Verfahren zur Herstellung von verzierten Kunststoffgegenständen sowie nach dem Verfahren hergestellter Kunststoffgegenstand
Die Verzierung von Kunststoffgegenstän- den mit Schrift oder Bild oder beidem bietet verschiedene Schwierigkeiten sowohl drucktechnischer als auch pressteehniseher Art. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen kann eine gegenüber meehanisehen Beanspruehungen verbund feste Verzierung nicht naeh träglich, also am fertigen Gegenstand, angebracht werden; die Möglichkeit hierzu besteht nur während des Pressvorganges, also dann, wenn der Gegenstand vorgepresst ist, das heisst der chemische Prozess der Kondensierung des lÇunststoffmaterials noch nicht vollendet ist.
So hat sieh beim Pressen von Kunstharzgegenständen gezeigt, dass es möglich ist, im Verlauf des ersten Drittels des Pressvorganges bzw. des Kondensierens die Presse kurz zu öffnen und eine bedruckte Vorlage aus Textilfaserstoffen auf den roh geformten Pressling bzw. auf dessen zu verzierende Oberfläche aufzulegen und während des weiteren Pressvorganges auf den Gegenstand aufzupressen. Dieses Verfahren ist insbesondere auch für die Verzierung von niehtplanen Kunststoffgegenständen entwickelt worden, in der Annahme, dass die Struktur des Textilfaserstoffes eher als andere Stoffe, z. B.
Papier, geeignet sei, den Dehnrm- gen und Verkürzungen, welche eine beispielsweise sphärische Fläche vom Bildträger ver hangt, zu folgen und eine verzerrungs-, rissund faltenfreie Verzierung zu ermöglichen.
Dabei ging man so vor, dass bedruckte Textilfaserstoffe mit Harzen imprägniert und Bildseite nach oben auf den Rohpressling aufgepresst wurden.
Indessen ergaben umfangreiche Versuche, dass die Verwendung von Textilfaserstoffen für den vorliegenden Zweek aus folgenden Gründen unwirtschaftlich ist.
Da in der Regel nur gewisse Sujets aus dem flächig bedruekten Stoff für die Verzierung in Frage kommen, beträgt der Ausschuss an nicht verwendbarem Folienmaterial in der Regel bis 50%. Dadurch wird naturgemäss auch der Verlust an Imprägnierharzen unverhältnismässig gross, da das Folienmaterial aus arbeitstechnischen Gründen nicht in auf die erforderliche Grösse gestanzten Stücken, sondern als Stoffbahn imprägniert wird. Soll ferner die Imprägnierung der bedrucken Stoffe im eigenen Betrieb vorgenommen werden, dann erfordert sie kostspielige Einrichtungen, wie beispielsweise Imprägniermaschinen und Trockenkammern. Will man eigene Dessins herstellen lassen, dann ergibt sich, dass die Kosten der Druekzylinder und des Druckes in gar keinem Verhältnis zu den Kosten und Absatzmöglichkeiten des fertigen Artikels stehen.
Ferner entsprechen die in Stoffdruck gebotenen Möglichkeiten den bei der Verzierung von Kunststoffgegenständen gestellten Ansprüchen nicht.
Es stellte sich somit die Aufgabe, eine Folie zur Verzierung von Eulststoffgegen- ständen zu finden, welche günstigere Voraussetzungen für Druck, Imprägnierung und Verarbeitung bietet.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von verzierten Kunststoffgegenständen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine aus langfaseriger, reiner und gut verfilzter, durch ein Bindemittel zusammengehaltener Zellulose bestehende Folie auf der einen Seite mit einer Verzierung versieht, die verzierte Folie mit einer wässrigen Lösung eines durch Polykondensation härtenden Kunstharzes imprägniert und danach trocknet, hierauf die spröde Folie anfeuchtet, die angefeuchtete, nunmehr plastisch gewordene Folie mit der verzierten Seite auf einen vorkondensierten, durch Weiterkondensation härtbaren Kunststoft-Rohpressling legt und das Ganze unter sowohl in der Folie als auch im übrigen Teil erfolgender Polykondensation zu einem gehärteten Kunststoffgegenstand verpresst,
auf welchem die Verzierung durch die aufgepresste Folie hindurch sichtbar ist.
Durch die erst nach vielen Proben und Versuchen erfolgte Wahl einer langfaserigen, reinen und gut verfilzten Zellulose wird eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine brauchbare Folie erfüllt: die in Verbindung mit Imprägnierung und Verpressung zu erzeugende hohe Transparenz. Sie ist in zwei Beziehungen von Bedeutung. In vielen Fällen werden Presslinge nur zu einem Teil ihrer Oberfläche mit Verziezimgen versehen, während der restliche Teil die Farbe des Presslings beibehalten soll. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, dass die nach dem Verpressen sich einstellende Transparenz so gross ist, dass die durchscheinende Farbe des Presslings nur unwesentlich verändert wird. Dieses Ziel kann mit einer Folie der beschriebenen Art vollkommen erreicht werden.
Sie erlaubt aber auch eine ganz neue und überraschende Ver wendungsweise: Sie kann mit der verzierten Seite dem Kunststoffrohpressling zugekehrt verpresst werden, und die durch die gewählte Zellulose, die Imprägnierung und den Pressvorgang erzeugte Transparenz der Folie ist in der Regel so gross, dass weder die Leuchtkraft der Farben noch die Konturen der Verzierung durch die nun oben liegende Folienmasse, deren Füllmittel pigmentlose Zellulose ist, beeinträehtigt werden. Damit wird die Verzierung des Gegenstandes gegen chemische und mechanische Einflüsse geschützt. Das Einlegen der Folie mit der verzierten Seite gegen den Rohpressling bedingt natürlich, dass die Verzierung seitenverkehrt auf der Folie angebracht werden muss.
Zweckmässig wird die Zellulose bei der Herstellung der Folie mit Melaminharz unter Zusatz eines Katalysators oder mit abgebauter Stärke gebunden, wobei in beiden Fällen die Bindemittel der Zellulose bereits im Holländer in zweckmässig flüssiger Form beigenuscht werden. Der Harzzusatz wird bei einer Temperatur getrocknet und vorkondensiert, welche der späteren Imprägnierung kein erhebliches Hindernis durch zu stark ausgehärtete Melanun- harzteile entgegenstellt. Die Bindung der Zellulose ist deshalb besonders wichtig, weil ungebundene Zellulose, wie sie in der Form von beispielsweise Löschpapier in den Handel kommt, als Folie beim Bedrucken und Imprägnieren Schwierigkeiten bereitet, welche das Verfahren unwirtschaftlich machen.
Wird sie beispielsweise im Druckverfahren verziert, so verschmutzt der ungebundene und frei werdende Zellulosestaub die Druckplatten, Walzen oder Gummizylinder, während bei der Imprägnierung, also im nassen Zustand der Folie, die mechanische Festigkeit absolut lm- genügend ist und dieselbe bei der geringsten Beanspruchung fasert oder zerreisst, was naturgemäss eine wirtschaftliche Verarbeitung verunmöglieht.
Die einwandfreie Imprägnier-und Formbarkeit der Folie lässt sich erzielen, wenn diese in einer der bereits beschriebenen Arten gebunden wird. Je mehr ausgehärtete Harzteile in der fabrikationsmässig hergestellten Folie enthalten sind, um so schwieriger gestaltet sich die Imprägnierung, und die Möglichkeit, der Folie den prozentual erwünschten Harzanteil zuzuführen, kann dadurch in Frage gestellt werden. Um technisch einwandfreie Resultate zu erzielen, empfiehlt es sich daher, den Harzanteil des Bindemittels zwischen einem die Bedruckbarkeit ermöglichenden Minimum, das bei etwa 1% liegt, und einem die Imprägnierung und Verformbarkeit nicht erschwerenden Maximum von etwa 4% zu halten.
Nach dem Trocknen der mit der wässrigen Lösung eines durch Polykondensation härtenden Kunstharzes imprägnierten, verzierten Folie, jedoch vor dem Verpressen derselben wird ihr wieder Feuchtigkeit zugeführt, zweckmässig in der Form von Wasserdampf.
Dadurch wird der Folie die Sprödigkeit genommen, sie wird plastisch, so dass eine Vorformung derselben bei sphärisch relativ geringer Wölbung des Rohpresslings unnötig und trotzdem eine Faltenbildung oder ein Brechen der sonst spröden Folie vermieden wird. Ferner wird bei einer Vorformung unabhängig vom Pressling die Tiefziehfähigkeit der Folie durch erhöhte Plastizität verbessert. Schliess lich hat man auch die Möglichkeit, der bereits mit der wässrigen Harzlösung, jedoch ohne Katalysator, imprägnierten, getrockneten und gegebenenfalls bis zu einem bestimmten Grade kondensierten Folie einen Katalysator im Wasserdampf zuzuführen, beispielsweise Ameisensäure, ohne Gefahr zu laufen, das Vorkondensat zu weit vorzuhärten und damit eine Vorformung überhaupt auszuschliessen.
Durch Sättigung der Folie mit Feuchtigkeit wird der Härtungsprozess durch die zusätzlich freiwerdende Wärme beschleunigt. Dadurch, dass der imprägnierten und gegebenenfalls vorkondensierten Folie Katalysatoren zugeführt werden, kann beim Pressen die Standzeit des Presslings nach eingelegter Folie wesentlich verkürzt werden, und es kann die Beschaffenheit der Oberfläche je nach dem prozentualen Anteil von Harz und Katalysator in der Folie, welche ihr in Form einer wässrigen Lösung zugeführt wurden, verändert und bis zum Hochglanz gesteigert werden, so dass, wenn Hochglanz gewünscht wird, ein nachtrigliches Polieren des fertig gepressten und verzierten Formlings nicht mehr erforder lieh ist.
Die Wahl des Druckverfahrens richtet sich nach Motiv und Auflage, während anderseits die Wahl der Farben vom Druckverfahren abhängt.
Soll die Folie im Buchdruckverfahren verziert oder beschriftet werden, so wird man zweckmässig fettfreie, gegen die nachherige Imprägnierung mit wässriger Harzlösung beständige und hitzebeständige Farben verwenden, denen ein die Härtung der Buchdruckfarben beschleunigender Katalysator, beispielsweise Kolophonium, beigemischt werden kann.
Bei der Verwendung obengenannter Farben ist ein Abstossen der Imprägnierung durch in der Farbe vorhandene Fettbestandteile ausgeschlossen und die einzelnen Farbpartikel werden von dem bei der Imprägnierung verwendeten Harz umschlossen.
Soll die Folie im Offsetdruckverfahren verziert werden, dann sollen die zu verwendenden Farben nicht nur Beständigkeit gegen Hitze und wässrige Harzlösungen aufweisen, sondern auch fettarm sein.
Für Proben und Einzelanfertigungen lassen sich die Folien auch mit wasserlöslichen Farben bemalen; auch kann z. B. mit Bleistift, Kohlenstift und Pastellstift darauf gezeichnet werden.
Soll eine Folie im Ton verändert werden. so kann dies dadurch geschehen, dass entsprechende Farbstoffe der der Imprägnierung dienenden wässrigen Harzlösung beigemischt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit besonderem Vorteil zur Herstellung von verzierten Platten aus geschichteten Kunststoffen verwendet werden. In diesem Falle wird die Folie mit der verzierten Seite auf die oberste Schicht des Rohpresslings gelegt und verpresst. Die entstehende hohe Transparenz der Folie lässt die Verzierung und ihre Farben voll zur Geltung kommen. Dadurch erübrigt es sich, zum Schutze der Verzierung eine weitere Schutzschicht aufzubringen.
Wenn zur Imprägnierung der Folie eine wässrige Lösung von Melaminharz verwendet wird, während der zu verzierende I(unststoff- Rohpressling aus einer andern Kunstharzpressmasse als Melaminharz-Pressmasse, z. B. aus Phenolharz oder Harnstoffharz, gebildet ist, erhält der fertiggestellte Kunststoffgegenstand auf der verzierten bzw. von der Folie be deckten Seite praktisch dieselbe chemische Beständigkeit, wie sie ein ganz aus Melaminharz Pressmasse gebildeter Kunststoffgegenstand aufweisen würde.
Beispiel
Eine Folie, bestehend aus langfaseriger, reiner und gut verfilzter, durch ein Bindemittel, wie Melaminharz, zusammengehaltener Zellulose, wird auf der einen Seite durch Schrift und Bild verziert, alsdann mit einer wässrigen Lösung eines durch Polykondensation härtenden Kunstharzes, z. B. Melaminharz, imprägniert, im Warmluftkanal bei 100 bis 110 (: getrocknet und vorkondensiert.
Dann wird der spröden Folie durch Behandlung mit Wasserdampf wieder Feuchtigkeit zugeführt, so dass sie ihre Sprödigkeit verliert und plastisch wird. Dann wird die an gefeuchtete, plastische Folie mit der verzier ten - Seite auf den vorzugsweise aus einem Aminoplast (Harnstoff- oder Thioharnstoffharz oder Melaminharz) bestehenden, vorkondensierten Rohpressling gelegt und unter den für die Pressmasse benötigten, an sich bekannten Wärme-und Druckverhältnissen in der Form verpresst, wobei durch die fortschreitende Kondensation Folie und Pressling in eine gehärtete Einheit übergehen.
Die durch die Zusammensetzung und den Aufbau des Folienmaterials vorbereitete und durch Imprägnierung und Pressvorgang erzeugte Transparenz der Folie bewirkt, dass die Verzierung, also Schrift und Bild, ohne Beein träehtigtmg der Leuchtkraft der Farben auf der Rückseite, welche nun die Oberfläche des fertigen Gegenstandes bildet, sichtbar wird.
Das transparente Folienmaterial schützt die Verzierung gegen chemische und mechanische Einflüsse.
Es sei noch klargestellt, dass in der vorstehenden Beschreibung wie auch in den An sprüchen unter Verzieren die ein und mehrfarbige Anbringung von Bild, Ornament, Zeichnung oder Schrift oder wahhveise Kombinationen dieser Elemente auf der Folie verstanden wird.