DE1629512B2

DE1629512B2 - Verfahren zur herstellung einer bedruck- und beschreibfaehigen kunststoffolie

Info

Publication number: DE1629512B2
Application number: DE1966K0061049
Authority: DE
Inventors: Saburo; Yokoi Hisaaki; Sato Koichiro; Yamane Motoo; Tokio Yoshimura
Original assignee: The Kokusaku Pulp Industry Co., Ltd., Tokio
Priority date: 1965-12-29
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DE1629512A1; GB1173778A; US3592725A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bedruck- und beschreibfähigen Folie, bei dem auf die Oberfläche einer thermoplastischen Kunststoffolie Tinte oder Druckfarbe aufnehmende feine Feststoffteilchen aufgebracht und durch Wärmeeinwirkung in die Oberfläche der Kunststoffolie eingebettet werden.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt (US-PS 2909443, Beispiel 12).

Aus der belgischen Patentschrift 605 070 und der französischen Patentschrift 917352 ist es bekannt, Kunststoffolien dadurch bedruckbar zu machen, daß man in den Folienkörper unlösliche Feststoffteilchen einbringt. Nachteilig ist hierbei, daß nicht die gesamte Oberfläche der Kunststoffolien von den Feststoffteilchen, welche die Beschreib- und Bedruckfähigkeit herbeiführen, bedeckt ist. Ferner ist aus der französischen Patentschrift 1273 502 bekannt, Kunststofffolien dadurch bedruckbar zu machen, daß sie mit einer Deckschicht aus feinen Feststoffteilchen versehen werden. Es ist jedoch aus dieser Druckschrift kein Verfahren bekannt, wie man diese Feststoffteilchen aufbringt. Beim Beschichten der Kunststoffolien ergeben sich, wie noch zu zeigen ist, erhebliche Schwierigkeiten. Ferner ist aus der britischen Patentschrift 1007451 bekannt, eine Kunststoffolie dadurch beschreib- und bedruckfähig zu machen, daß man die Oberfläche der Kunststoffolie mit einer Lösung eines Copolymeren des die Folie bildenden Kunststoffes überzieht, wobei diese Lösung ein Lösungsmittel für diesen Kunststoff enthält. Außerdem ist in der Lösung ein lichtempfindliches feines Pulver verteilt. Beim Aufstreichen dieser Lösung soll das Lösungsmittel Kunststoff material auf der Folienoberfläche lösen und durch anschließendes Verdampfen des Lösungsmittels soll ein Anhaften des feinen, nicht lichtempfindlichen Pulvers auf der Oberfläche der Kunststoffolie erzielt werden. Die Haftfestigkeit des auf der Oberfläche aufgebrachten Pulvers ist ziemlich niedrig, weshalb die Gefahr besteht, daß die Kunststoffolie die Beschreib- und Bedruckfähigkeit durch Abrieb des aufgebrachten Pulvers wieder verliert.

Bei dem eingangs genannten Verfahren, das aus der US-Patentschrift 2909443 bekannt ist, werden die Feststoffteilchen erhitzt und auf die kalte Oberfläche des thermoplastischen Kunststoffilmes aufgesprüht. An den Auftreffstellen dringen die erhitzten Feststoffteilchen in die Kunststoffoberfläche ein. Das Aufsprühen und Erhitzen der Feststoffteilchen geschieht mit Hilfe einer Pistole, wobei erhebliche Schwierigkeiten auftreten. Um ein Schmelzen der Kunststoffolie zu vermeiden, ist es notwendig, mit einer geringen Flamme und Treibstoffmenge zu arbeiten, so daß der Gasdruck nicht ausreicht, um die Feststoffteilchen mit dem nötigen Aufprall auf die Kunststoffoberfläche aufzusprühen. Hieraus ergibt

ίο sich eine unregelmäßige Oberflächenbeschichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Beschichtung der Kunststoffolienoberfläche in der Weise durchzuführen, daß die Feststoffteilchen in ausreichendem Maße in der Oberfläche der Kunststoffolie eingebettet werden, so daß sich eine durchgehende Oberflächenbeschichtung mit ausreichender Haftfestigkeit ergibt. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feststoffteilchen auf einen mit einer aufgerauhten Oberfläche versehenen Zwischenträger in Pulverform zu einer durchgehenden Schicht aufgebracht werden und dann mit Hilfe des Zwischenträgers auf die vorher erweichte Kunststoffolie aufgepreßt werden.

Mit Hilfe dieses in einfacher Weise durchführbaren Verfahrens ergibt sich eine Kunststoffolie mit einer fest haftenden Schicht, die ohne weiteres bedruck- und beschreibfähig ist.

Die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt in vergrößerter Darstellung durch einen Zwischenträger, auf dessen aufgerauhter Oberfläche Feststoffteilchen verteilt sind und Fig. 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.
Die benutzten thermoplastischen Kunststoffolien

können z. B. aus Homopolymerisaten des Äthylens, Propylens, Vinylchlorids, Vinylidenchlorids, Styrols oder Mischpolymerisaten sowie Mischungen der vorgenannten Stoffe bestehen.

Die Feststoffteilchen können beispielsweise aus Mergel, Talk, Titanoxid und Zinkoxid oder einem organischen Stoff, wie z. B. Pulpepulver, bestehen. Der Zwischenträger kann entweder die Form eines Bandes, einer Folie oder einer Walze haben. Wenn eine Walze benutzt wird, kann zur Erzeugung der aufgerauhten Oberfläche eine Folie aus Metall, Papier oder Tuch verwendet werden, deren rauhe Oberfläche den Umfang z. B. einer Kühlwalze und/oder einer Druckwalze mit rauher Oberfläche bildet. Auch kann die Oberfläche der Walze in bekannter Weise aufgerauht werden. Dies kann beispielsweise, wenn es sich um eine metallische Oberfläche handelt, durch Sandstrahlen geschehen. Bei Verwendung einer Folie aus Papier oder Tuch kann dieselbe dadurch aufgerauht werden, daß eine Vielzahl von Teilchen an der Oberfläche aufgeklebt wird. Es ist auch möglich, Schmirgelpapier zur Bildung der aufgerauhten Oberfläche zu verwenden.

Obwohl der Durchmesser der einzelnen Feststoffteilchen von der Dicke der zu bildenden Schicht abhängt, werden bevorzugt Durchmesser in der Größe von mehreren 100 /jm angewandt. Die Teilchen sind mindestens 1 μπι groß mit einem bevorzugten Bereich von 10 bis 20 μπι bei Verwendung von Talk und Mer-

gel. Bei Verwendung von Pulpepulver liegen Teilchen in einer Größe von 74 μπι vor.

Die einzelnen, auf dem Zwischenträger aufgebrachten Feststoffteilchen werden durch wechselseitige Reibungskräfte verbunden. Sie werden in solcher Dicke auf den Zwischenträger aufgegeben, daß die »Tiefen« der aufgerauhten Oberfläche des Zwischenträgers voll mit den einzelnen Teilchen ausgefüllt sind und daß die »Höhen« gerade noch bedeckt sind. Die einzelnen Teilchen werden sodann auf die stranggepreßte Kunststoffolie aufgegeben, die noch nicht völ-Hg erstarrt ist, sondern noch teilweise weich ist.

Wenn eine Polypropylenfolie mit einem Schmelzindex von 8 mit den einzelnen, die Schicht bildenden Feststoffteilchen bei einem Druck von 22 kp/cm zu- ^X5 sammengebracht wird, soll die Temperatur des PoIypropylens innerhalb eines Bereiches von 200° bis 300° C, vorzugsweise von 200° bis 250° C liegen. Allgemein gilt, daß, je höher die Schmelztemperatur des Kunststoffes liegt, um so niedriger soll der Druck. zum Aufbringen der Feststoffteilchen sein. Je höher der Schmelzindex des Kunststoffes ist, desto niedriger soll der Druck beim Aufbringen der Feststoffteilchen sein.

Eine wie vorstehend beschrieben hergestellte Folie ^a5 weist den Vorteil auf, daß sie mit einer aufgerauhten Oberfläche versehen ist, die zur Aufnahme von Tinte oder Druckerschwärze ausgezeichnet geeignet ist. Die Rauhigkeit der fertigen Folie entspricht in etwa der Rauhigkeit des aufgerauhten Zwischenträgers. 3"

Wenn beim Bedrucken oder Beschreiben einer erfindungsgemäßen Folie irgendwelche Schwierigkeiten, ζ. B. durch Kleckse, auftreten, können diese in bekannter Art und Weise ohne weiteres behoben werden. Um z. B. ein Auslaufen der Tinte zu verhindern, kann Rosin, Wachs, Petroleum oder ein anderes geeignetes Mittel in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden, womit sodann die Oberfläche der Folie behandelt wird. Eine derartig behandelte Folie weist verbesserte Beschreib- und Bedruckfähigkeit auf. Die Folie kann in beliebiger Farbe hergestellt werden, indem bestimmte Farbstoffe sowohl organischer als auch anorganischer Art dem Kunststoff zur Herstellung der Folie beigemischt werden.

In Fig. 1 ist im Querschnitt schematisch eine Trägerfolie 21 als Zwischenträger dargestellt, die aus Papier, Tuch oder Metall bestehen kann. Die Trägerfolie 21 weist eine aufgerauhte Oberfläche 22 auf, die aus einander abwechselnden konvexen Stellen 23 und konkaven Stellen 24 besteht, die im dargestellten Querschnitt eine Zickzack-Linie bilden. Auf der Oberfläche 22 ist eine aus Feststoffteilchen 25 bestehende Schicht angeordnet. Zwischen den einzelnen Feststoffteilchen 25 und der Trägerfolie 21 wirken wechselseitige Reibungskräfte. Wie schon erwähnt, wird die Schicht in einer solchen Dicke auf die Trägerfolie 21 aufgegeben, daß die konvexen Teile 23, d. h. die »Höhen« der Oberfläche 22, gerade noch bedeckt sind.

In Fig. 2 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kunststoffolie dargestellt. In einer Formdüse 31 wird in an sich bekannter Weise der Kunststoff durch Erwärmung geschmolzen und zu einer Kunststoffolie 32 extrudiert. Die extrudierte Kunststoffolie 32 wird durch den von einer Kühlwalze 33 und einer Druckwalze 34 kleineren Durchmessers gebildeten Spalt hindurchgeleitet.

Wenn die extrudierte Kunststoffolie 32 durch den Spalt zwischen den beiden Walzen 33 und 34 geleitet wird, wird dieselbe durch den von der Druckwalze 34 ausgeübten Druck gegen den Umfang der Kühlwalze 33 gedrückt und abgekühlt. Die Kunststoffolie 32 liegt der Kühlwalze 33 längs des halben Umfanges derselben an. Gegenüberliegend zu der Druckwalze

34 ist eine Abstreifwalze 38 angeordnet, durch die die Folie 32 sodann von der Kühlwalze 33 abgestreift wird. Die Zuführ- und Vorschubgeschwindigkeit der Folie 32 wird entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze 33 gewählt.

Eine aus einem endlosen, metallischen Band bestehende Trägerbahn 35 als Zwischenträger wird gleichfalls über die Druckrolle 34 geführt. Die Trägerbahn

35 weist eine aufgerauhte Oberfläche zur Aufnahme von Feststoffteilchen 36 auf. Die Trägerbahn 35 wird weiterhin über Führungsrollen 34a, 34b und 34c geleitet. Die Führungsrollen 34a bis 34c bilden zusammen mit der Druckrolle 34 ein Rechteck. Oberhalb der Trägerbahn 35 ist an geeigneter Stelle zwischen der Druckrolle 34 und der Führungsrolle 34 c eine Vorrichtung 37 zum Aufbringen der Feststoffteilchen

36 vorgesehen.

Wenn die extrudierte Kunststoffolie 32 durch den Spalt zwischen den beiden Walzen 33 und 34 geleitet wird, gelangt sie mit der mit Feststoffteilchen 36 versehenen Oberfläche der Trägerbahn 35 in Berührung, wodurch auf Grund des von der Druckwalze 34 ausgeübten Druckes Feststoffteilchen 36 auf die noch weiche Kunststoffolie 32 aufgebracht und in derselben eingebettet werden, wenn diese sich abkühlt und verfestigt. Nach Durchlauf durch den von den beiden Walzen 33 und 34 gebildeten Spalt werden die Kunststoffolie 32 und die Trägerbahn 35 wieder voneinander getrennt. Bei ihrer Fortbewegung längs des Umfanges der Kühlwalze 33 wird die Kunststoffolie 32 abgekühlt und verfestigt sich.

In Fig. 3 wird eine Kunststoffolie beidseitig mit Feststoffteilchen beschichtet. Mit Hilfe einer Formdüse 41 wird eine Kunststoffolie 42 extrudiert. Unterhalb der Formdüse 41 sind, ähnlich wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2, eine Druckwalze 44 und eine Kühlwalze 43 angeordnet. Gleichfalls ist eine Abstreifwalze 48 vorgesehen, die der Druckwalze 44 gegenüberliegt. Eine erste Trägerbahn 45a als Zwischenträger, die aus einem endlosen metallischen Band besteht und eine rauhe Oberfläche aufweist, wird über die Druckwalze 44 und drei Führungsrollen 44a, 44b und 44c geleitet. Über der Trägerbahn 45a ist eine erste Einrichtung 47a zum Aufbringen von Feststoffteilchen 46a auf die rauhe Oberfläche der ersten Trägerbahn 45a vorgesehen.

Eine zweite Vorrichtung zum Beschichten besteht im wesentlichen aus einer metallischen Trägerbahn 45 b in Form eines endlosen Bandes, das eine rauhe Oberfläche aufweist. Zum Aufbringen von Feststoffteilchen 46 b ist eine Vorrichtung 47 b zwischen den Walzen 44 und 43a vorgesehen. Die Trägerbahn 45 b wird über die Walze 43 und eine Führungswalze 43 a geleitet. Die Kühlwalze 43 treibt die Trägerbahn 45 b an und kühlt gleichzeitig die extrudierte Kunststoffolie 42, die durch den von der Druckwalze 44 und der Kühlwalze 43 gebildeten Spalt geleitet wird. Wenn die Kunststoffolie 42 durch diesen Spalt geführt wird, liegt sie gegen die mit Feststoffteilchen 46 a und 46 b versehenen Oberflächen der beiden Trägerbahnen 45a und 45b an, so daß infolge des durch die Druck-

walze 44 ausgeübten Druckes Feststoffteilchen 46a und 466 auf beiden Seiten der Kunststoffolie 42 aufgebracht und in derselben eingebettet werden. Mit Hilfe der Walze 48 wird die beidseitig mit Feststoffteilchen versehene Kunststoffolie 42 sodann von der Kühlwalze abgestreift.

In Fig. 4 sind in einem Behälter 71 Feststoffteilchen 75 angeordnet. Der Behälter 71 weist ein offenes Ende 72 auf, das einer rotierenden metallischen Walze 76 mit aufgerauhter Oberfläche gegenüberliegt. In dem Behälter 71 ist eine gleitend bewegliche Druckplatte 73 angeordnet, die mit einer Druckstange 74 versehen ist, die durch das andere gleichfalls offene Ende 72a des Behälters 71 herausragt. Mit Hilfe der Stange 74 und der Druckplatte 73 werden die Feststoffteilchen 75 gegen die Oberfläche der metallischen Walze 76 gedrückt und dabei von derselben während ihrer Rotation und Drehung in einer dünnen Schicht aufgenommen.

Es kann eine weitere Walze 77 kleineren Durchmessers vorgesehen werden, durch die es in sehr einfacher Weise möglich ist, eine gleichmäßige Schichtdicke an Feststoffteilchen 75 zu erzielen.

In Fig. 5 sind in einem wannenförmigen Behälter 81 Feststoffteilchen in einem wäßrigen Brei 82 angeordnet. In den Brei 82 taucht eine Aufnahmewalze 83 zum Teil ein, so daß durch eine Drehung derselben eine dünne, mit Feststoffteilchen versehene Schicht aufgenommen wird. Gegen die Aufnahmewalze 83 liegt eine weitere Aufnahmewalze 84 an, so daß die in der Schicht eingebetteten Feststoffteilchen von der Aufnahmewalze 83 auf die Aufnahmewalze 84 übertragen werden. Die Feststoffteilchen werden sodann von der Aufnahmewalze 84 auf eine gegen dieselbe fest anliegende Walze 85 größeren Durchmessers übertragen, die eine aufgerauhte Oberfläche aufweist. Die dünne breiartige Schicht, die sich auf der Oberfläche der Walze 85 befindet, wird mit Hilfe von Infrarotlampen 86 getrocknet.

Die Walzen 76 und 85 gemäß den Fig. 4 und 5 können als Kühl- oder Druckwalzen dienen.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sind nachfolgend einige Ausführungsbeispiele aufgeführt.

Beispiel 1

Es wird die Vorrichtung gemäß Fig. 2 benutzt. Als Ausgangsmaterial dient Polypropylen mit einem Schmelzindex von 7, das in Form feiner Teilchen vorliegt und mit einer an sich bekannten T-förmigen Extruderdüse extrudiert wird, die eine Spaltweite von 0,6 mm aufweist. Die Auslaßtemperatur beträgt 280° C. Die Trägerbahn weist an ihrer aufgerauhten Seite die erwähnten konkaven Stellen auf, deren Durchmesser 30 jum beträgt. Auf der Oberfläche der Trägerbahn werden Talkteilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 10 μπι angeordnet. Die Oberflächendichte der Talkteilchen beträgt 2,2 g/m². Die extrudierte Kunststoffolie wird gegen die Talkschicht zur Anlage gebracht, bevor sie in den von der Kühl- und Druckwalze gebildeten Spalt eintritt. In dem von der Kühl- und Druckwalze gebildeten Spalt wird mittels der Druckwalze ein Druck von 22 kp/cm erzeugt. Zum Zeitpunkt, wo die extrudierte Kunststoffolie mit den Talkteilchen in Berührung kommt, beträgt die Temperatur derselben 210° C. Beim Durchlaufen des Spaltes werden die Talkteilchen auf die Kunststoffolie übertragen und teilweise in deren Oberfläche eingebettet und mit derselben fest verbunden. Die Dicke der mit Kunststoffteilchen versehenen und als Endprodukt vorliegenden Kunststoffolie beträgt 80 μπι.

Die auf die vorstehend beschriebene Art und Weise erhaltene Kunststoffolie ist lichtundurchlässig und kann sehr gut bedruckt werden. Die Folie ist sehr gut zur Herstellung von Landkarten und Zeichnungen jeglicher Art geeignet.

Beispiel 2

Es wird die Vorrichtung gemäß Fig. 3 verwendet. Das Verfahren wird im wesentlichen in derselben Art, wie im vorstehenden Beispiel 1 beschrieben, durchge- ¹S führt. Es wird eine thermoplastische Kunststoffolie hergestellt, die beidseitig mit einer dünnen Schicht von Pulpeteilchen versehen ist. Die Arbeits- und Verfahrensbedingungen sind die folgenden:

Polyäthylen

Schmelzindex 8

Formdüsenauslaßtemperatur 270° C

Formdüsenspaltbreite 0,6 mm

Temperatur der Kunststoffolie bei Berührung
mit den Feststoffteilchen
Druck im Spalt zwischen
Kühl- und Druckwalze
Geschwindigkeit der
Kühlwalze

Oberflächentemperatur
der Kühlwalze
Durchmesser der Eindrücke der aufgerauhten

Oberfläche der Trägerbahn

Größe und Art der
Feststoffteilchen
Oberflächendichte der
Schicht aus Pulpepulver
Dicke der mit Feststoffteilchen versehenen Folie

200° C 22 kp/cm 25 m/min 35° C

ca. 100 μνη

Pulpeteilchen von 74 μπι 1,8 g/m² 80 μχη

Beispiel 3

Es wird die Vorrichtung gemäß Fi g. 4 benutzt. Die einzelnen Verfahrensschritte sind im wesentlichen dieselben wie vorstehend im Beispiel 1 beschrieben, ausgenommen, daß die Kunststoffschicht zwischen einer Schicht aus Kraft-Papier einerseits und einer dünnen Schicht aus Mergel eingebettet wird. Die Arbeitsund Verfahrensbedingungen sind die folgenden:

Polyäthylen

Schmelzindex 7

Formdüsenauslaßtemperatur 360° C

Formdüsenspaltbreite 0,6 mm

Temperatur des Polyäthylens zur Zeit der
Berührung mit dem
Kraft-Papier und der
Mergelschicht 92° C

Gewicht des Kraft-Papiers 80 g/m² Druck im Spalt zwischen
Kühl- und Druckwalze 22 kp/cm

Geschwindigkeit der Kühlwalze
Temperatur der Kühlwalze

Größe und Art des die Deckschicht bildenden Pulvers

Oberflächendichte des Mergelpulvers durchschnittlicher Durchmesser der Eindrücke der aufgerauhten Trägerbahn

50 m/min

35° C

Mergelpulver mit einem

durchschnittlichen

Durchmesser von 1,5 μητι

2,5 g/m²

20 μίτι

Beispiel 4

Die gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 hergestellte Kunststoffolie wurde in eine 0,2%ige handelsübliche Petroleumkunstharzlösung, gelöst in Toluen, eingetaucht. Die überschüssige Lösung wurde von der Folie abgestreift. Anschließend wurde die Folie bei einer Temperatur von 50° C getrocknet. Bei einem anschließenden Beschreiben der Folie mit Tinte

ίο wurde festgestellt, daß auf Grund der Behandlung der Folie mit der vorgenannten Flüssigkeit die Tinte nicht mehr auslief und die Folie somit in ausgezeichneter Weise beschreibfähig war.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

609 549/344

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer bedruck- und beschreibfähigen Folie, bei dem auf die Oberfläche einer thermoplastischen Kunststoffolie Tinte oder Druckfarbe aufnehmende feine Feststoffteilchen aufgebracht und durch Wärmeeinwirkung in die Oberfläche der Kunststofolie eingebettet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen auf einen mit einer aufgerauhten Oberfläche versehenen Zwischenträger in Pulverform zu einer durchgehenden Schicht aufgebracht werden und dann mit Hilfe des Zwischenträgers auf die vorher erweichte Kunststoffolie aufgepreßt werden.