AT396345B - Verfahren zum dekorieren von gegenstaenden - Google Patents

Description

AT 396 345 B

Verfahren zum Dekorieren von Gegenständen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das das Dekorieren von Gegenständen unter Verwendung der Methode der Übertragung durch Sublimierung verwendet

Die Erfindung betrifft mit diesem Verfahren alle jene Gegenstände, die aus Lagen bzw. Schichten zusammengesetzt sind; sie betrifft insbesondere nichttextile Gegenstände. Vor allem, jedoch ohne Einschränkung ist ein Ski zu nennen, es kann jedoch auch ein Tisch, ein Surfbrett, eine Dekorplatte, eine Basisplatte für die Bindung eines Langlaufskis od. dgl. sein.

Das Verfahren zum Drucken durch Übertragung von sublimierbaren Farbstoffen ist in der FR-PS 1 223 330 beschrieben. Dieses Verfahren ist zum Bedrucken von synthetischen Textilien geeignet.

Außerdem ist aus der FR-PS 2 387 793 bekannt, daß es möglich ist, verschiedene nichttextile Gegenstände wie Holz, Kunststoff u. dgl. unter Anwendung eines Verfahrens der Übertragung durch Sublimierung zu kolorieren.

Das genannte Verfahren besteht darin, einen einheitlichen Schichtstoff herzustellen, der einerseits aus einer Schicht von ein Pigment enthaltendem Bindemittel und anderseits aus einer transparenten Schicht besteht, wobei beide Schichten aus einem hydrophoben Polymer bestehen. Der Druck durch Sublimierung erfolgt dann auf der transparenten Schicht

Gemäß dieser Patentschrift befindet sich die Druckfarbe etwa 0,1 mm unterhalb der Oberfläche der transparenten Schicht eingebracht. Das Motiv erscheint daher aufgrund des Kontrastes, der von der pigmentierten Schicht erzeugt wird.

Der Hauptnachteil dieses Druckverfahrens besteht darin, daß, wenn der dekorierte Gegenstand Schlägen, Stößen oder dem Angriff von außen wirkender Mittel ausgesetzt wird, sich das Motiv rasch verändert, da die Farbstoffe, die nur um eine geringe Dicke von der Oberfläche nach innen gelagert sind, fortschreitend erodiert und sehr rasch ganz von dem betreffenden Gegenstand entfernt werden. Die Haltbarkeit solcher Drucke über eine lange Lebensdauer ist somit nach dem in der FR-PS 2 3 87 793 beschriebenen Verfahren nicht zufriedenstellend.

Weiters ist es bekannt, die Übertragung durch Sublimierung auf einer Anstrich- bzw. Firnisschicht durchzuführen, mit der der zu dekorierende Gegenstand beschichtet ist Nach beendetem Drucken wird eine weitere Schicht aus Firnis und/oder Lack aufgetragen. Nach diesem Verfahren treten im Lauf der Zeit die gleichen Nachteile der Veränderung des Druckes auf; außerdem bedingt die erforderliche Anzahl von Vorgängen einen hohen Zeit- und Materialverbrauch, was nicht mit den industriellen Anforderungen in bezug auf Rentabilität und Produktivität vereinbar ist.

Um diese Nachteile auszuschalten, wird gemäß der den Gegenstand der vorliegenden Anmeldung darstellenden Erfindung ein Verfahren zum Dekorieren nichttextiler Gegenstände vorgeschlagen, das eine Methode des Drückens durch Übertragung von sublimierbaren Farbstoffen insbesondere auf einen Ski anwendet und folgende Merkmale aufweist: es wird eine Folie aus Kunststoff verwendet, wobei diese Folie aus wenigstens zwei Schichten bzw. Lagen aus Kunststoff besteht und eine dieser Schichten aus einem im wesentlichen transparenten Material und die andere Schicht aus einem im wesentlichen undurchsichtigen Kontrastmaterial besteht. Das Motiv, das für die Übertragung auf die genannte zweilagige Kunststoffolie bestimmt ist, ist auf einem Päpiersubstrat bzw. -träger in Form von sublimierbaren Farbstoffen enthalten. Die Schritte des genannten Verfahrens folgen chronologisch wie folgt aufeinander - die bedruckte Häche des Papiersubstrates wird auf die untere Fläche der genannten Kunststoffolie aufgebracht, die zur Kontrastmaterialschicht gehört, - dann werden die Farbstoffe unter vorgegebenen Temperatur-, Druck- und Zeitdauerbedingungen durch Sublimierung auf die zweilagige Kunststoffolie übertragen, - darauf wird die bedruckte zweilagige Kunststoffolie mit dem zu dekorierenden Gegenstand zusammengefügt.

Gemäß einem der anderen wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Dicke des Kontrastmaterials der zweilagigen Kunststoffolie so festgelegt, daß sie unter dem Grenzwert der Migrierung bzw. Wanderung der sublimierbaren Farbstoffe in der undurchsichtigen Schicht der zweilagigen Folie liegt. Günstigerweise und erfindungsgemäß bevorzugt, jedoch nicht darauf eingeschränkt, weist die transparente Schicht der zweilagigen Folie eine Dicke auf, die stärker als die der pigmentierten undurchsichtigen Schicht ist, um den Schutz des Dekorationsmotivs zu verbessern. Es wird vorausgesetzt, daß innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung eine zweilagige Folie vorgesehen werden kann, die alle möglichen Kombinationen der Materialdicken aufweist

Andere Ausführungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und den Patentansprüchen unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, worin die Fig. 1,2,3 die Durchführung der Erfindung auf einer zweilagigen Kunststoffolie darstellen, die im Querschnitt daigestellt ist.

Genauer gesagt zeigt Fig. 1 die Struktur der zweilagigen Folie, Fig. 2 den erfindungsgemäßen Vorgang des Drückens durch Sublimierung, Fig. 3 die bedruckte zweilagige Folie und Fig. 4 ein nicht einschränkendes Ausfuhrungsbeispiel der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die obere Fläche eines Skis: um dies zu zeigen, ist eine perspektivisch verlängerte Querschnittansicht eines Skis dargestellt

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert vor allem die Verwendung einer zweilagigen Kunststoffolie, deren -2-

AT 396 345 B eine Lage bzw. Schicht aus einem undurchsichtigen, pigmentierten Kontrastmaterial besteht, während die andere Schicht transparent und direkt auf der Kontrastschicht gelegen ist. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die zweilagige Folie (1) eine untere Kontrastschicht (2) und eine obere transparente Schicht (3) umfaßt. Die Flächen (4) und (5) sind jeweils die obere und untere Fläche der zweilagigen Folie (1).

In dem zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewählten keineswegs einschränkenden Ausführungsbeispiel ist das für die Zusammensetzung der zweilagigen Folie (1) verwendete Material Polyamid für die Kontrastschicht (2) und für die transparente Schicht (3). Die Kontrastschicht ist vorzugsweise weiß, z. B. mit Titandioxid, pigmentiert, das schon bei der Herstellung eingebracht wird.

Es wurde zwar Polyamid angeführt, es können jedoch auch Kunststoffe wie Polycarbonate, Plexiglas, Polyamidderivate, Sulfonpolyester, Polyester u. dgl. verwendet werden. Für die Kontrastschicht können die gleichen Materialien angeführt werden. Dem Fachmann sind alle möglichen Kombinationen für die Herstellung der zweilagigen Schicht innerhalb eines Rahmens geläufig, der mit den spezifischen Herstellungsverfahren eines zweilagigen Materials durch Extrusion/Laminieren verträglich ist, die gemäß der Erfindung bevorzugt, jedoch keineswegs einschränkend sind. Die zweilagige Folie (1) besteht aus zwei gleichen oder verschiedenen Kunststoffen, die entweder durch Koextrusion oder durch Extrusion des einen Materials auf das andere oder durch Verkleben der beiden Schichten oder auf jede beliebige andere Weise erhalten werden.

Bezüglich der Pigmentierung der Kontrastschicht, die dazu bestimmt ist, das zu druckende Motiv sichtbar zu machen bzw. zu entwickeln, wird hervorgehoben, daß die Erfindung keineswegs auf die weiße Farbe eingeschränkt ist. So z. B. wäre die gesamte Skala der hellen metallisierten oder perlmuttglänzenden Farben zu nennen.

Die in Fig. 1 dargestellte zweilagige Kunststoffschicht aus Polyamid weist eine Dicke (e) auf, die aus (el) für die transparente Schicht (3) und (e2) für die Kontrastschicht (2) zusammengesetzt ist; (el) beträgt wenigstens 0,1 mm, es kann zwischen 0,5 und 0,8 mm liegen und beträgt vorzugsweise 0,5 mm; (e2) kann zwischen 0,1 mm und 0,3 mm liegen, liegt jedoch vorzugsweise bei einer Größenordnung von 0,2 mm. Die Dicke (el) wird in Abhängigkeit von der Transparenz des verwendeten Kunststoffes, der Wirksamkeit des Schutzes und den technischen Möglichkeiten der Herstellung der genannten zweilagigen Folie gewählt

Die vorstehenden Werte sind jene des nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; sie sind als die für das gewählte Beispiel die besten technischen Resultate ergebenden anzusehen, der Fachmann kann sie jedoch leicht der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anpassen.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Material der zweilagigen Folie (1) Polyamid ist, wild die Dicke (e2) des Kontrastmaterials so gewählt, daß sie unter dem Grenzwert der Migrierung der sublimierbaren Farbstoffe im Inneren des Polyamids unter optimalen Bedingungen der Übertragung durch Sublimierung liegt So z. B. kann unter folgenden Bedingungen gearbeitet werden; Temperatur etwa 160 °C, Druck etwa 1 bar, Zeitdauer etwa 3 Minuten.

Im vorliegenden Fall ist der Grenzwert der Migrierung der Farbstoffe im Polyamid in der Größenordnung von 0,3 mm.

Eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung besteht daher darin, daß (e2) geringer ist als dieser Grenzwart der Migrierung. Der genannte Wert ist für jeden Kunststoff leicht bestimmbar. Die Kenntnis dieses Wertes ist für die Herstellung der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten zweilagigen Kunststoffolie unbedingt erforderlich. Die Bestimmung dieses Wertes ist dem Fachmann geläufig.

In Fig. 2 ist der Schritt des Drückens durch Übertragung von sublimierbaren Farbstoffen in der zweilagigen Kunststoffolie (1) im Querschnitt dargestellt.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das die sublimierbaren Druckfarben oder Farbstoffe, die das Druckmotiv darstellen, enthaltende Papiersubstrat bzw. die Papierunterlage (6) auf die untere Fläche (5) der Kontrastschicht (2) aufgebracht. Der sehr bekannte und verbreitete Sublimierungsvorgang geht wie folgt vor sich: das Papiersubstrat (6) wird während eines Zeitraums (t) einem Druck (P) und einer Temperatur (T) unterworfen. Die auf dem Papier befestigten Farbstoffe (organischen Verbindungen) gehen vom festen in den gasförmigen Zustand über und dringen auf diese Weise in die undurchsichtige Schicht (2) der zweilagigen Folie (1) ein, die Migrierungsfront der Farbstoffe geht über die genannte Schicht (2) hinaus. Beim Abkühlen kondensieren die Farbstoffe in gasförmiger Phase im Inneren der zweilagigen Folie (1), sie erstarren und reproduzieren auf diese Weise das ursprünglich auf dem Papier vorliegende Motiv. Die Eindringtiefe der Farbstoffe in das Material hängt von der Dauer und der Temperatur der Übertragung ab, der Grenzwert ist jedoch durch die Temperaturfestigkeit des Materials und die Beschaffenheit der verwendeten sublimierbaren Druckfarben gegeben.

Es ist zu beachten, daß die Migrierung eines bestimmten Farbstriches nicht auf homogene Weise erfolgt; tatsächlich läßt die Migrierungsfront eine Spur zurück bzw. zieht einen Streifen nach, die bzw. der praktisch kaum die Klarheit des reproduzierten Bildes beeinträchtigt. Schließlich existiert das Dekorationsmotiv auf allen Ebenen parallel zur Oberfläche, auf die das Papiersubstrat mit den darauf befindlichen sublimierbaren Druckfarben ufgebracht wird, die von der genannten Oberfläche an aufeinander bis zu der Migrierungsfront folgen, die die renze für die Druckfarben im Matmal für eine vorgegebene Sublimierung darstellt. -3-

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Die Reaktionsbedingungen hängen von den eingesetzten Materialien ab; es kann unter folgenden Bedingungen gearbeitet werden; - Temperatur (T) zwischen 130 °C und 300 °C, - Druck (P) zwischen 0,3 und 6 bar, • Zeitdauer (t) von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Grenzebene (7) für die Migrierung bzw. Wanderung der Farbstoffe, die tatsächlich die Migrierungsfront ist, auf einer Höhe gelegen ist, die über der Dicke (e2) der Kontrastschicht (2) liegt.

Diese Grenzebene (7) der Migrierung ist jene Ebene, die das Bild enthält, das daher im Inneren und im unteren Abschnitt der transparenten Schicht (3) sehr nahe an der pigmentierten Kontrastschicht (2) gelegen ist. Das genannte Bild ist das endgültig sichtbare BUd, das auf dem betreffenden Gegenstand aufscheinen wird.

Die oste Konsequenz der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher, daß das gedruckte Büd klar und deutlich mit guter Intensität und guter Farbqualität durch die transparente Schicht (3) sichtbar ist. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Migrierungsgrenzfront (7), die das Bild definiert und von der migrierten Druckfarbe gebildet wird, etwa 0,3 mm von der unteren Fläche (5) und 0,5 mm von der oberen Fläche entfernt, was das gedruckte Motiv vor allen schädlichen Einflüssen von außen schützt Die transparente Schutzschicht gewährleistet die Dauerhaftigkeit bzw. den Fortbestand des Druckes bei Gegenständen, deren Verwendung einen Kontakt der dekorierten Flächen mit verschiedenen Verschleißfaktoren mit sich bringt.

Selbst in einer theoretischen, rein imaginären Situation, in der die transparente Schutzschicht (3) bis zur Migrierungsfront der Farbstoffe entfernt ist, aber immer noch innerhalb der Grenzen der genannten Schicht (3) bleibt, erscheint das Motiv immer noch, da wie schon vorstehend erwähnt wurde, das Bild in allen Ebenen unter der Migrierungsgrenzfront (7) vorhanden ist. Auch hier zeigen sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das «findungsgemäße Verfahren umfaßt einen letzten Schritt, der beispielhaft in Fig. 4 dargestellt ist.

Nach dem in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene Gegenstände dekoriert werden, insbesondere ein Ski (9), der in Fig. 4 im durch eine perspektivische Ansicht verlängerten Querschnitt dargestellt ist.

Gemäß der Erfindung kann die zweilagige Kunststoffolie (1), die durch Übertragung durch Sublimierung dekoriert ist, durch Verkleben mit einem Ski (9) oder jedem beliebigen anderen Gegenstand zusammengefügt werden, um die obere Fläche des genannten Skis (9) zu bilden. Die untere Schicht (5) der zweilagigen Folie (1) wird mit der Fläche (10) der Teilstruktur des Skis (9) mit jedem geeigneten Haftmittel wie z. B. einem organische Lösungsmittel enthaltenden Klebstoff oder wärmehärtenden Klebstoffen (Epoxy oder Polyurethan) oder wärmeschmelzbaren Klebstoffen verbunden. Solche Klebemittel können einen Einfluß auf die Druckfarben oder Farbstoffe ausüben, die an der unteren Fläche oder nahe dem Bereich der unteren Fläche (5) der zweilagigen Folie vorhanden sind. Es handelt sich hier um sublimierbare Farbstoffe, die im aufeinanderfolgenden Zug an der Migrierungsfront vorliegen und nicht oder nur wenig migriert sind. Dieser nachteilige Einfluß kann sich in einer Diffusion dieser Druckfarben in der Kontrastschicht (2) auswirken, die Diffusion kann durch Wärme verursacht werden, die eine erneute Sublimierung und daher eine Migrierung der Druckfarben bewirkt, sie kann aber auch durch die organischen Lösungsmittel ausgelöst werden, die auf die Farbstoffe einwiiken und diese lösen. Die von dieser Erscheinung betroffenen Druckfarben, die durch ihre relativen Stellungen ein genaues Dekorationsmotiv definieren, diffundieren im Material auf völlig unkontrollierbare Weise, was bei einem Verfahren außerhalb des Schutzumfangs des erfindungsgemäßen Verfahrens die Qualität des Dekorationsmotivs schwer beeinträchtigt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird jeder Kontakt der sichtbaren Ebene des Dekors mit den Klebstoffen vermieden und damit bleibt die Qualität des Dekors erhalten.

Im Gegenteil wird beim vorstehend in der vorliegenden Anmeldung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels beschriebenen Verfahren durch den Umstand, daß die genannte Kontrastschicht (2) laut Definition pigmentiert ist, verhindert, daß eine gegebenenfalls auftretende Diffusion der Druckfarben die Qualität des Druckes verändert, da die Undurchsichtigkeit der genannten Schicht (2) alle Mängel unterhalb der Ebene abdeckt, die das Farbbild (8) enthält

Die besonderen Merkmale der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten zweilagigen Folie (1) zeigen auch in diesem Fall eines ihrer interessanten technischen Resultate.

Das vorliegende Verfahren ermöglicht außerdem eine beträchtliche Zeitersparnis, da die Anzahl von Vorgängen verringert ist, die für seine Durchführung erforderlichen Materialien sind weniger kostspielig und die Möglichkeiten der beliebigen und einfachen Veränderung der Motive sind umfangreich; es besteht keine Einschränkung der Anzahl der Farben und schließlich muß hervorgehoben werden, daß die Qualität des reproduzierten Bildes hoch ist und im Lauf der Zeit und der Verwendung erhalten bleibt

Es ist klar, daß der erhaltene Gegenstand, im vorliegenden Fall ein Ski, technische Merkmale der Dekoration gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufweist und daß diese durch keine durch die Struktur oder die Zusammensetzung des Skis bedingte Einschränkung beeinträchtigt werden können. -4-

Claims (10)

1. AT 396 345 B Innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung kann das vorstehend beschriebene Verfahren unter Verwendung von anderen als den in der vorstehenden Anmeldung beschriebenen Materialien und mit äquivalenten Mitteln durchgeführt werdea PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Dekorieren von Gegenständen mittels einer Druckmethode durch Sublimierung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folie (1) aus Kunststoff verwendet wird, welche Folie aus wenigstens zwei Schichten (2), (3) aus Kunststoff zusammengesetzt ist, wovon eine Schicht (3) aus einem im wesentlichen transparenten Material und die andere Schicht (2) aus einem im wesentlichen undurchsichtigen Kontrastmaterial besteht, - daß das für die Übertragung auf die genannte zweilagige Kunststoffolie (1) bestimmte Motiv auf einem Papiersubstrat bzw. einer Papierunterlage (6) enthalten ist, das sublimierbare Farbstoffe trägt, - und daß chronologisch folgende Schritte des genannten Verfahrens aufeinanderfolgen: - die bedruckte Fläche des Papiersubstrates wird auf die Fläche (5) der genannten Kunststoffolie (1) aufgebracht, die zu der aus dem Kontrastmaterial bestehenden Schicht (2) gehört, • dann werden die Farbstoffe auf die zweilagige Kunststoffolie (1) durch Sublimierung übertragen, - darauf wird die bedruckte zweilagige Kunststoffolie (1) mit dem zu dekorierenden Gegenstand (9) zusammengefügt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (e2) des Kontrastmaterials der zweilagigen Kunststoffolie (1) geringer als der Grenzwert der Migrierung der Farbstoffe in der genannten zweilagigen Folie (1) ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem im wesentlichen transparenten Material bestehende Schicht (3) der zweilagigen Kunststoffolie (1) eine Dicke (el) aufweist, die größer als die Dicke (e2) der Schicht (2) aus im wesentlichen undurchsichtigem Material der genannten zweilagigen Kunststoffolie (1) ist
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem im wesentlichen transparenten Material bestehende Schicht (3) der zweilagigen Kunststoffolie (1) eine Dicke (el) aufweist, die geringer als die Dicke (e2) der Schicht (2) aus im wesentlichen undurchsichtigem Material der zweilagigen Kunststoffolie (1) ist
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen undurchsichtige Material der genannten zweilagigen Kunststoffolie (1) aus weiß gefärbtem Polyamid besteht
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung durch Sublimierung unter folgenden Bedingungen der Temperatur (T), des Druckes (P) während eines Zeitraums (t) durchgeführt wird, wobei (T) zwischen 130 °C und 300 °C liegt, (P) zwischen 0,3 und 6 bar liegt und (t) zwischen einigen Sekunden und einigen Minuten liegt
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen transparente Material der genannten zweilagigen Folie (1) aus Polyamid besteht.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur (T) etwa 160 °C, der Druck (P) etwa 1 bar und die Zeitdauer (t) etwa 3 Minuten beträgt
9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) aus im wesentlichen undurchsichtigem Material der zweilagigen Folie (1) eine Dicke (e2) von zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweist, und daß die Dicke (el) der Schicht (3) aus im wesentlichen transparentem Material der zweilagigen Folie (1) zwischen 0,5 und 0,8 mm liegt -5- 5 AT396 345 B
10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zu dekorierende Gegenstände (9) nichttextile Gegenstände, insbesondere Ski, eingesetzt werden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -6-