DE1629512B2 - Verfahren zur herstellung einer bedruck- und beschreibfaehigen kunststoffolie - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer bedruck- und beschreibfaehigen kunststoffolieInfo
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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
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.
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.
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
mit den Feststoffteilchen
Druck im Spalt zwischen
Kühl- und Druckwalze
Geschwindigkeit der
Kühlwalze
Oberflächentemperatur
der Kühlwalze
Durchmesser der Eindrücke der aufgerauhten
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
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
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
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
Kühl- und Druckwalze 22 kp/cm
Geschwindigkeit der Kühlwalze
Temperatur 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
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 (1)
- 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.
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