergleichselement)
Eine einschichtige Folie aus einer absorbierenden Polyesterschicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Die zur Herstellung der Folie verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 31% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (einem amorphen Polyesterharz von Eastman Chemical Company) und 69% Bariumsulfat, einem anorganischen Porenbildner mit einer mittleren Partikelgröße von 0,8 μm für die porige Schicht.
Das Bariumsulfat (Blanc Fixe XR von Sachtleben) wurde mit dem PETG Harz durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, kompoundiert, die Pellets aus der Harzmischung bildete. Das resultierende Harz wurde bei 65°C getrocknet. Das Harz wurde bei 275°C geschmolzen und von einem Plastifizierextruder zu einer Extrusionsdüse transportiert, um einen Schmelzstrom zu erzeugen, der nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurde. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 μm. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde.
Es wurde ein Versuch unternommen, die orientierte Folie in Querrichtung auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 100°C zu verstrecken. Die Folie riss jedoch ständig, so dass eine verstreckte Folie nicht herstellbar war.
Beispiel 3 – Porige Schicht nur aus vernetzten, organischen Mikroperlen (Vergleichselement)
Eine einschichtige Folie aus einer absorbierenden Polyesterschicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Die zur Herstellung des Laminats verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 58 Gew.-% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (ein amorphes Polyesterharz von Eastman Chemical Company) und 42 Gew.-% vernetztes, sphärisches Poly(methylmethacrylat), (PMMA) in Form von Perlen von 1,7 μm Durchmesser.
Die Perlen wurden mittels des vorstehend beschriebenen begrenzten Koaleszenzverfahrens hergestellt. Das perlige Poly(methylmethacrylat) wurde mit dem PETG Harz durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder kompoundiert, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, um Pellets der Harzmischung zu erzeugen. Das resultierende Harz wurde bei 65°C getrocknet. Das Harz wurde bei 275°C geschmolzen und von einem Plastifizierextruder zu einer Extrusionsdüse transportiert, um einen Schmelzstrom zu erzeugen, der nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurde. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 μm. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde.
Es wurde ein Versuch unternommen, die Folie in Querrichtung in einem Spannrahmen auf ein Verhältnis von 3,3 bei einer Temperatur von 100°C zu verstrecken. Die Folie riss jedoch ständig, so dass eine verstreckte Folie nicht herstellbar war.
Beispiel 4 – Porige Folie nur aus unvernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar waren (Vergleichselement)
Eine einschichtige Folie aus einer absorbierenden Polyesterschicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) wurde mit Polypropylen („PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 40 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung) trocken gemischt und in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
Das Harz wurde bei 275°C geschmolzen und von einem Plastifizierextruder zu einer Extrusionsdüse transportiert, um einen Schmelzstrom zu erzeugen, der nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurde. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 μm. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde.
Es wurde ein Versuch unternommen, die Folie in Querrichtung in einem Spannrahmen auf ein Verhältnis von 3,3 bei einer Temperatur von 100°C zu verstrecken. Die Folie riss jedoch ständig, so dass eine verstreckte Folie nicht herstellbar war.
Beispiel 5 – Porige Schicht nur aus unvernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar waren (Vergleichselement)
Eine einschichtige Folie aus einer absorbierenden Polyesterschicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) wurde mit Polypropylen („PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 35 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung) trocken gemischt und in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
Das Harz wurde bei 275°C geschmolzen und von einem Plastifizierextruder zu einer Extrusionsdüse transportiert, um einen Schmelzstrom zu erzeugen, der nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurde. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 um. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde. Diese Folie wurde dann in Querrichtung in einem Spannrahmen auf ein Verhältnis von 3,3 bei einer Temperatur von 100°C verstreckt, ohne dass sie riss. Die verstreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet.
Die verstreckte Folie wurde dann geschnitten, um in einen Drucker des Typs HP 722 eingelegt und mit blaugrünen, gelben, purpurroten und schwarzen Streifen bedruckt zu werden, wobei die vorstehend im Zusammenhang mit dem Trocknungstest beschriebenen Tinten verwendet wurden. Das gedruckte Bild war nicht scharf und wies im gesamten Bild eine wesentliche Farbstoffmigration auf; die Trocknungszeit betrug mehr als 5 Minuten. Die Trocknungszeit wurde nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen.
Beispiel 6 – Porige Schicht nur aus anorganischem Porenbildner und unvernetzten Polymerpartikeln die mit der Polyestermatrix nicht mischbar waren (Vergleichselement)
Eine einschichtige Folie aus einer absorbierenden Polyesterschicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Die zur Herstellung der Folie verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 31 Gew.-% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (einem amorphen Polyesterharz von Eastman Chemical Company) und 69% Bariumsulfat mit einer mittleren Partikelgröße von 0,8 μm für die porige Schicht. Das Bariumsulfat (Blanc Fixe XR von Sachtleben) wurde mit dem PETG Harz durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, kompoundiert, die Pellets aus der Harzmischung bildete. Dann wurde das Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) mit Polypropylen („PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, trocken gemischt. Diese Mischung wurde anschließend mit den zuvor genannten BaS04-/Polyesterpellets im Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt. Die fertige Mischung wurde in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
Die getrocknete Mischung wurde bei 275°C geschmolzen und von einem Plastifizierextruder zu einer Extrusionsdüse transportiert, um einen Schmelzstrom zu erzeugen, der nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurde. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 μm. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde. Diese Folie wurde dann in Querrichtung in einem Spannrahmen auf ein Verhältnis von 3,3 bei einer Temperatur von 100°C verstreckt. Die verstreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet.
Die verstreckte Folie wurde geschnitten, um in einen Drucker des Typs HP 722 eingelegt und mit blaugrünen, gelben, purpurroten und schwarzen Streifen bedruckt zu werden, wobei die vorstehend im Zusammenhang mit dem Trocknungstest beschriebenen Tinten verwendet wurden. Das gedruckte Bild war nicht scharf und wies im gesamten Bild eine wesentliche Farbstoffmigration auf; die Trocknungszeit betrug mehr als 5 Minuten. Die Trocknungszeit wurde nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen.
Beispiel 7 (Erfindung)
Eine einschichtige Folie aus einer absorbierenden Polyesterschicht wurde auf folgende Weise hergestellt. Die zur Herstellung der Folie verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 58 Gew.-% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (ein amorphes Polyesterharz von Eastman Chemical Company) und 42 Gew.-% vernetzte, sphärische Poly(methylmethacrylat)perlen von 1,7 μm Durchmesser. Die vernetzten organischen Perlen wurden mittels des vorstehend beschriebenen begrenzten Koaleszenzverfahrens hergestellt. Das perlige Poly(methylmethacrylat) wurde mit dem PETG Harz durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder kompoundiert, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, um Pellets der Harzmischung zu erzeugen. Dann wurde das Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) mit Polypropylen („PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 40 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung) trocken gemischt. Dieses Blend wurde anschließend mit den zuvor genannten PMMA-/Polyesterpellets im Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt. Die fertige Mischung wurde in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
Die getrocknete Mischung wurde bei 275°C geschmolzen und von einem Plastifizierextruder zu einer Extrusionsdüse transportiert, um einen Schmelzstrom zu erzeugen, der nach Austreten aus der Düse auf einer Kühlwalze schnell gekühlt wurde. Durch Regelung des Extruderdurchflusses war es möglich, die Dicke jeder Schicht in der resultierenden gegossenen Folie einzustellen. In diesem Fall betrug die Dicke der gegossenen Folie ca. 1000 μm. Die gegossene Folie wurde zunächst in Maschinenrichtung orientiert, indem sie auf ein Verhältnis von 3,3 und bei einer Temperatur von 110°C verstreckt wurde. Diese Folie wurde dann in Querrichtung in einem Spannrahmen auf ein Verhältnis von 3,3 bei einer Temperatur von 100°C verstreckt. Die verstreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet.
Die verstreckte Folie wurde dann geschnitten, um in einen Drucker des Typs HP 722 eingelegt und mit blaugrünen, gelben, purpurroten und schwarzen Streifen bedruckt zu werden, wobei die vorstehend im Zusammenhang mit dem Trocknungstest beschriebenen Tinten verwendet wurden. Das gedruckte Bild war scharf und wies im gesamten Bild keine wesentliche Farbstoffmigration auf; die Trocknungszeit betrug weniger als 1 Sekunde. Die Trocknungszeit wurde nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen.
Tabelle 1 zeigt eine Beschreibung der Beispiele 1 bis 10 und umfasst eine Bewertung der Reißfestigkeit der Folien während der Verarbeitung.
Tabelle 1

• - Daten stellen nur die porige Schicht dar

Die Daten in Tabelle 1 zeigen die Fähigkeit der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer einzelnen porigen Schicht mit verbesserter Reißfestigkeit, was die Herstellung einer einzigen porigen Schicht ermöglicht. Die porigen Schichten nach dem Stand der Technik, die Porenbildnerpartikel verwendeten, wie beispielsweise Mikroperlen, waren zwar zur Verstreckung im mehrschichtigen Format geeignet, aber sie rissen bei Verstreckung in einer einzigen Schicht, wie anhand der Beispiele 1 und 2 gezeigt. Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar waren, waren bisweilen, jedoch nicht stets in der Lage, die Einschichtenverstreckung zu überdauern, wie anhand der Beispiele 4 und 5 gezeigt. Überraschenderweise zeigt die vorliegende Erfindung, nämlich Beispiel 7, dass die Kombination von nicht mischbaren Polymerpartikeln mit variabler Reißfestigkeit und den vernetzten organischen Mikroperlen mit schlechter Reißfestigkeit eine porige Schicht mit guter Reißfestigkeit erzeugt, was ein synergistisches Ergebnis ist, das sich nicht aus der Kombination addiert. Aus den Beispielen in Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Kombination vernetzter organischer Mikroperlen und nicht vernetzter Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, in diesem Falle Polypropylen, die Herstellung eines einschichtigen Tintenstrahlbebilderungselements ermöglicht, das bei Durchführung der Querverstreckung nicht reißt.
Tabelle 2

• – Daten stellen nur die porige Schicht dar

Tabelle 2 zeigt die überraschende Verbesserung des Porenvolumens, das die Absorptionsfähigkeit und Trocknungszeit beeinflusst, sowie die reduzierte Dichte. Die Reißfestigkeit wird in dieser Tabelle ebenfalls gezeigt, da die Beispiele 2 und 3, die beide mit Porenbildnerpartikeln hergestellt wurden, und Beispiel 4, das mit nicht mischbaren Polymerpartikeln hergestellt wurde, nicht zur Verstreckung und Porenbildung geeignet waren. Von den Proben, die während des Verstreckens nicht reißen, weist das erfindungsgemäße Beispiel 7 das höchste Porenvolumen auf. Auch hier tritt ein synergistisches Ergebnis auf, da das Porenvolumen aus einer Kombination vernetzter, organischer Mikroperlen mit unvernetzten Polymerpartikeln, die in der Polyestermatrix nicht mischbar sind, eine porige Schicht erzeugt, deren Porenvolumen größer als das Porenvolumen der Einzelschichten ist. Das erfindungsgemäße Beispiel 7 zeigt zudem den synergistischen Effekt der Dichtereduzierung. Das erfindungsgemäße Beispiel 7 hat eine Dichte, die deutlich niedriger als die Dichten der Vergleichsbeispiele 5 und 6 sind. Aus den Beispielen in Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die Kombination vernetzter organischer Mikroperlen und unvernetzter Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, ein Porenvolumen von größer als 55% erzeugt, was eine Tintenabsorption und eine gute Qualität des gedruckten Bildes ermöglicht, während gleichzeitig die Dichte reduziert wird.
Tabelle 3

• – Daten stellen nur die porige Schicht dar

Tabelle 3 zeigt die verbesserte Trocknungszeit, die mit der erfindungsgemäßen porigen Schicht erzielbar ist. Aus den Beispielen in Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die Kombination vernetzter organischer Mikroperlen und unvernetzter Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, die Herstellung eines einschichtigen Tintenstrahlbebilderungselements mit deutlich reduzierter Trocknungszeit im Vergleich zu den Beispielen 5 und 6 und mit guter Qualität des gedruckten Bildes ermöglicht.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungselement mit einer mikroporigen Schicht mit einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und darin dispergierten vernetzten organischen Mikroperlen und unvernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix der mikroporigen Schicht nicht mischbar sind.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1, worin die mikroporige Schicht ein Porenvolumen von 55 bis 65 Vol.-% aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–2, worin das Polyester in kontinuierlicher Phase der mikroporigen Schicht Polyethylen(terephthalat) oder ein Copolymer davon umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–3, worin die vernetzten organischen Mikroperlen mindestens entweder Styrol, Butylacrylat, Acrylamid, Acrylnitril, Methylmethacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Vinylpyridin, Vinylacetat, Methylacrylat, Vinylbenzylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Divinylbenzen, Arylamidmethylpropan-Sulfonsäure, Vinyltoluol oder Trimethylolpropantriacrylat enthalten.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–4, worin die vernetzte organische Mikroperle mehr als 15 Gew.-% der mikroporigen Schicht umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–5, worin die mikroporige Schicht Verbindungsporen aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–6, worin das Volumenverhältnis der vernetzten Mikroperlen zu dem Volumen der unvernetzten Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, zwischen 3:2 und 2:3 beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–7, worin das Volumenverhältnis der vernetzten Mikroperlen zu dem Volumen der unvernetzten Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, 1:1 beträgt.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–8 mit zudem einer Bildaufzeichnungsschicht, die auf mindestens einer Oberfläche der mikroporigen Schicht angeordnet ist, worin die Bildaufzeichnungsschicht eine Tintenstrahlaufzeichnungsschicht umfasst.
Tintenstrahlaufzeichnungselement nach Anspruch 1–9, worin das Element auf ein Substrat auflaminiert ist.