适用于薄层热转移的介质 本发明涉及适用于薄层热转移的介质I,介质I包含
a)基材II,
b)基材II上的薄层III,它含有
1)75-90%(重量)的熔点或软化点为100-160℃的聚合物IV,
2)10-25%(重量)的熔点或软化点至少为90℃的聚合物V,
3)含有聚合物VII的薄层VI。
本发明还涉及在薄层VI中含有颜料VIII、特别是铁磁性颜料的那些介质,涉及在薄层VI上还含有薄层IX(含有适用作粘合剂的化合物X)的那些介质,涉及将这些介质用于将薄层III和VI转移至基材XII上的用途,涉及含有基材XII并可以通过介质I与基材XII反应获得的薄层状介质XI以及涉及介质XI的生产方法。
将用于基材上的薄层热转移至接受材料的介质是众所周知的。
对于这些薄层的转移,将相应介质的薄层面与接受材料接触,通过热地作用将薄层从基材转移到接受材料上。为了便于从基材分离薄层,通常在基材与待转移的薄层之间插入释放层。
EP-A 658 444描述了一种介质,该介质含有基材、释放层(用于基材上并含有至少50%(重量)熔点至少为100℃的聚乙烯蜡)和在释放层上的、含有染料和粘合剂的另一热融层,所述粘合剂包含至少50%(重量)的巴西棕榈蜡。
例如按照Rompp Chemie Lexion,第9版,Georg Thieme Verlag,Stuttgart-New York,1989,第594页,已知巴西棕榈蜡是指熔点为83-86℃的植物蜡。
然而,这类介质待转移的薄层面的耐磨性不能令人满意。而且,在热转移生产过程中,释放层的组分与待转移薄层组分的混合物在接受材料上产生的结果不能令人满意。此外,在待转移薄层的生产期间用上述介质达到的颜料的取向,特别是在具有各向异性性能颜料、特别是铁磁性颜料的情况下所需达到的颜料的取向,在薄层转移期间不能维持。
本发明的目的是提供将用于基材上的薄层热转移到接受材料上的介质,通过该介质,可以以技术简单、经济的方式克服上述缺点。
我们发现,用适用于薄层热转移的介质I可达到该目的,介质I包括:
a)基材II,
b)基材II上的薄层III,它含有
1)75-90%(重量)的熔点或软化点为100-160℃的聚合物IV,
2)10-25%(重量)的熔点或软化点至少为90℃的聚合物V,
3)含有聚合物VII的薄层VI。
可以使用的基材II包括常规的刚性基材材料或柔性基材材料,特别是薄膜,它具有足够的热导率和热稳定性,以用于应用薄层的热转移,最好包含聚酯(诸如聚萘二甲酸乙二酯、聚丙烯酸酯以及特别是聚对苯二酸乙二酯、聚碳酸酯等)、聚酰胺、芳族聚酰胺和这类化合物的混合物、或纸(诸如电容器纸等)。介质I可以含有基材II,该基材II可以包括多个基材材料层或最好是一个基材材料层。基材II的厚度通常应该为8-75mm,最好为12-38mm,特别是20-26mm。
基材在离开薄层III的表面上可以具有含润滑剂的薄层。特别适宜的润滑剂是具有足够的热导率和薄层热转移稳定性的聚合物,例如聚硅氧烷、含氟聚合物(诸如聚氟乙烯和聚偏二氟乙烯等)、纤维素酯(诸如硝酸纤维素、醋酸纤维素、乙酰丙酸纤维素和乙酰丁酸纤维素等)、用这类聚合物改性的聚合物(诸如硅氧烷改性的尿烷和硅氧烷改性的丙烯酸酯等)以及这类润滑剂的混合物。
对于含润滑剂薄层的生产,可以将润滑剂以及添加剂或粘合剂(需要时)以本身已知的方式、在无溶剂的情况下、或最好在有机稀释液存在下用于基材上。可以以常规方式进一步加工,例如通过除去溶剂,如果使用交联粘合剂,随后压延使粘合剂固化。
所用的稀释液通常是水、醚类化合物(诸如四氢呋喃或二噁烷等)酮类化合物(诸如甲基·乙基酮或环己酮等)、酯类化合物(诸如乙酸乙酯等)或烃类化合物(诸如链烃或芳烃等)或这类化合物的混合物。
已知适宜的粘合剂是聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、己烯聚合物(诸如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯和聚丙烯腈等)、含纤维素的粘合剂(诸如纤维素酯、特别是硝酸纤维素、醋酸纤维素、乙酰丙酸纤维素和乙酰丁酸纤维素等)、酚氧树脂和环氧树脂。
已知可以使用的添加剂是诸如无机颜料和有机颜料等的填料(例如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、炭黑、聚乙烯和聚丙烯)、垩化抑制剂(例如氧化锑)和触变性物质(例如非晶形二氧化硅)。
按照本发明,薄层III含有薄层III重量的75-90%、最好为80-85%的聚合物IV(熔点或软化点为100-160℃、最好为100-120℃)以及10-25%、最好为15-20℃的聚合物V(熔点或软化点至少为90℃、最好至少为100℃)。
构成聚合物IV主要部分的适宜的单体主要为不饱和烯烃,诸如乙烯和丙烯等。
至多20%、最好为0-5%(摩尔)的单体使得只由所述单体构成的聚合物的机械性能、热性能和化学性能得到改性而不是实质性的改变,这些单体适用作合成聚合物IV的再一类共聚单体。
这类共聚单体是例如烯属不饱和芳烃(诸如苯乙烯和α-甲基苯乙烯等)、不饱和腈类化合物(诸如丙烯腈和甲基丙烯腈等)、卤代烯烃(诸如氯乙烯等)、乙烯醇衍生物(诸如乙酸乙烯酯等)以及特别是下式的α,β-不饱和羧酸,其中R1、R2和R3各自是氢或C1-C4-烷基、最好为丙烯酸和甲基丙烯酸、该类型不同的羧酸与C9-C25-链烷醇(诸如壬醇、硬脂醇和月桂醇等)、最好是与C1-C8-链烷醇、特别是甲醇和正丁醇或多羟基醇(诸如乙二醇、丙-1,2-二醇、丙-1,3-二醇、丁二醇、甘油和这些醇的混合物等)的混合物。
特别适宜的聚合物IV是蜡,特别是聚烯烃蜡(诸如聚乙烯蜡等),这些蜡可以是未改性的或是用已知方法(诸如氧化等)改性的。
化合物或多种化合物的均相或非均相的混合物可以用作聚合物IV。
聚合物IV可以作为与聚合物V的均相或最好非均相的混合物存在于薄层III中。在非均相混合物的情况下,聚合物IV可以以不同的几何形状存在,诸如针形、片状或最好是球形。球体应该理解为这样一个形体,下式适合其包络曲线的最外点与球体几何中点之间的距离P相对于包络曲线所有点到球体几何中点的平均距离A的关系:
P≤1.5×A
最好为 P≤1.2×A
适宜的聚合物V主要为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、乙烯聚合物(诸如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯和聚丙烯腈等)、含纤维素的粘合剂(诸如纤维素酯、特别是硝酸纤维素、酯醋酸纤维素、乙酰丙酸纤维素和乙酰丁酸纤维素等)、特别是酚氧树脂和环氧树脂(例如通过双酚A与环氧氯丙烷反应获得的、以及市售的商品名为PKHH(来自Union Corporation)或PhenoTohto YP-50S(来自Tohto Kasei Co.Ltd.)的树脂及其混合物。
聚合物V可以含有反应性官能团,诸如氨基基团(最好为伯氨基和仲氨基基团)、巯基基团、酸基团、异氰酸酯基团或特别是羟基基团或多种这些类型的不同基团等。
介质I可以含有一个薄层III或多个相同或不同的薄层III,例如两个和三个这样的薄层。
按照本发明,薄层VI含有至多聚合物VI重量的100%的聚合物VII。
适宜的聚合物VII主要是聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、乙烯基聚合物(诸如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯和聚丙烯腈等)、含纤维素的粘合剂(诸如纤维素酯、特别是硝酸纤维素、醋酸纤维素、乙酰丙酸纤维素和乙酰丁酸纤维素等)、酚氧树脂和环氧树脂、特别是聚氨酯(通过高分子量的多羟基醇(例如含羟基的聚酯)或低分子量的多羟基醇和具有对异氰酸酯反应的氨基基团、而不是所述醇类化合物的羟基基团的化合物与多羟基异氰酸酯反应获得的)以及这类化合物的混合物。例如在Ullmann’s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,第5版,Vol.2 1,VCH Verlagsgesellschaft GmbH,Weinheim,1992,第665-716页中描述了这类聚氨酯。
聚合物VII可以含有反应性官能团,诸如羟基基团、氨基基团(最好为伯氨基和仲氨基基团)、巯基基团、酸基团或特别是异氰酸酯基团或或多种这些类型的不同基团等。
特别优选的介质I是那些其中聚合物V含有能够与聚合物VII中含有的官能团反应的官能团,优选聚合物VII含有伯氨基和仲氨基基团或羟基基团,而聚合物V含有异氰酸酯基团,或更优选聚合物V含有伯氨基和仲氨基基团或羟基基团,而聚合物VII含有异氰酸酯基团。
薄层VI可以含有有机颜料或无机颜料,诸如着色颜料或特别是铁磁性颜料或这类颜料的混合物。
适宜的磁性颜料是常规的氧化物颜料(诸如γ-Fe2O3、γ-Fe3O4和CrO2等)或金属颜料(诸如Fe、Co和Ni等)。众所周知,这些颜料可能还含有化学元素或化合物,诸如铝、硅或硼等。
特别优选的颜料是那些基本上包含Fe-Al、Fe-Si、Fe-Al-Si、Fe-B、Fe-Si-B、Fe-Al-B或Fe-Al-B-Si的颜料,这类额外的元素或化合物的总量最好为Fe重量的0.5-20%。
介质I可以含有一个薄层VI或多个相同或不同的薄层VI,例如两个或三个这类的薄层。
另一薄层IX最好在粘合剂基体XIII中含有适用作粘合剂的化合物X,可以优选将薄层IX用于薄层VI上。
化合物X的玻璃化温度应该最好低于基体XII的熔点,优选1-100℃,特别优选5-30℃,并且应该高于基体XIII的玻璃化温度,化合物X特别应该在至少60℃时不粘手。
例如在德国专利申请P19531313.5中描述了适宜的化合物X和包含化合物X的体系以及基体XIII。
达到介质I热转移薄层与接受基材XII所需粘合力需要的薄层IX中化合物X的量,可以通过几个简单的初级实验进行快速测定,化合物X的量不仅取决于化合物X,而且在很大程度上取决于接受基材XII的性质。
卡纸板、聚乙烯、聚对苯二酸乙二酯、最好为纸、聚氯乙烯或聚丙烯可以优选用作基材XII。
对于介质I的生产,含有聚合物IV、聚合物V和液体稀释液以及必要时的额外的添加剂(诸如分散剂等)的混合物,可以首先以本身已知的方式用于基材II上,形成薄层III。
通常,水、醚类化合物(诸如四氢呋喃或二噁烷等)、酮类化合物(诸如甲基·乙基酮或环己酮等)、酯类化合物(诸如乙酸乙酯等)或烃类化合物(诸如链烃或芳烃等)或这类化合物的混合物可以用作液体稀释液。
阳离子、非离子或最好是阴离子表面活性剂(诸如烃类化合物、特别是烷基或芳基化合物的羧酸酯、磺酸酯或磷酸酯等)可以以常规方式用作分散剂。
对于介质VI的生产,含有聚合物VII和液体稀释液以及必要时的颜料VIII和额外的添加剂(诸如分散剂、润滑剂或均化剂等)的混合物,可以用于薄层III。
通常,水、醚类化合物(诸如四氢呋喃或二噁烷等)、酮类化合物(诸如甲基·乙基酮或环己酮等)、酯类化合物(诸如乙酸乙酯等)或烃类化合物(诸如链烃或芳烃等)或这类化合物的混合物可以用作液体稀释液。
阳离子、非离子或最好是阴离子表面活性剂(诸如烃类化合物、特别是烷基或芳基化合物的羧酸酯、磺酸酯或磷酸酯等)可以以常规方式用作分散剂。
对于薄层IX的形成,可以将含有化合物X和液体稀释液以及必要时额外的添加剂(诸如填料等)的混合物用于薄层VII上。
通常,水、醚类化合物(诸如四氢呋喃或二噁烷等)、酮类化合物(诸如甲基·乙基酮或环己酮等)、酯类化合物(诸如乙酸乙酯等)或烃类化合物(诸如链烃或芳烃等)或这类化合物的混合物可以用作液体稀释液。
适宜的填料通常是无机颜料或有机颜料,例如氧化铝、二氧化硅、炭黑、聚乙烯和聚丙烯。
在每种情况下应用随后的薄层之前,需要时在以本身已知的方式处理后(例如压延),可以基本上干燥薄层。此外,不用基本上干燥的步骤,可以将薄层以本身已知的方式(例如湿压湿法)一个叠一个地应用。
如果薄层VI含有铁磁性颜料,那么最好在强磁场中使颜料取向,以将薄层用作磁性录音介质。
介质I可以用于含有基材XII的薄层状介质XI的生产,介质XI以本身已知的方式,通过将介质I与基材XII接触,使介质I与基材XII于80-180℃、最好于100-150℃、在1-12巴、最好为3-8巴下进行反应而获得,而薄层III和薄层VI存在于薄层II与基材XII之间,接触时间为0.2秒至5分钟。
实施例
在以下实施例中,份数按重量给出,除非另外陈述。
介质I的生产
1)将薄层III用于基材II上
将含有150份微粉化的球形聚乙烯蜡(熔点为110-115℃)、90份酚氧树脂(具有6%(重量)的仲羟基基团)、10.2份分散剂(包含一种脂肪醇磷酸的酯)、1380份四氢呋喃(THF)和1380份二噁烷的混合物在搅拌式球磨机(含有直径为1.0-1.5mm的陶瓷球)中分散6小时,分散体用1000份THF和1000份二噁烷稀释,然后通过孔径为10mm的滤器过滤。
然后在厚24μm的聚对苯二酸乙二酯膜上用花滚筒涂布分散体,涂层于80℃干燥。薄层III的厚度为0.5μm。
2)薄层VI的应用
a)按照EP-A 281 873实施例2制备分散体
将900g铁磁性二氧化铬颜料(平均颗粒大小为0.5mm,长度/宽度比为4∶1-9∶1,矫顽力为40.0kA/m,比表面积为20m2/g)和30.3g12.5%强度的聚氨酯溶液(由6600份己二酸和1,4-丁二醇的聚酯二醇(平均分子量大约为1000)、778份1,4-丁二醇、42份三羟甲基丙烷和43份含二苯基亚甲基4,4’-二异氰酸酯的THF获得的)、81g 20%的聚乙烯醇缩甲醛(在THF中含有82%乙烯醇缩甲醛单元。12%乙酸乙烯酯单元和6%乙烯醇单元)、13.5g硬脂酸锌、4.5g硬脂酰胺、4.5g N-牛脂-1,3-二氨基二油酸酯、457g THF和457g二噁烷导入钢球磨机(容量为61,含有8kg直径为4-6mm的不锈钢球)中,分散72小时。此后,再加入818g所述聚氨酯溶液和219g所述聚乙烯醇缩甲醛溶液,再继续分散24小时。然后加压过滤分散体,滤器孔径为5mm。过滤后,每kg分散体加入17g含有3摩尔甲代亚苯基二异氰酸酯和1摩尔三羟甲基丙烷的50%强度的三异氰酸酯溶液,同时剧烈搅拌。
b)涂布
用刮刀式涂胶机将分散体涂布到按照步骤(1)获得的薄层III上。通过磁场使铁磁性颜料取向后,将涂布的薄膜于50-90℃干燥。干燥后,使薄层通过加热的辊筒中间将薄层压紧并压延,使得薄层VI的厚度为10mm。
3)薄层IX的应用
a)乳液的制备
在容积为150l的搅拌容器中,将含有9.6kg环氧树脂Epikote1700(来自Shell)(玻璃化温度Tg为70℃,熔点Tm为117℃)的11.2kg丙酮和11.2kg甲基·乙基酮(MEK)的溶液、含有2.55kg含羟基、高度结晶的聚酯型聚氨酯(Tg为35℃,Tm为110℃)的7.22kg丙酮和7.22kg MEK溶液和含有2.85kg非晶形通用聚苯乙烯颗粒(Tg为95℃,广泛的弹性范围为105℃至至少180℃)的3.32kg丙酮和3.32kg MEK的溶液接连加入剧烈搅拌的20.75kg丙酮和20.75kg MEK的混合物中。
获得含有颗粒直径为4-6mm的球形聚苯乙烯的乳液。
b)涂布
用刮刀式涂胶机将分散体涂布到按照步骤(2)获得的薄层VI上。涂布的薄膜于70℃干燥,并卷到辊筒上。薄层IX的厚度为4μm。
4)介质XI的生产
步骤1-3中获得的介质I和柔性、非磁性纸织物XII分别同时从送出辊上松散并接触,使得薄层IX接触纸织物。将薄层II的涂层借助于旋转的钢辊筒(加热至170℃),以150kg/s的线性速度转移至纸织物上,并用5kg/cm的压力压到介质I薄层II的未涂布面上,使得介质I和纸织物XII的温度为120-140℃。然后将留下的薄层II和介质I以及介质XI分别卷到辊筒上。
新介质I具有出色的转移行为,特别是以高转移速度转移。
新介质XI非常难以磨损,具有好的耐磨性和出色的磁性性能(诸如记录性能和存储性能等),同时避免产量水平的下降。