ПРИЕМНЫЙ ЛИСТ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ПЕРЕНОСА ИЗОБРАЖЕНИЯ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B41M5/00 B41M5/40 D21H19/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к приемному листу для термического переноса изображения. Более подробно настоящее изобретение относится к листу, воспринимающему термически нанесенное изображение, на который с помощью теплопереноса красителя или чернил можно записывать изображения с высокой контрастностью и разрешением.

Уровень техники

В записывающих системах, подобных термографическим, чернильную ленту нагревают на термоголовке или с помощью лазера или подобных устройств в зависимости от содержания изображения. Нагревание приводит к термическому расплавлению, термической диффузии или сублимации, в результате которых краситель переносится с чернильной ленты на лист для печати с образованием на нем изображения.

Лист для печати в общем случае изготовлен из пленочной основы, на которую нанесен воспринимающий краситель слой. Воспринимающий краситель слой означает слой, который воспринимает краситель или чернила, перенесенные на него с чернильной ленты путем нагревания, и на котором сохраняется полученное изображение. Типичные воспринимающие краситель слои для полимерных субстратов (подложек) включают по крайней мере одну воспринимающую краситель смолу, растворенную в органическом растворителе. Примеры таких растворимых в органических растворителях смол включают сложный полиэфир, поликарбонат, поливинилхлорид, сополимеры винилхлорида, такие как сополимер винилхлорида и винилацетата, а также термопластичные смолы, такие как полиуретановая смола, смолы на основе сополимера полиакрилата и стирола (АС) и на основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС) и т.п.

В настоящее время существует необходимость в снижении или исключении использования летучих органических растворителей в процессе производства полимерных, воспринимающих изображение (приемных) листов. Прежде всего существует необходимость в применении водных композиций для получения воспринимающего изображение слоя на полиэфирном субстрате без снижения контрастности и устойчивости изображения при хранении.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен лист для печати такого типа, который используется в системах для термопечати (термокопирования). Лист для печати включает полимерную пленочную основу и воспринимающий изображение слой, сформированный на пленочной основе. Воспринимающий изображение слой формируют путем нанесения покрытия с использованием водной композиции для покрытий. В одном варианте водная композиция для покрытий может включать водную дисперсию алифатического (сложный полиэфир)-полиуретана и водную дисперсию алифатического (простой полиэфир)-полиуретана. В еще одном варианте водная композиция для покрытий может включать водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана, дисперсию диоксида кремния и анионную водную эмульсию воска. В водную композицию для покрытий можно добавлять водный сшивающий агент, а затем полученную композицию можно высушивать.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена воспринимающая краситель композиция для покрытий. В одном варианте воспринимающая краситель композиция для покрытий может включать водную дисперсию алифатического (сложной полиэфир)-полиуретана и водную дисперсию алифатического (простой полиэфир)-полиуретана. В еще одном варианте воспринимающая краситель композиция для покрытий может включать водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана, дисперсию диоксида кремния и анионную водную эмульсию воска. В воспринимающую краситель композицию для покрытий можно добавлять водный сшивающий агент, а затем полученную композицию можно высушивать.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления приемного листа для термического переноса изображения (листа, воспринимающего термически переносимое изображение). Способ заключается в нанесении покрытия на поверхность листа-основы с использованием водной композиции для покрытий и высушивания водной композиции для покрытий с образованием в результате приемного листа для термического переноса изображения.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлено схематическое изображение поперечного сечения приемного листа для термического переноса изображения по настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение описано со ссылкой на чертеж, на котором схематически показано поперечное сечение одного из примеров приемного листа 1 для термического переноса изображения по настоящему изобретению. Приемный лист 1 для термического переноса изображения включает листовую основу (подложку), называемую далее лист-основа 2, и воспринимающий краситель слой 3, расположенный на поверхности листа-основы 2.

Лист-основу 2 формируют из листовых материалов, которые выбирают в зависимости от специфических критериев в данной области применения. Такие критерии включают, например, требуемые размеры (высота, длина и толщина), структуру поверхности, состав, гибкость и другие физические свойства или экономические аспекты. Пригодные листовые материалы включают, например, бумагу из синтетических волокон, таких как волокна полиолефинового типа, полистирольного типа; бумагу, не содержащую древесины, бумагу для художественной печати, мелованную бумагу, бумагу машинного мелования, обои, обложечную бумагу, бумагу из целлюлозных волокон, такую как бумажный картон; различные полимерные пленки или листы, такие как полиолефин, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, полистирол, полиметакрилат и поликарбонат.

В одном варианте воплощения изобретения лист-основа 2 может представлять собой или включать многослойный полимерный лист. Многослойные материалы получают соэкструзией или формируют ламинированием. В еще одном варианте лист-основа 2 включает оба типа многослойных материалов, полученных соэкструзией и ламинированием.

Кроме того, непрозрачную пленку белого цвета можно получить при добавлении белого пигмента и подобных наполнителей в одну или более указанных выше синтетических смол, и полученный материал используют в качестве листа-основы 2. В одном варианте в качестве листа-основы 2 используют пористую пленку, которую формируют стандартным методом вспенивания. В еще одном варианте лист-основа 2 представляет собой многослойное изделие, которое получают объединением множества указанных выше однослойных листов, полученных из приведенных выше материалов. Примеры таких многослойных изделий включают многослойное изделие из целлюлозной бумаги и синтетической бумаги, многослойное изделие из целлюлозных волокон и полимерной пленки или листа.

Толщину листа-основы 2, полученного, как описано выше, определяют в зависимости от требуемых специфических критериев. Такие критерии включают характеристики изделия требуемого назначения. В одном варианте воплощения изобретения толщина листа находится в диапазоне от приблизительно 10 мкм до приблизительно 300 мкм. В еще одном варианте толщина листа находится в диапазоне от приблизительно 10 мкм до приблизительно 150 мкм. В другом варианте толщина листа находится в диапазоне от приблизительно 150 мкм до приблизительно 300 мкм.

Для увеличения силы сцепления между листом-основой 2 и воспринимающим краситель слоем 3, сформированным на поверхности листа-основы 2, можно использовать обработку грунтовкой или обработку коронным разрядом.

Для улучшения предварительно выбранных свойств можно использовать промежуточный слой (не показан), расположенный между воспринимающим краситель слоем 3 и листом-основой 2. Такие свойства включают склеивающую способность, белизну или яркость, амортизационные свойства, антистатические свойства, экранирующие свойства, антизакручивающее действие и т.п.

Можно также использовать нижний слой (не показан), нанесенный на нижнюю поверхность листа-основы 2, противоположную поверхности, на которую нанесен воспринимающий краситель слой 3. Нижний слой используют для улучшения предварительно выбранных свойств приемного листа 1 для термического переноса изображения. Такие свойства включают, например, повышенную пригодность для обработки на конвейере, улучшенные свойства при печати, устойчивость к загрязнению, интизакручивающие свойства и т.п. При необходимости на воспринимающий краситель слой 2 или на нижний защитный слой можно нанести слой антистатика (не показан), содержащий коммерческий антистатический препарат, с целью обеспечения антистатических свойств приемного листа для термического переноса изображения.

В качестве воспринимающего краситель слоя 2 можно использовать покрытие, сформированное из водной композиции. В одном варианте воплощения настоящего изобретения водная композиция для покрытий включает по крайней мере одну диспергируемую в воде алифатическую смолу на основе (простой полиэфир)-полиуретана и по крайней мере одну диспергируемую в воде смолу на основе алифатического (сложный полиэфир)-полиуретана. Смолу на основе (простой полиэфир)-полиуретана и смолу на основе (сложный полиэфир)-полиуретана смешивают в композиции для покрытий в виде отдельных водных композиций. Дисперсии обычно включают коллоидные дисперсии частиц полиуретановых полимеров. В одном варианте воспринимающая краситель композиция для покрытий характеризуется массовым соотношением смолы на основе (простой полиэфир)-полиуретана к смоле на основе (сложный полиэфир)-полиуретана в диапазоне от приблизительно 1:1 до приблизительно 2:1 или от приблизительно 2:1 до приблизительно 3:1 в расчете на массу твердых (простой полиэфир)-полиуретана и сложного полиэфир-уретана.

В еще одном варианте водная композиция для покрытий включает водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана, дисперсию диоксида кремния и анионную водную эмульсию воска.

В другом варианте в качестве полимера на основе сложного полиэфир-полиуретана используют продукт взаимодействия преимущественно алифатического полиизоцианатного компонента со сложноэфирно-полиольным компонентом. Термин "преимущественно алифатический", использованный в данном контексте, означает, что по крайней мере 70 мас.% полиизоцианатного компонента составляет алифатический компонент, в котором все изоцианатные группы напрямую связаны с алифатическими или циклоалифатическими группами, независимо от содержания ароматических групп. Более предпочтительно количество алифатического полиизоцианата составляет по крайней мере 85 мас.% и наиболее предпочтительно 100 мас.% от массы полиизоцианатного компонента. Примеры пригодных алифатических полиизоцианатов включают этилендиизоцианат, 1,6-гексаметилен-диизоцианат, изофорондиизоцианат, циклогексан-1,4-диизоцианат, 4,4-дициклогексилметандиизоцианат, циклопентилендиизоцианат, паратетраметилксилолдиизоцианат (п-ТМКДИ) и его мета-изомер (м-ТМКДИ), гидрированный 2,4-толуолдиизоцианат и 1-изоцианато-1-метил-3(4)-изоцианатометилциклогексан (ИМЦГ). Можно использовать также смеси алифатических полиизоцианатов.

Сложноэфирные полиолы, использованные в составе сложноэфирно-полиольного компонента, включают содержащие концевые гидроксильные группы продукты взаимодействия многоатомных спиртов, таких как этилен гликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, неопентилгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, фурандиметанол, циклогександиметанол, глицерин, триметилолпропан или пентаэритрит или их смеси. Используют также поликарбоновые кислоты, прежде всего дикарбоновые кислоты, и их производные, образующие сложные эфиры. Примеры включают янтарную, глутаровую и адипиновую кислоты и их метиловые эфиры, фталевый ангидрид идиметилтерефталат. Используют также сложные полиэфиры, образующиеся при полимеризации лактонов, например капролактона, в сочетании с полиолом. Коммерческие препараты (сложный эфир)-полиуретанов, использованных в настоящем изобретении, включают продукты, выпускаемые под торговыми названиями Avalure UR-425, Avalure UR-430, Avalure UR-405 и Avalure UR-410 фирмы Goodrich Corporation (Charlotte, NC) и Neorez R-989 фирмы NeoResins (Waalwijk, Нидерланды).

В одном варианте в качестве полимера на основе (простой полиэфир)-полиуретана используют продукт взаимодействия преимущественно алифатического полиизоцианатного компонента с (простой полиэфир)-полиольным компонентом. Пригодные алифатические полиизоцианаты описаны выше. Пригодные (простой полиэфир)-полиолы включают продукты полимеризации циклического оксида или продукты, полученные при добавлении одного или более таких оксидов к полифункциональным инициаторам. Такие полимеризующиеся циклические оксиды включают, например, этиленоксид, пропиленоксид и тетрагидрофуран. Такие полифункциональные инициаторы, к которым добавляют оксиды, включают, например, воду, этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, циклогександиметанол, глицерин, триметилолпропан, пентаэритрит и бисфенолы (такие как А и F).

Пригодные сложные полиэфиры включают полиоксипропилендиолы и триолы, поли(оксиэтилен-оксипропилен) диолы и триолы, образующиеся при одновременном или последовательном добавлении этилен- или пропиленоксидов к соответствующим инициаторам; и гликоли простого эфира политетраметилена, образующиеся при полимеризации тетрагидрофурана. Коммерческие (простой полиэфир)-полиуретаны, используемые в настоящем изобретении, включают продукты, выпускаемые под торговыми названиями Sancure 878, Avalure UR-450 и Sancure 861 фирмы Goodrich Corporation (Charlotte, NC) и Neorez R-551 фирмы NeoResins (Waalwijk, Нидерланды).

Воспринимающий краситель слой 3 может включать диспергируемый в воде сшивающий агент. Пригодные диспергируемые в воде, полифункциональные, химически активируемые сшивающие агенты являются доступными из коммерческих источников. Такие сшивающие агенты включают диспергируемые составы полифункциональных азиридинов, изоцианатов, метиламиновых смол, эпоксидов, оксазолинов, карбодиимидов и другие полифункциональные сшивающие агенты. В одном варианте сшивающие агенты добавляют в количестве от приблизительно 0,1 части до приблизительно 10 частей на 100 частей общей смеси твердых веществ.

В еще одном варианте сшивающие агенты добавляют в количестве от приблизительно 0,2 части до приблизительно 5 частей на 100 частей общей смеси твердых веществ. При добавлении сшивающих агентов в дисперсию композиции полиуретана образуется взаимопроникающая и взаимосвязанная сеть, содержащая поперечно сшитую матрицу, которая соединяет полимеры ковалентными и/или нековалентными связями.

Воспринимающий краситель слой 3, который формируют, как указано выше, характеризуется предварительно выбранной толщиной в зависимости от таких факторов, как вязкость, тип нанесения, количество и способ, требуемое назначение и т.п. В одном варианте толщина листа составляет от приблизительно 1 мкм до приблизительно 50 мкм. В еще одном варианте толщина листа составляет от приблизительно 1 мкм до приблизительно 25 мкм. В другом варианте толщина листа составляет от приблизительно 25 мкм до приблизительно 50 мкм.

Приемный лист для термического переноса изображения можно наносить на изделия, на которых выполняется термопечать. Пригодные изделия включают воспринимающие изображение листы в плоской форме или в форме рулонов, карточки и листы для получения прозрачных шаблонов (прозрачных печатных форм). С помощью выбора параметров, определяющих лист-основу 2, можно создать воспринимающий изображение лист 1 требуемого назначения.

Примеры

Следующие примеры представлены только для иллюстрации способов и вариантов воплощения настоящего изобретения и не ограничивают его объем, который определен в пунктах формулы изобретения. Если не указано иное, все ингредиенты являются коммерческими продуктами таких известных фирм-производителей, как Sigma Aldrich, Inc. (St. Louis, МО) и/или Fisher Scientific International, Inc. (Hanover Park, IL).

Пример 1

Композицию для покрытий, состав которой представлен в таблице 1, получают следующим образом. Равные количества воды и дисперсии смеси полиуретанов добавляют одновременно, то есть 100 частей воды к 100 частям дисперсии.

Затем полученную композицию для покрытий наносят на полупрозрачное двухосно-ориентированное полотно-основу из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Толщина полотна составляет приблизительно 25 мкм. Покрытие высушивают при температуре 90°С и при линейной скорости 120 м/мин, при этом получают воспринимающий изображение слой. Поверхностная плотность сухого покрытия воспринимающего изображение слоя находится в диапазоне от приблизительно 0,8 г/м² до приблизительно 1 г/м².

Композицию для покрытий, полученную в примере 1, наносят также на матовую, хромированную, двухосно-ориентированную ПЭТ-основу толщиной 50 мкм и на двухосно-ориентированную ПЭТ-основу белого цвета толщиной 50 мкм.

Таблица 1.Состав композиции, полученной в примере 1Ингредиентмас.%Дисперсия полиуретана (Neorez R-551: дисперсия алифатического (простой полиэфир)-уретана, 35,5% в расчете на сухую массу)70Дисперсия полиуретана (Neorez R-989: дисперсия алифатического (сложный полиэфир)-уретана, 40% в расчете на сухую массу)29,9Сшивающий агент (Crosslinker CX-100: сшивающий агент на основе полифункционального азиридина)0,1

Пример 2

Композицию для покрытий, состав которой представлен в таблице 2, получают следующим образом. Ингредиенты смешивают до образования равномерной смеси и наносят на полотно-основу способом, в основном аналогичным способу, описанному в примере 1. Полотно-основу ПЭТ с покрытием можно использовать для печати на лазерном принтере и с использованием отверждающихся в УФ красок.

Таблица 2.Состав композиции, полученной в примере 2Ингредиентмас.%Дисперсия полиуретана (Neorez R-563: дисперсия алифатического (простой полиэфир)-уретана, 35,5% в расчете на сухую массу)48,4Дисперсия диоксида кремния (Polymer Product - FP 44)0,5Анионная водная эмульсия смешанных восков (Aquacer 537: аминоспирт)1,0Сшивающий агент (Crosslinker CX-100: сшивающий агент на основе полифункционального азиридина)0,1Вода50,0

Aquacer 537 является коммерческим продуктом фирмы Byk-Cera, которая является дочерней компанией фирмы Byk-Chemie, Altana AG (Bad Homburg, Германия), и представляет собой 2-диэтиламиноэтанол.

Несмотря на то что настоящее изобретение описано в виде вариантов воплощения, следует понимать, что возможны различные модификации указанных вариантов, которые очевидны для специалистов в данной области техники. Следовательно, следует учитывать, что описанное в данном контексте изобретение включает все такие незначительные модификации, которые включены в объем изобретения, как определено в пунктах формулы настоящего изобретения.

Изобретение относится к воспринимающему термически нанесенное изображение полимерному листу, на который с помощью теплопереноса красителя или чернил можно записывать изображения с высокой контрастностью и разрешением. Приемный лист для термического переноса изображения содержит листовую основу с воспринимающим наносимое изображение смолистым слоем. Данный слой покрыт водной композицией, которая включает по крайней мере одну диспергируемую в воде смолу на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана и по крайней мере одну диспергируемую в воде смолу на основе алифатического (сложный полиэфир)-полиуретана или водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана, дисперсию диоксида кремния и анионную водную эмульсию воска, а также водный сшивающий агент. Предложенное изобретение обеспечивает получение воспринимающего слоя с применением водных композиций, с получением изображения с высокой контрастностью и устойчивостью при хранении. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Приемный лист для термического переноса изображения, отличающийся тем, что он содержит листовую основу с воспринимающим наносимое изображение смолистым слоем, образованным высушиванием покрывающей водной композиции, включающей по крайней мере одну диспергируемую в воде смолу на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана и по крайней мере одну диспергируемую в воде смолу на основе алифатического (сложный полиэфир)-полиуретана или водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана, дисперсию диоксида кремния и анионную водную эмульсию воска, а также водный сшивающий агент.2. Лист по п.1, отличающийся тем, что листовая основа содержит сложный полиэфир.3. Лист по п.2, отличающийся тем, что сложным полиэфиром является полиэтилентерефталат.4. Лист по п.1, отличающийся тем, что смола на основе (простой полиэфир)-полиуретана содержит продукт взаимодействия алифатического полиизоцианатного компонента и (простой полиэфир)-полиольного компонента.5. Лист по п.1, отличающийся тем, что смола на основе (сложный полиэфир)-полиуретана содержит продукт взаимодействия алифатического полиизоцианатного компонента и (сложный полиэфир)-полиольного компонента.6. Лист по п.1, отличающийся тем, что толщина воспринимающего изображение смолистого слоя составляет от приблизительно 1 до приблизительно 50 мкм.7. Воспринимающая краситель композиция для покрытий, содержащая по крайней мере одну водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана и по крайней мере одну водную дисперсию смолы на основе алифатического (сложный полиэфир)-полиуретана.8. Композиция по п.7, дополнительно содержащая полифункциональный сшивающий агент.9. Композиция по п.8, в которой полифункциональный сшивающий агент включает полифункциональный азиридин.10. Композиция по п.7, в основном не содержащая органические растворители.11. Композиция по п.7, в которой массовое соотношение указанных компонентов находится в диапазоне от 1:1 до 3:1 в расчете на сухую массу смол.12. Композиция по п.7, в которой водная дисперсия смолы на основе (простой полиэфир)-полиуретана содержит продукт взаимодействия алифатического полиизоцианатного компонента с (простой полиэфир)-полиольным компонентом.13. Композиция по п.7, в которой водная дисперсия смолы на основе (сложный полиэфир)-полиуретана содержит продукт взаимодействия алифатического полиизоцианатного компонента с (сложный полиэфир)-полиольным компонентом.14. Воспринимающая краситель композиция для покрытий, содержащая водную дисперсию смолы на основе алифатического (простой полиэфир)-полиуретана, дисперсию диоксида кремния и анионную водную эмульсию воска.15. Композиция по п.14, дополнительно содержащая полифункциональный сшивающий агент.16. Композиция по п.15, в которой полифункциональный сшивающий агент включает полифункциональный азиридин.17. Композиция по п.14, в основном не содержащая органические растворители.18. Композиция по п.14, в которой анионная водная эмульсия воска содержит 2-диэтиламиноэтанол.19. Композиция по п.14, в которой водная дисперсия алифатического (простой полиэфир)-уретана содержит продукт взаимодействия алифатического полиизоцианатного компонента с (простой полиэфир)-полиольным компонентом.20. Способ изготовления приемного листа для термического переноса изображения, отличающийся тем, что на листовую основу наносят водную композицию для покрытий по п.7 или 14 и затем высушивают с формированием воспринимающего наносимое изображение слоя покрытия.