DE1621983B2

DE1621983B2 - Beschichteter Kunststoffgegenstand

Info

Publication number: DE1621983B2
Application number: DE1621983A
Authority: DE
Inventors: Richard Lloyd Wilmington Del. Wagner (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-02-18
Filing date: 1967-02-17
Publication date: 1975-02-13
Also published as: US3470013A; DE1621983A1; DE1621983C3; GB1141556A

Description

Es ist bekannt, Gegenstände aus synthetischen Kunststoffen mit Schichten zu versehen, um sie besser beschreiben, bedrucken oder mit weiteren Schichten versehen zu können. Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein mit einer solchen Haftschicht versehener Gegenstand aus synthetischem Kunststoff, dessen Haftfähigkeit von vielseitigerer Fähigkeit ist als bisher bekannte Haftschichten und daher in vieler Hinsicht Vorteile bietet.

Aufgabe der Erfindung war es, biegsame, preiswerte, kratz- und abriebfeste Kunststoffgegenstände zu erzeugen, die sich zur Herstellung von leichten gekörnten lithographischen Platten, Zeichenfolien, beschichteten Schmirgelblättern usw. eignen. Gegenstand der Erfindung sind Gebilde aus einem mit Schichten versehenen Grundkörper aus synthetischem Kunststoff, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Grundkörper eine Grundschicht aus Siliciummonoxid und darauf aufgebaut eine Deckschicht aus Alkalisilicat, Borsäure und einem feinteiligen Anteil aus Aluminium, Zink, Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid aufweist. In anderen Worten ausgedrückt müssen für die vorliegende Erfindung folgende Bedingungen erfüllt werden: 1. Die Oberfläche des Kunststoffgegenstandes soll durch Überziehen einer dünnen Siliciummonoxidschicht vorbehandelt werden. 2. Der so vorbehandelte Gegenstand soll mit einer Deckschicht aus einer wäßrigen Dispersion aus Alkalimetallsilicat, Borsäure und feinteiligem Anteil aus Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Aluminium oder Zink versehen werden, wodurch ein biegsamer, abriebfester Überzug entsteht. Der Kunststoffgegenstand kann auf einer oder mehreren Oberflächen vorbehandelt und mit einer Deckschicht versehen werden. Liegt der Kunststoffgegenstand in Platten- oder Folienform vor, so kann man ihn z. B. nur auf einer Seite oder, falls man es wünscht, auf beiden Seiten vorbehandeln und mit einer Deckschicht versehen.

Kunststoffe, ausweichen die Gegenstände, die man erfindungsgemäß beschichten kann, hergestellt sein können, sind Polyolefine, wie lineares Polyäthylen, stereoreguläres Polypropylen, kristalline Isopren-Propylen-Mischpolymerisate, kristalline Äthylen-1-Buten-Mischpolymerisate, kristalline Äthylen-Propylen-Mischpolymerisate, kristalline 1-Buten-Propylen-Mischpolymerisate; Polystyrol; Styrolmischpolymerisate einschließlich der Terpolymerisate, wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymerisate; Gemische aus Polystyrol und Styrol-Butadien-Mischpolymerisaten; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid; Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Mischpolymerisate;
Poly-(bis-chlormethyloxetan); chlorierte Äthylenpolymerisate; Celluloseester und -äther, wie Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Äthylcellulose usw.;

ίο Polymethacrylate, wie Polymethylmethacrylat usw.; und Gemische dieser Kunststoffe untereinander. In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, einen der obigen Kunststoffe mit einer kleinen Menge eines Elastomeren, wie Polyisobutylen, amorphe Äthylen-

Propylen-Mischpolymerisate, Cis-polyisopren, Äthylen-Propylen-Cyclopentadien-Terpolymerisate, Styrol-Butadien-Mischpolymerisate, Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisate, Styrol-Methyl-Methacrylat-Mischpolymerisate usw. zu mischen. Der Kunststoff kann selbstverständlich auch Zusatzstoffe enthalten, z.B. Streckmittel, Füllstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren, Verstärkungsmittel, wie Glasfasern, Asbestfasern usw.; das eventuelle Vorhandensein solcher Zusatzstoffe ist jedoch für die vorliegende Erfindung unbedeutend. Gemäß der Erfindung können Kunststoffgegenstände verschiedener Form und Größe beschichtet werden, vorzugsweise jedoch sind es Gegenstände in Platten- oder Folienform. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Platte oder Folie auf einer Unterlage, z. B. Papier oder Gewebe, zu kaschieren. Auch kann es wünschenswert sein, die Platte oder Folie nach einem in der Technik bekannten Verfahren zu orientieren.

Die Vorbehandlung des Kunststoffgegenstandes mit Siliciummonoxid kann unter Verwendung eines der bekannten Verfahren zur Vakuumbedampfung durchgeführt werden. Die Dicke der Siliciummonoxidschicht spielt keine Rolle; diese kann einerseits so dünn wie eine monomolekulare Schicht sein oder andererseits 0,00075 mm betragen. Die obere Grenze der Dicke richtet sich lediglich nach der Forderung, daß der Überzug biegsam sein muß. Aus praktischen Erwägungen braucht die Dicke des Überzugs nicht über etwa 0,00025 mm zu liegen. Die Dicke der Siliciummonoxidschicht kann durch die Temperatur, die Bedampfungszeit und den Abstand des Kunststoffgegenstandes von der Austrittsstelle des Siliciummonoxids geregelt werden. Im allgemeinen herrscht in der Unterdruckkammer während der Bedampfung ein Druck von 0,0005 mm Quecksilber oder darunter, und die Bedampfungszeit variiert mit der Temperatur und dem Abstand des Kunststoffgegenstandes von der Austrittsstelle. Wenn der mit Siliciummonoxid vorbehandelte Kunststoffgegenstand längere Zeit gelagert werden soll, bevor er mit der Deckschicht versehen wird, so empfiehlt es sich, eine Schutzschicht anzubringen, um Oxydation und Verschmutzung zu vermeiden. Zum Aufbringen einer Schutzschicht kann man verschiedene Verfahren anwenden. Bei einem Verfahren taucht man einfach den vorbehandelten Kunststoff in eine wäßrige Lösung aus Carboxymethylcellulose und läßt ihn dann trocknen. Die Carboxymethylcellulose kann leicht vor dem Aufbringen der Deckschicht abgewaschen werden.

Wie oben angegeben, wird der vorbehandelte Kunststoffgegenstand zur Aufbringung der Deckschicht mit einer wäßrigen Dispersion aus einem Alkalimetallsilicat, Borsäure und feinteiligem Anteil aus

Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Aluminium oder Zink beschichtet. Alkalimetallsilicate sind z.B. Natriumsilicat, Kaliumsilicat, Lithiumsilicat usw. Das Verhältnis der Bestandteile in der wäßrigen Dispersion kann in weiten Grenzen schwanken, aber im allgemeinen beträgt das Alkalimetallsilicat etwa 15 % bis etwa 75%, vorzugsweise etwa 20% bis etwa 70%, der feinteilige Anteil beträgt etwa 22% bis etwa 76%, vorzugsweise etwa 35% bis etwa 64%, und die Borsäure beträgt etwa 0% bis etwa 4%, vorzugsweise etwa 0,1% bis etwa 3%, jeweils auf das Gesamtgewicht der Trockenbestandteile bezogen. Der Fachmann weiß, daß die zur Herstellung der Deckschichtdispersion jeweils verwendeten Bestandteile in gewissem Maße vom Endverwendungszweck des mit der Deckschicht zu versehenden Gegenstandes abhängen. Soll der Gegenstand als Schmirgelblatt verwendet werden, so wird man beispielsweise als feinteiligen Anteil einen harten mit scharfen Kanten nehmen, z. B. Aluminiumoxid. Soll der Gegenstand als Zeichenfolie für Pauszwecke verwendet werden, so wird man keinen feinteiligen Anteil nehmen, der die Folie undurchsichtig machen würde (d. h. kein feinteiliges Aluminium oder Zink).

Die Dispersion kann auf verschiedene Weise hergestellt werden; im allgemeinen jedoch wird das Alkalimetallsilicat in Wasser gelöst, die Borsäure wird dann als gesättigte wäßrige Lösung unter Rühren hinzugefügt, und anschließend wird der feinteilige Anteil hinzugefügt. Die Dispersion kann dann gegebenenfalls in einer Kugelmühle gemahlen werden, um die Verteilung der Bestandteile zu verbessern. Ein derartiges Mahlen ist jedoch nicht notwendig. Man erhält ausgezeichnete Deckschichten durch bloßes Mischen der Bestandteile unter Rühren wie oben beschrieben. Man glaubt, daß die Bildung von Silicagel-Teilchen ein Ergebnis der Reaktion des Alkalimetallsilicats mit Borsäure ist und daß diese Teilchen durch Aluminium- oder Zinksilicatkomplexe zusammengehalten werden, die durch die Reaktion des feinteiligen Anteils mit dem Silicat entstanden sind. Es kann in gewissen Fällen wünschenswert sein, den Hauptbestandteilen noch weitere Bestandteile hinzuzufügen. Zum Beispiel kann man Zinkoxid anstatt mindestens eines Teils des feinteiligen Anteils hinzufügen; Titaniumdioxid kann als Pigment in Mengen bis zu etwa 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trockenbestandteile, hinzugefügt werden; Antimonsulfid kann in kleinen Mengen (weniger als etwa 4%) zur Verringerung der Porosität hinzugefügt werden; Phosphorsäure oder Aluminiumorthophosphat kann anstatt mindestens eines Teils der Borsäure hinzugefügt werden; Elastomere, wie carboxylierte Styrol-Butadien-Mischpolymerisate, können zur Erhöhung der Flexibilität in Mengen bis zu etwa 50% hinzugefügt werden usw. Aluminium, Zink, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Zinkoxid, Titaniumdioxid und Antimonsulfid werden vorzugsweise in Form von feinteiligen Teilchen, deren Größe weniger als 200 μ betrügt, verwendet. Durch Ändern der Teilchengröße ist es möglich, verschiedene Arten der Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten. Zum Beispiel kann man eine der lithographischen Körnung nahekommende mikroskopisch feine Rauheit erhalten, wenn man Teilchen verwendet, die kleiner als etwa H) μ sind. Bei der Verwendung größerer Teilchen (über K) μ) kann man eine stark aufgerauhte Oberfläche erhalten. In den Fällen, in denen der fertige Gegenstand als Schmirgelblatt verwendet werden soll, kann man der Deckschichtdispersion Schleifkörner, wie Siliciumcarbid, Diamanten, Granatstein, Schmirgel, Flint usw. hinzufügen oder diese direkt auf den mit der Deckschicht versehenen Gegenstand, solange die Deckschicht noch naß ist, aufbringen. Die wäßrige Dispersion kann mit Hilfe jeder beliebigen geeigneten Methode aufgebracht werden, z.B. durch Sprühen, Tauchen, Bürsten, Vorhang-Beschichtung, Rakeln usw. Entsprechend dem jeweiligen Ansatz kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, die Schicht zu härten. Die Härtezeit richtet sich nach der Temperatur, die ihrerseits vom Verformungs- oder Erweichungspunkt des Kunststoffsubstrats abhängt. Allgemein gesagt, kann diese Zeit so kurz sein, daß sie eine Angelegenheit von Minuten bei erhöhten Temperaturen ist, oder so . lang sein, daß sie bei Zimmertemperatur einige Tage beträgt. Die Dicke der Deckschicht ist nicht entscheidend, soll im allgemeinen jedoch etwa 0,00025 mm bis etwa 0,13 mm betragen. Deckschichten mit einer Dicke über 0,13 mm werden leicht spröde. Einige der erhaltenen, mit der Deckschicht versehenen Kunststoffgegenstände können leicht porös sein, d.h. die Deckschicht kann leicht porös sein. Solche Gegenstände sind zwar ganz brauchbar, doch kann es wünschenswert sein, ihre Oberfläche zu versiegeln, z. B. wenn man sie als lithographische Platten verwendet. Bei einem einfachen Verfahren taucht man den beschichteten Kunststoffgegenstand lediglich in eine wäßrige Lösung eines Alkalimetallsilicats, läßt die überschüssige Lösung ablaufen, taucht ihn in eine gesättigte Lösung von Borsäure, spült ihn mit Wasser und läßt ihn trocknen.

Wie oben angegeben, eignen sich die erfindungsgemäßen mit der Deckschicht versehenen Kunststoff-Folien oder -platten besonders als lithographische Platten. Die Dicke der zur Herstellung solcher Platten verwendeten Kunststoffplatte ist nicht entscheidend, soll aber, außer wenn sie durch eine Unterlage verstärkt ist, im allgemeinen mindestens etwa 0,09 mm betragen und vorzugsweise so einheitlich sein, daß Abweichungen nicht größer als ± 10% sind. In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, die Platte zu pigmentieren. Zum Beispiel kann eine solche Pigmentierung dazu dienen, eine mit der Diazobildschicht kontrastierende Farbe zu erzeugen und die Neigung zur Lichthofbildung zu verringern.

Diese lithographischen Platten können auf Grund der hydrophilen Eigenschaft der Silicatschicht leicht in lithographische Druckplatten umgewandelt werden. Zum Beispiel kann man eine negativ arbeitende Platte erhalten, indem man mit einem Photoresist beschichtet und unter einer negativen transparenten Vorlage belichtet, wobei der Photoresist an den belichteten Stellen unlöslich und oleophil wird. Nach dem Weglösen des nicht belichteten Bildes wird die hydrophile Silicatoberfläche freigelegt, und es entsteht eine negativ arbeitende Platte. Die lithographischen Platten können nach herkömmlichen Verfahren mit einem Bild versehen werden. Zum Beispiel kann man lichtempfindliche Resists, wie sie beim Tiefätzverfahren eingesetzt werden, oder Diazoschichten, wie sie zur Aufbringung eines Bildes auf selbstbeschichteten oder vorsensibilisicrten lithographischen Platten eingesetzt werden, verwenden.

Die erfindungsgemäße mit der Deckschicht versehene Kunststoff-Folie eignet sich besonders gut als Zeichenfolie. Durch Einstellung der Oberflächenrau-

heit der Deckschicht kann man eine feine, mattierte Oberflächenstruktur erzielen. Obgleich man keine im eigentlichen Sinn transparente Folie herstellen kann, kann man doch eine Folie herstellen, die Kontaktklarheit besitzt und für Pauszwecke geeignet ist. Unter Kontaktklarheit versteht man die Eigenschaft, daß die Folie klar oder transparent ist, wenn sie in Kontakt mit einer Zeichnung, einer bedruckten Seite usw. ist. Einer der bedeutendsten Vorteile der erfindungsgemäßen Zeichenfolie besteht darin, daß sie direkt als lithographische Druckplatte verwendet werden kann, wenn mit oleophiler Farbe oder oleophilem Stift eingezeichnet ist. Zum Beispiel kann man eine Zeichnung auf einer Zeichenfolie unter Verwendung einer oleophilen Farbe herstellen. Dann kann man die Folie in eine lithographische Druckvorrichtung geben und Tausende von Kopien der Zeichnung herstellen.

Die erfindungsgemäßen mit der Deckschicht versehenen Kunststoff-Folien oder -platten eignen sich auch besonders als beschichtete Schmirgelblätter (gewöhnlich als Sandpapier bezeichnet). Indem man die Teilchengröße des feinteiligen Anteils in der Deckschicht variiert, kann man eine von fein bis grob variierende Rauheit erhalten. Die Schmirgelblätter können sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand verwendet werden, ohne daß sie an Stärke oder Wirksamkeit einbüßen. Ein bedeutender Vorteil dieser Schmirgelblätter besteht darin, daß sie im Vergleich zu den bisher bekannten Schmirgelblättern leicht hergestellt werden können. Zum Beispiel stellte man früher naßfestes Sandpapier in der Weise her, daß man (1) ein Papier oder Gewebe mit einem naßfesten Harz imprägnierte, (2) die so imprägnierte Ware härtete, (3) die Ware mit einem wasserundurchlässigen Überzug beschichtete, (4) eine Deckschicht aus einem Kleber oder Bindemittel aufbrachte, (5) Schmirgelteilchen in den Kleber oder das Bindemittel einbettete, (6) die Deckschicht härtete, (7) mit einem Kleber leimte und (8) die Leimung trocknete. Zum Vergleich wurde jetzt gefunden, daß man Kunststoffplatten mit fest haftenden rauhen Schichten in der Weise herstellen kann, daß man die Kunststoffplatte lediglich mit einer dünnen Schicht aus Siliciummonoxid vorbehandelt und dann eine Deckschicht aus einer der oben beschriebenen wäßrigen Silicatdispersionen aufbringt.

Erfindungsgemäße mit der Deckschicht versehene Kunststoffgegenstände können auch für zahlreiche andere Verwendungszwecke eingesetzt werden. Wenn man einen dickeren Kunststoffträger verwendet oder wenn eine dünne mit einem Silicat beschichtete Kunststoff-Folie auf einen anderen Träger kaschiert wird, stellen sie einen ausgezeichneten Ersatz für Keramikplatten, auf Kunststoff basierendes porzellanähnliches Geschirr oder auf Kunststoff basierende Badewannen usw. dar. Eine andere Verwendungsmöglichkeit ist als Schmuck- oder Schutzüberzug, wenn sie auf Holz, Faserplatte, Kunststoff, Metall usw. kaschiert werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung; wenn nicht anders angegeben, beziehen sich Teile und Prozentsätze auf das Gewicht.

Beispiel 1

Eine 0.25 mm dicke Folie aus Polypropylen, das ein Molekulargewicht von etwa (SOOOO hatte, wurde zu einer 25 X 40 cm großen Platte zurechtgeschnitten und in eine Unterdruckkammer gelegt, die mit einem elektrisch beheizten Wolfram-Glühfaden ausgerüstet war. Der Glühfaden erhitzte eine Menge von 0,2 g Siliciummonoxid auf dessen Verdampfungstemperatur. Die Dauer der Bedampfung betrug etwa 2 Minuten bei einem Abstand von 25 cm, und in der Kammer herrschte ein Unterdruck von 0,00045 mm Quecksilber während des Bedampfungsvorganges. Die so hergestellte vorbehandelte Platte wies eine 0,000076 mm dicke Siliciummonoxidschicht auf.

ίο Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 22 Teile Kaliumsilicat wurden unter Rühren und Erhitzen zu 48 Teilen Wasser gegeben. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Bor-

¹S säurelösung zugegeben, die einem Gewichtsteil Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Beim Einrühren der Borsäure konnte man beobachten, wie sich kleine Gelteilchen bildeten. Schließlich wurden noch 23 Teile Aluminiumoxid und 6 Teile Zinkoxid zugegeben, und die ganze Mischung über Nacht gerührt. Sowohl das Aluminiumoxid als auch das Zinkoxid hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron. Die so hergestellte Deckschicht bestand aus einer weißen Dispersion, die etwa die Konsistenz von dicker Sahne hatte. Die oben beschriebene vorbehandelte Platte wurde durch Besprühen mit dieser Deckschicht überzogen und dann 1 Stunde lang bei 120° C eingebrannt. Die so hergestellte Schicht hatte eine Stärke von etwa 0,025 mm.

Ihre Abrieb- und Kratzfestigkeit wurde mit dem sogenannten »Münzenkratz-Test« festgestellt, d. h. die Kante einer Geldmünze wurde fest auf die Platte aufgesetzt und dann über die Oberfläche gezogen, wobei man versuchte, die Deckschicht zu entfernen. Die Schicht ließ sich nicht entfernen. Eine nicht behandelte Vergleichsfolie aus Polypropylen wurde dann mit der Deckschichtdispersion überzogen und in der oben beschriebenen Weise eingebrannt. Die Deckschicht löste sich in Flocken und fiel ab, als man die Vergleichsfolie umdrehte, sie leicht bog oder schüttelte.

Die Oberfläche der vorbehandelten und mit der Deckschicht versehenen Platte wurde wie folgt versiegelt: Man tauchte die Platte in eine 2%ige wäßrige Lösung von Kaliumsilicat und ließ die überschüssige Lösung ablaufen. Dann tauchte man die Platte in eine gesättigte Borsäurelösung, spülte sie mit Wasser ab und ließ sie an der Luft trocknen. Die so hergestellte lithographische Platte wies eine mikroskopisch feine Oberflächenaufrauhung auf, die der Oberfläche von Metallplatten, die für lithographische Zwecke aufgerauht worden waren, entsprach.

Man verwandelte die Platte dann in eine Druckplatte, indem man sie mit einer handelsüblichen, Druckfarbe annehmenden Diazoschicht überzog. Nach der Belichtung unter einer transparenten Bildvorlage und der Entwicklung der Platte stellt man Kopien auf einer lithographischen Druckmaschine her. Noch nach 100 000 Kopien war der Hintergrund klar.

Bei einer Untesuchung zeigte es sich, daß die Platte unbeschädigt war. Die Deckschicht haftete noch fest auf der vorbehandelten Polypropylen-Unterlage.

Beispiel 2

Aus einer Polypropylenfolie stellte man genau wie vorstehend beschrieben eine Platte her, mit der Ausnahme jedoch, daß man aus dem Ansatz der Deckschicht Aluminiumoxid und Zinkoxid wegließ. Nach

dem Einbrennen hatte sich eine harte, brüchige Oberfläche gebildet, die beim Biegen der Platte Sprünge bekam und nicht als Druckplatte zu verwenden war.

Beispiel 3

Aus einer Polypropylenfolie stellte man genau wie in Beispiel 1 eine Platte her, mit dem Unterschied jedoch, daß die Deckschicht etwa 0,2 mm dick war. Nach einstündigem Einbrennen bei 120° C wurde die erhaltene Folie stark gebogen, wobei die Schicht Sprünge bekam. Man entnahm Schichtproben und prüfte sie. Man stellte fest, daß die Siliciummonoxidschicht und eine dünne Polypropylenschicht an der Unterseite der Deckschicht haften blieben. Also war es die Kohäsion innerhalb des Polymerträgers, welche versagte.

Beispiel 4

Eine Polypropylenfolie, wie sie in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde zu einer 25 X 40 cm großen Platte zurechtgeschnitten und wie in Beispiel 1 mit Siliciummonoxid vorbehandelt.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 21 Teile Kaliumsilicat wurden in 50 Teile Wasser eingerührt. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zugegeben, die 1 Gewichtsteil Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Beim Einrühren der Borsäure konnte man beobachten, wie sich kleine Gelteilchen bildeten. Anschließend wurden noch 23 Teile Aluminiumoxid und 5 Teile Zinkoxid unter Rühren zugegeben. Zuletzt wurden noch 2 Teile Antimonsulfid zugegeben und das Ganze wurde über Nacht gerührt. Das Aluminiumoxid und das Zinkoxid hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron, während das Antimonsulfid eine durchschnittliche Größe von 0,5 Mikron hatte. Auf die vorbehandelte Platte wurde die Deckschicht aufgesprüht und 1 Stunde lang bei 120° C eingebrannt. Die entstandene Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,025 mm und war außerordentlich abrieb- und kratzfest. Die Platte wurde anschließend wie in Beispiel 1 in eine Druckplatte umgewandelt. Nachdem man davon 35 000 Kopien auf einer lithographischen Druckmaschine hergestellt hatte, untersuchte man die Platte und stellte fest, daß sie unbeschädigt war. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität.

Beispiel 5

Man stellte genau wie in Beispiel 1 eine lithographische Platte her, nahm jedoch an Stelle der Polypropylenfolie eine glatte 0,25 mm dicke Folie aus einem Polyvinylchlorid mit einer Viskosität von 0,4, gemessen nach ASTM D-1243-52T. Die Platte wurde wie in Beispiel 1 in eine Druckplatte umgewandelt und auf einer lithographischen Druckmaschine verwendet. Nachdem man 40000 Kopien hergestellt hatte, entfernte man die Platte und stellte fest, daß sie unbeschädigt war. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität.

Beispiel 6

Eine Folie aus 0,25 mm dickem linearen Polyäthylen von hoher Dichte, das ein Molekulargewicht von etwa 150 000 hatte, wurde zu einer 25 X 40 cm großen Platte zurechtgeschnitten. Die Platte wurde wie in Beispiel 1 mit einer 0,000076 mm dicken Siliciummonoxidschicht versehen.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: Man rührte 30 Teile Natriumsilicat in 48 Teile Wasser ein. Nachdem das Silicat sich aufgelöst hatte, fügte man vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zu, die 0,5 Gewichtsteilen Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Beim Einrühren der Borsäure bildeten sich kleine Gelteilchen. Schließlich wurden noch 21,5 Teile Aluminiumoxid zugesetzt, und das Ganze wurde über Nacht gerührt. Das Aluminiumoxid hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,5 Mikron. Nachdem man die Dispersion eine Nacht lang gerührt hatte, wurde sie 18 Stunden lang in einer Kugelmühle gemahlen. Die oben beschriebene vorbehandelte Platte wurde mit dieser Deckschicht überzogen, wozu man eine Vorhang-Beschichtungsvorrichtung . verwendete. (Die Platte wird dabei quer durch einen frei fallenden dünnen Strahl der Beschichtungslösung, der

so aber mindestens ebenso breit ist wie die Platte, hindurchgeführt.) Anschließend wurde die Platte 1 Stunde lang bei 100° C eingebrannt. Die entstandene Schicht war etwa 0,038 mm dick und außerordentlich abrieb- und kratzfest. Anschließend wurde die Platte wie in Beispiel 1 zu einer Druckplatte verarbeitet. Nachdem man 30000 Kopien auf einer lithographischen Druckmaschine hergestellt hatte, untersuchte man die Platte und stellte fest, daß sie unbeschädigt war. Die hergestellten Kopien waren von ausgezeichneter Qualität.

Beispiel 7

Man stellte genau wie in Beispiel 1 eine lithographische Platte her, verwandte jedoch statt der PoIypropylenfolie eine 0,5 mm dicke Folie aus Poly-(3,3-bis-chlormethyl-oxetan) mit einem Molekulargewicht von etwa 270 000. Man verwandelte die Platte in eine Druckplatte, indem man sie mit einer Druckfarbe annehmenden Diazoschicht überzog und sie dann mit Bildern versah, die sowohl feine Linien als auch völlig gedeckte und gerasterte Flächen aufwiesen. Die Platte wurde auf einer lithographischen Druckmaschine verwendet, und es wurden 35 000 Kopien davon hergestellt. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualitat, und die Platte zeigte keinerlei Beschädigungen.

Beispiel 8

Aus einer 0,4 mm dicken Folie aus schlagfestem Polystyrol mit einem spezifischen Gewicht von 1,06 wurde eine 25 X 40 cm große Platte geschnitten. Die Platte wurde wie in Beispiel 1 mit einer 0,000038 mm dicken Siliciummonoxidschicht versehen.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 16 Teile Kaliumsilicat wurden in 50 Teile Wasser eingerührt. Nachdem das Silicat sich aufgelöst hatte, wurde eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung, die 0,5 Teilen Borsäure (auf das Trokkengewicht bezogen) entsprach, vorsichtig und unter Rühren zugefügt. Anschließend wurden 0,5 Teile Phosphorsäure langsam und unter Rühren zugesetzt. Schließlich wurden noch 30 Teile Aluminiumhydroxid und 3 Teile Zinkoxid zugefügt, und die Mischung wurde über Nacht gerührt. Sowohl das Aluminiumhydroxid als auch das Zinkoxid hatten eine durchschnittliehe Teilchengröße von 1 Mikron. Diese Deckschicht wurde auf die oben beschriebene vorbehandelte Platte mit der Bürste aufgestrichen. Anschließend wurde sie 1V, Stunden lang bei 70° C eingebrannt. Die entstan-

509 507/284

dene Schicht hatte eine Dicke von etwa 0,05 mm und war außerordentlich abrieb- und kratzfest.

Die Oberfläche der vorbehandelten und mit einer Deckschicht versehenen Platte wurde wie in Beispiel 1 versiegelt. Dann wurde die Platte in eine Druckplatte verwandelt, indem man sie mit einer handelsüblichen, Druckfarbe annehmenden Photoresist-Schicht überzog. Nach der Belichtung unter einer negativen, transparenten Vorlage wurden die wasserlöslichen Stellen der Schicht entfernt, so daß die hydrophile Silicat-Deckschicht zum Vorschein kam. Von der so erhaltenen Druckplatte wurden 25 000 Kopien auf einer lithographischen Druckmaschine hergestellt. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Platte blieb unbeschädigt.

Beispiel 9

Dieses Beispiel dient zur Veranschaulichung der Verwendung eines auf eine Papierunterlage aufgebrachten Kunststoffs.

Ein Ausschnitt aus gebleichtem Kraftpapier (etwa 135 g/qm), auf den eine 0,025 mm dicke Schicht eines Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Mischpolymerisatsextrudiert war, das 10% Vinylchlorid enthielt und ein spezifisches Gewicht von 1,68 hatte, wurde zu einer 25 X 40 cm großen Platte zurechtgeschnitten. Die Platte wurde wie in Beispiel 1 mit einer 0,0005 mm dicken Siliciummonoxidschicht versehen.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 16 Teile Kaliumsilicat wurden in 50 Teile Wasser eingerührt. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zugegeben, die einem Gewichtsteil Borsäure (auf das Tockengewicht bezogen) entsprach. Schließlich fügte man noch 32 Teile feinteiliges Zink mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 Mikron hinzu und rührte die ganze Mischung über Nacht. Auf die oben beschriebene, auf eine Papierunterlage aufgebrachte, vorbehandelte Platte sprühte man die Deckschicht. Dann brannte man eine Stunde lang bei 70° C ein. Die entstandene Schicht war etwa 0,038 mm dick und hatte das metallische Aussehen einer gekörnten Metallplatte. Abrieb- und Kratzfestigkeit waren gut.

Die Oberfläche der mit der Deckschicht versehenen Platte wurde wie in Beispiel 1 versiegelt. Dann wurde die Platte in eine Druckplatte verwandelt, indem man sie mit einem handelsüblichen, Druckfarbe annehmenden Photoresist beschichtete. Nach der Belichtung unter einer negativen, transparenten Vorlage entfernte man die wasserlöslichen Stellen, so daß die hydrophile Silicatdeckschicht zum Vorschein kam. Die entstandene Druckplatte wurde auf einer lithographischen Druckmaschine zum Drucken von 25 000 Kopien verwendet. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Platte war unbeschädigt.

Beispiel 10

Eine 0,5 mm dicke Folie aus einem Cellulose-Mischester, der 50% Ceilulosegruppen, 37% Butylgruppen und 13% Acethylgruppen enthielt, wurde zu einer 25 X 40 cm großen Platte zurechtgeschnitten. Die Platte wurde wie in Beispiel Γ mit einer 0,00005 mm dicken Siliciummonoxidschicht versehen. Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 25 Teile Lithiumsilicat wurden in 50 Teile Wasser eingerührt. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zugegeben, die einem Gewichtsteil Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Beim Einrühren der Borsäure bildeten sich kleine Gelteilchen. Schließlich fügte man noch 22 Teile Aluminiumoxid und 2 Teile Titaniumdioxid zu und rührte das Ganze über Nacht. Sowohl das Aluminiumoxid als auch das Titaniumdioxid hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,5 Mikron. Die oben beschriebene vorbehandelte Platte wurde mit Hilfe einer Rakel mit der Deckschicht versehen. Anschließend wurde sie 4 Tage lang bei Zimmertemperatur getrocknet. Die entstandene Schicht war etwa 0,0076 mm dick und außerordentlich abrieb- und kratzfest. Die Oberfläche der vorbehandelten, mit der

!5 Deckschicht versehenen Platte wurde wie in Beispiel 1 versiegelt. Die Platte wurde dann in eine Druckplatte umgewandelt, indem man sie mit einem handelsüblichen, Druckfarbe annehmenden Photoresist beschichtete. Nach der Belichtung unter einer transparenten Bildvorlage und der Entwicklung stellte man davon auf einer lithographischen Druckmaschine 30000 Kopien her. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Platte war unbeschädigt. f-\

as Beispie 1 11

Eine extrudierte 0,25 mm dicke Folie aus Polypropylen mit einem Molekulargewicht von etwa 800000 wurde zur Verringerung ihres Schlupfes auf einer Seite mit einer Bürste aufgerauht. Die glatte Seite wurde dann mit einer 0,0001 mm dicken Siliciummonoxidschicht wie in Beispiel 1 versehen.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 23 Teile Natriumsilicat wurden in 48 Teile Wasser eingerührt. Nachdem das Silicat sich aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung, die einem Gewichtsteil Borsäure (bezogen auf das Trockengewicht) entsprach, zugegeben. Schließlich wurden noch 24 Teile Aluminiumoxid und 5 Teile Zinkoxid hinzugefügt, und das Ganze wurde eine halbe Stunde lang in einer Kugelmühle gemahlen, um die Bestandteile zu dispergieren. Das Zinkoxid hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron. Das Aluminiumoxid hatte Teilchen, deren Durchmesser zwisehen 50 und 150 Mikron betrug. Auf die ' vorbehandelte Folie wurde die Deckschicht aufgesprüht und dann eine Stunde lang bei 130° C eingebrannt. Die entstandene Schicht war etwa 0,025 mm dick und hatte das Aussehen eines rauhen Sandpapiers.

Das so erhaltene beschichtete Schmirgelblatt wurde sowohl beim trockenen als auch, beim nassen Abschmirgeln von Holz und Metall als völlig zufriedenstellend befunden. Sie neigte selbst bei wiederholtem Gebrauch nicht dazu, weich zu werden oder auf andere Weise ihre Handhabungsmerkmale zu verändern.

Beispiel 12

Eine beschichtete Schmirgelfolie wurde genau wie in Beispiel 11 hergestellt mit dem Unterschied, daß man an Stelle der Polypropylenfolie eine 0,2 mm dicke extrudierte Folie aus einem Gemisch von Polystyrol mit einem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat verwendete. Die Mischung enthielt 90% Polystyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 300 000 und 10% eines Styrol-Butadicn-iVlischpolymerisats mit einem Molekulargewicht von etwa 300 000. Das Mischpoly-

merisat enthielt 28% Styrol und 72% Butadien.

Die beschichtete Schmirgelfolie erwies sich sowohl beim trockenen als auch beim nassen Schmirgeln einer selbstantreibenden Klebevorrichtung als völlig zufriedenstellend.

Beispiel 13 ■

Eine 0,5 mm dicke Folie aus Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat, das ein Molekulargewicht von etwa 600000 hatte und 5 Molprozent Äthylen enthielt, wurde durch Recken auf die vierfache Länge uniaxial orientiert und dann zu einer 25 X 40 cm großen Platte zurechtgeschnitten. Die entstandene Platte wurde wie in Beispiel 1 mit Siliciummonoxid vorbehandelt.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 22 Teile Kaliumsilicat wurden in 50 Teile Wasser eingerührt. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zugegeben, die einem Gewichtsteil Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Schließlich fügte man noch 30 Teile feinteiliges metallisches Aluminium mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1,5 Mikron hinzu und rührte das Ganze über Nacht. Auf die vorbehandelte Folie sprühte man die Deckschicht auf und brannte eine Stunde lang bei 90° C ein. Die entstandene Schicht war etwa 0,038 mm dick und hatte das metallische Aussehen einer gekörnten Metallplatte. Abrieb- und Kratzfestigkeit waren gut.

Die Oberfläche der mit der Deckschicht versehenen Platte wurde wie in Beispiel 1 versiegelt. Die Platte wurde dann in eine Druckplatte umgewandelt, indem man sie mit einem handelsüblichen, Druckfarbe annehmenden Photoresist beschichtete. Nach der Belichtung unter einer negativen transparenten Vorlage entfernte man die wasserlöslichen Stellen, so daß die hydrophile Silicatdeckschicht zum Vorschein kam. Die entstandene Druckplatte wurde auf einer lithographischen Druckmaschine zum Drucken von 25 000 Kopien verwendet. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Platte war unbeschädigt.

Beispiel 14

Eine 0,38 mm dicke Folie aus Polymethylmethacrylat mit einem Molekulargewicht von etwa 150000 wurde zu einer 25 X 40 mm großen Platte zurechtgeschnitten. Die Platte wurde wie in Beispiel 1 mit einer 0,000076 mm dicken Siliciummonoxidschicht versehen.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 20 Teile Natriumsiiicat wurden in 48 Teile Wasser eingerührt. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zugegeben, die 2 Gewichtsteilen Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Beim Einrühren der Borsäure konnte man beobachten, wie sich kleine Gelteilchen bildeten. Schließlich fügte man noch 15 Teile Aluminiumoxid und 15 Teile Zinkoxid hinzu und rührte das Ganze über Nacht. Sowohl das Aluminiumoxid als auch das Zinkoxid hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron. Auf die oben beschriebene vorbehandelte Platte sprühte man die Deckschicht und brannte eine halbe Stunde lang bei 65° C ein. Die entstandene Schicht war etwa 0,02 mm dick und außerordentlich abrieb- und kratzfest. Die Oberfläche der vorbehandelten mit der Deckschicht versehenen Platte wurde wie in Beispiel 1 versiegelt.

Die Platte wurde dann wie in Beispiel 1 in eine Druckplatte umgewandelt und auf einer lithographischen Druckmaschine verwendet. Nachdem 10 000 Kopien gedruckt waren, wurde die Platte entfernt und als unbeschädigt befunden. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität.

Beispiel 15

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung und Verwendung einer Zeichenfolie.

Eine extrudierte 0,13 mm dicke Folie aus Polypropylen mit einem Molekulargewicht von etwa 600000 wurde wie in Beispiel 1 mit einer 0,000076 mm dicken Siliciummonoxidschicht versehen.

Für die Deckschichtdispersion wurde folgender Ansatz gewählt: 22,35 Teile Kaliumsilicat wurden in 48 Teile Wasser eingerührt. Nachdem sich das Silicat aufgelöst hatte, wurde vorsichtig und unter Rühren eine gesättigte wäßrige Borsäurelösung zugegeben, die 0,65 Teilen Borsäure (auf das Trockengewicht bezogen) entsprach. Schließlich fügte man noch 29 Teile Aluminiumoxid hinzu und mahlte das Ganze 2 Stunden lang in einer Kugelmühle, um eine gute Dispergierung zu gewährleisten. Das Aluminiumoxid hatte

eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 Mikron. Auf die vorbehandelte Folie sprühte man die Deckschicht und brannte 30 Minuten lang bei 105° C ein. Die entstandene Schicht war etwa 0,025 mm dick. Sie hatte ein trübes, weißes Aussehen. Als man sie auf

eine technische Zeichnung legte, konnte man jedoch die Zeichnung deutlich durch die Folie sehen. Die Zeichnung wurde unter Verwendung von oleophiler Farbe auf die Zeichenfolie gepaust. Die Folie wurde in eine lithographische Druckmaschine gegeben und

es wurden 1000 Kopien hergestellt. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Folie war unbeschädigt.

Man prüfte Muster der mit der Deckschicht versehenen Zeichenfolie auf ihre Aufnahmefähigkeit für

Bleistift-, Tinte- und Zeichenstiftzeichen. Es erwies sich, daß alle üblichen Zeichenmaterialien gut verwendet werden können. Die Wegradierbarkeit der Bleistiftzeichen war ausgezeichnet, ohne daß die alten

Zeichen noch zu sehen waren.
45

Beispiel 16

Eine Zeichenfolie wurde genau wie in Beispiel 15 hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß man an Stelle der Polypropylenfolie eine 0,15 mm dicke Folie aus chloriertem Polyäthylen verwendete. Das chlorierte Polyäthylen wurde in der Weise hergestellt, daß man Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von etwa 150 000 bis zu einem Chlorgehalt von 48% chlorierte. Auf einer Folie erzeugte man unter Verwendung von oleophiler Farbe das Original einer technischen Zeichnung. Die Folie wurde dann als lithographische Druckplatte verwendet, und man stellte 3000 Kopien der Zeichnung her. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Folie war unbeschädigt.

Beispiel 17

Eine Zeichenfolie wurde genau wie in Beispiel 15 hergestellt, mit dem Unterschied jedoch, daß sie auf beiden Seiten mit Siliciummonoxid vorbehandelt und anschließend auf beiden Seiten mit der Deckschicht versehen wurde. Eine Seite der Folie wurde mit einem

handelsüblichen lichtempfindlichen Harz beschichtet. Auf der Gegenseite erzeugte man unter Verwendung von schwarzer Tinte eine technische Zeichnung. Aus der Zeichenfolie stellte man eine negative lithographische Druckplatte her. Dazu wurde die lichtempfindliche Schicht belichtet, indem man Licht durch die

Folie scheinen ließ, und der Druck wurde dann auf herkömmliche Weise entwickelt. Die entstandene lithographische Druckplatte wurde zur Herstellung von 2000 Kopien der Zeichnung verwendet. Die Kopien waren von ausgezeichneter Qualität, und die Folie war unbeschädigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Gegenstand aus einem mit Schichten versehenen Grundkörper aus synthetischem Kunststoff, gekennzeichnet durch eine Grundschicht aus Siliciummonoxid und eine darauf befindliche, aus Alkalisilicat, Borsäure und einem feinteiligen Anteil aus Aluminium, Zink, Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid gebildete Deckschicht.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper eine Kunststoffplatte oder -folie ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht Schleifkorn enthält.