DE1694723A1 - Polymeres Material und dessen Verwendung in Reproduktionsverfahren - Google Patents

Description

Princeton Chemical· Beeearoh Inc». Poet Office Box 652, Princeton. Mew Jersey (7.St.Α.).

Polymeres Material und dessen Verwendung in Reproduktionsverfahren

Pie Erf indung 'bezieht sich auf neue Bruckmethoden und Materialien in Form von Folien oder Platten, die, wenn βie geprägt werden, Bereiche mit sichtbarem Farbkontrast sowie physikalischem Kontrast aufweisen. Die £rfin&tng umfasst ferner Materialien, die im wesentlichen aus isotaktigehem Polybuten-1 bestehen, das Füllstoffe und wahlweise einen farbstoff enthält.

Es wurde kürjclich gefunden, daß pigmentfreieet Polybuten«·! undurchsichtig gemacht werden kanu, wenn es unter geeigneten Bedingungen gereckt wird· Biese Eigenschaft ist jedoch bei Polyäthylen oder Polypropylen nicht Yorhanden» Sie undurchsichtigen lolien können durch Ausübung von Brück oder Wärm·, wie es beim üblichen Typendruck oder, bei Mtsekopierrerf«h- vm üblich ist, selektiv geklärt werden. Die bei diesen Kathoden selektiv geklärten Stellen heben eich «it eterkem Kontrast rom undurchsichtigen,, ungeklärten Eint ergrund ab*

IeI &am Tersmeh, Bueh@tal!®& und Zeichen auf Sjb wesentlichen

foliea aus Tol^mm^* zu Übertragen, inäes i@2? foil© aMm^Äsiohtig gems©ht wes?^®a Is

läßt sich mit üblichen Druck- und Prägemaschine nicht erreichen.

Es wurde ferner festgestellt, daß nach dem Prägen gewisser Polymerfolien did erhabenen abstehenden flächen verschwinden, wenn das geprägte Polymere auf etwa 60⁰C erwärmt wird· Bei dieser Temperatur pflegt sich audhdas Polymere zu verwerfen und zu schrumpfen·

Gegenstand der Erfindung let somit ein Verfahren zum "Ondurchsiehtigmaoheη von folien aus Polybuten-1 mit Hilfe einer verhältnismäßig geringen Spannung· Die Erfindung umfaßt ferner Buten-1-polymere, in die undurchsichtige AbMldüngen oder andere Zeichen, die sich mit physikalischem und sichtbarem Kontrast von einem durchsichtigen oder unveränderten Hintergrund abheben, geprägt werden können, und die nach dem Prägen ihre Ohdurohsichtigkeit an den geprägten Stellen bei Temperaturen oberhalb von 60⁰C behalten* Gegenstand der Erfindung sind ferner Buten-1-polymere in form von Platten, Bändern oder Folien, die unter Bildung weißer oder hellfarbiger undurchsichtiger Abbildungen oder Buchstaben, die sich im Kontrast zu einem farbigen oder dunklen Hintergrund abheben» geprägt werden können.

Sie Aufgaben, die sich die Erfindung stellt, werden gelöst, indem in Buten-1-polymere anorganische Killstoffe eingearbeitet werden, die den Grad der Spannung verringern, die erforderlich ist, um die Streckgrenze zu überschreiten, wodurch das Bedrucken oder eine Verzierung des Polymeren durch Prägen unter Ausbildung weißer oder hellfarbiger figuren möglich wird·

se 1st die Sastisi^ä-SsgreiiEfa» tie definiert wirdsl» €i® Zugspannung, feai ä@3? Has F©lya®r© sich

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Der Farbkontrast der eingeprägten Zeichen oder Figuren kann durch Zugabe geringer Farbstoff- oder Pigmentmengen sum gefCillten PoIybuten-1 gesteigert werden· Sie für die Zweck· der Erfindung geeigneten But·η-1-polymeren enthalten mehr als 8O9C, Torzugeweiee 85-95^ isotaktisches Polymerisat, gemessen durch Extraktion mit Dläthylather. Das Polymere ^SdH einen Schnei Bind ei zwischen 0,1 und 20, Torzugeweiet swisohen O₉5 und 15 haben» gemessen naoh der Prufaethode ASIM D-1238-57 (23O⁰C, 2160 g)· Polymere, die weniger ale 8OJ* Isotaktisohes Material enthalten, haben eine Terringerte Heigung "anzulaufen¹*, wenn sie deformiert werden· Gefüllte Polymere mit einem Selaelzindex Ton weniger al« 0,1 lassen sich schwierig Terarbeiten, und Materialien mit Sohmelsindioes Ton mehr als 20 pflegen spröde lu sei*, wenn sie mit Füllstoffen gemischt werden.

Die Polymennisohungen können nach bekannten Methoden unter Verwendung τοη "tispieleweise Zweiwaisenmischern» Banbury Mischern, Doppelsohneekenpressen o.dgl» hergestellt werden· Die Prägemassen können in Form τοη Folien duroh Kai anfrieren oder duroh Strangpressen mit Breiteehlitsdüsen hergestellt werden, worauf sie gegebenenfalls au Streifen geschnitten werden können·

lach dem Strangpressen oder Kalandrieren su Folien oder Platten miß das Material wenigstens 3 Tage gealtert werden, be-Tor optimale Bedruokbarkeit oder optimaler Farbkontrast nach dem Prägen er sielt wird« Diespeit, die sur Umwandlung des metastabilen kristallinen Zustande* τοη Polybuten der Form II, die bei Abkühlung aus der Sohmelse erhalten wird, in die stabile Kristallform I erforderlich ist» line Festlegung auf eine Theorie ist «war nicht beabsichtigt} jedoch wird angenommen, daß das Anlaufen ein Merkmal τοη BoIybuten-1 im kxlstalli&en Sustand der Form X ist und nicht bei Polybuten-1 in der Form II oder im metastabilen kristallinen Zustand eintritt·

ORIGINAL INSPECTED 109832/1629

Itotaktlschcs Polybutcn-1 let unter den Polyolefinen insofem einzigartig, «1· mi in wenigsten« drei polymorphen formen το rl left· lach mhiwng de· Polymere» au· der Sehmeise wird eine gewöhnlich «le for» II bezeichnete Irietallform de· Polybuten-1 erhalten« Polybuten der form II iet durch «ein IaXrarotspektrum, die Df*»Inrrcn, die Beziehung de· spezif ieohen Tolumen· sur temperatur und durch andere Parameter eindeutig gekennzeichnet, und ihm wird ein· tetragonmle Irietallform zugeschrieben. Bei Haumtemperatur wandelt eich Polybuten II spontan in «ine stabil· Kristall*orm um, dl· al· Polybuten-1 der form I bezeichnet wird· Me Geschwindigkeit der Umwandlung der form II sur form I reriiert etwas mit der am Aschegehalt gemessenen !einheit des Polymeren und mit dem Molekulargewicht. He Umwand lung 1st gewöhnlieh naoh 4-7 fegen sei laumtemperatur im weeentlichen abgeechloseen· He Umwandlung in das Polymere der form I tritt aueh ein, wenn Polybuten der form H der Einwirkung einer Spannung oder einem Druok unterwerfen wird· Polybuten-1 der form I wurde als rhombische Kristallform beschrieben und let durch Infrarotepektrum, die Dichte, die BTA-Karve, die mechanischen Eigenschaften u.dgl. eindeutig gekennzeichnet·

ils Inerte füllstoffe für die iragemassen eignen «iah dl· Tersohiedenen Eleeeleäuretypen, Oaleiumearbonat, lalkam_f Aluminiumsilleate, Asbest, «limmer, Oaleiumailicat, lariumsulfat» Bleiozyd, Bariumearbonat, Aluminlumoarbonat, megneaiumoarbonat, llumlnlumoxyA oder beliebige Oeaieoher dieser füllstoffe·

Sie Torwendete fülletoffmenge wird in Abhängigkeit von der Terstftrkungsmmrkung des jeweiligen falleteffiigewählt und kann t5-50, Torsugswelse 20-40 feile pro 100 feile dee Polymeren betragen. Un Aluminiumailioat der Handelebeseiohnung "ASf 403" (hergestellt durch minerals and Chemical· Phillip Oorpj&ion) hat eine hohe Teretlrkungewirkung, und dl· tmimisehumg τοη 25 folien dieeee Material· pro too feile de· Polymeren genügt» um gaten farbkontraet naoh dom Prägen su ersielen. Oaleiumcarbonat, da· gering· Teretärkungswirkung

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^«OiNAL INSPEGTg₀

»tlft, muß in einer Menge τοη 35-40 feilen sugesetst werden, um Tergleiohbarc Ergebnisse su erhalten·

Alt Yerstärkungswirkung gilt der Yersteifungseffekt d·· füllstoffe auf Al· Mae8·, d.h. ein Anstieg des 2ug~ und Biegemoduleι «ie ha« «in· Terrlagerung dta Grades der Spannung oder der proeentualen Dthauaf Im Gkfolg·, di« erferdtrlith let9 u» di· Btrtokgrtn·· iu übtreohreittm· Um Ttrhältniemäeig gering· Meng« tint» füll»toff« mit hoher TeratärkungewirlcuBg brauoht nur dem Polytuten-1 sugeaiseht su werden, um die Spannung, die erforderlieh ist, um die Streokgrense su überschreiten, auf 5Jt oder weniger su ror~ ringern, während sei einem füllstoff mit geringerer Ter~ stelfungsneigung grOfiere Mengen erforderlieh sind, um rtrgleiohbare Ergebnisse su ersielen·

Geeignete farbstoffe und Pigmente sind Pariatonerrot, CJliiaaoredonrot, Bensidingelb, Ihthaleoyaninblau, Ihthaloejanimgrün, Bufl, Knoehensohwars, Viekel~Asogelb, Alisarinbraun, Thioindigoid, Bidanthrenblau und Hello~Bordea«s-Braun· Die der Masse sugesetste Menge des farbstoffe oder Pigments mufi ausreichen, um das gefüllte Polymere gleichmäßig su färben, ohne den naoh dem Prägen ersielten farbkontrast n. beeinträchtigen· Die farbstoff- oder Pigmentmenge sollte weniger als 1 Teil, rorsugsweise O₉Ot-O₉I Teil pro 100 feile des Polymeren betragen·

Die gefüllten Mischungen auf Basis τοη Polybuten-1 seigern erhöhte Temperaturbeständigkeit der geprägten fläohe gegenüber den sur Zeit rerwendeten Materialien auf Basis -von Polyrinylehlorid· Beispielsweise Tersehwimdet der Parbkoatrast der geprägten fläche in Polyrinylehloridfolien, wenm sie auf etwa 60⁰O erwärmt werden, wobei außerdem Verwerfung und Schrumpfung der geprägten figuren eintritt· Der far·- kontrast der geprägten Xtäohe bei Materialien auf Basis τοη Polybuten-1 ist bei Temperaturen bis etwa 85⁰O stabil, und keine Verwerfung oder Schrumpfung der geprägten figuren findet statt.

OfUGiNAL INSPECTED

Auf Druok aneprechende Hebsteffe mit einer Trenneohioht können auf tiat Seit· der Präfemasa· aufgebracht werden, «o daß dieae Ieloht al« Etiketten Terwendet werden können. Geeignete druckempfindliche Klebstoffe sind bale? lelaweiae die Produkte dar Handelsbezeichnung "33-585" (Silieontyp, hergestellt τοη General Heotrie, "Shawinigan D-263", •in Aoryleäure-Copolymerlatex, und "Shawdnigan B-267"_f ein: Yinylacetat-Gopolymerlatex, beide hergestellt durch die ahawlnigan Diyiaien Ton Monsanto Chemical Corporation, ELeb-■toffe auf Bttia ron laturkautschuk und litrilkautschuk mit Suaats Ton klebrigmaohenden Harien, die auf Polyisobutylen baalerenden Tiatanei-Typen und Hebetoffe auf Baal· rereohiedener Haree, s.l. auf Baal· τοη Ithylen-Tinjlacetat-Ctopoly-■eren und Polybuten-1 alt Zuaats τοη klebrigmaohenden Weichmachern.

Beiepiel 1

Polybuten-1 (100 Teile) Tom Schmelsindex 2,2 (ASIM J^-1238-57), daa au 93* in Diäthyllther unlöelich iat, wird mit 35 Teilen gemahlenem öliamer und O₉I Teilen Jhthalooyanlnblau («X 2303 Mojaaroh Blue) auf einem Zweiwalsenmiaoher bei 115⁰O gemlaoht· Saa fall wird lerklalnert und daa Material >·! einer Sprit »kopf temperatur τοη 171 °0 zu einer Volle τοη 175 M atranggepreaat. Die farbe der Volle let tlefUan· Die Volle wird au Streif en τοη 9,5 mm Breite geschnitten und 4 Sage bei Baumtemperatur genalten· Sin Streifen dea Materials wird in eine Prägepresse eingelegt (hergestellt τοη: lapeprlnter Ina·), die mit einer rotierenden Matrise Tereehen Iat· Die Hohlräume der Vrägematrise haben eine Hefe τοη etwa 1 mm, und die erhabene Stelle der Stempel let etwa 1 mm hooh. Die Polybuten-1-folie wird geprägt, wobei weifie bis hellblaue Buohstaben und Zahlen gebildet werden, die aloh τοη der tiefblauen Varbe der unbeanapruchten Stellen soharf abheben.

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Bine Probe des bedruckten Band·· wird 12 Stunden in «in« tttrmceohrank alt lfeftslrkulation bei 82⁰O gehalten· Eine Verringerung dee Farbkontrastes der geprägten Zeichen tritt nicht «in·

Beispiel 2

Her in Belepiel 1 beschriebene Tereueh wird unter Verwendung Ton 20 feilen Aluminiumsilleat "ASP-403" und O₉1 fellen Ihthalooyaningrün (A4433 Green) wiederholt· Hne dunkelgrüne folie wird erhalten, die eich in der gleichen f eise wie die in Belepiel 1 beschriebene folie prägen lftft·

Beispiel 3

Polybutcn-1, da· einen Sehaelsindex τοη 3»0 hat und «u 91£ in Diäthyläther unlöelioh let, wird auf die In Beiepiel 1 beeohrlebene Weiee alt 30 feilen pulTerfurmlgor Kieselsäure (MHi-SIl 233") und 0,5 feilen Bus (Konareh 74") geaieeht· Suren Strangpressen bei 177⁰O wird eine eehwarse folie fön 0,15 a« Dicke hergestellt, die alt einem CLebetoff der folgenden Sueamaeneetsung beschichtet wirdι

Ithylen-Tinylaoet&t-Copoljaere (Hrax 150, Hu Pont) Chloriertes Polyphenyl (Aroehlor 5460, Monsanto) Chloriertes Polyphenyl (Aroehlor 1254 Monsanto) Xylol

30 feile 54 feile

25 feile 68 feile

Das Xylol wird bei erhöhter Temperatur abgedampft und die Hebeelte mit einem silieonbehandelten Absiehpapier bedeokt. Das Behichtgebilde wird am Streifen Ton *»5 mn Breite gesahaltten und 3 tage der Alterung fiberlaaeem· Um Streifen wird in die in Beispiel 1 genannte iragererrichtung eingelegt und bedruekt, wobei weite Zahlen gebildet werden, die sieh gegen einen sehwarsen Untergrund seharf abheben· Bas Sehutspapier wird abgestreift und das bedruckte Band als Etiketten auf Oberflächen geklebt·

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IHSPECTIED

Beispiel 4

Polybuten-1 (100 feile), das einen Schmelsindex ron 5,3 hat und Eu 89Ji in BLäthylKther umlöslioh ist, wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise mit 40 Seilen Talkum und 0,2 fellen p-Ioluidinrot (A 1757 para Toner) gemischt, lach dem Strangpressen, Altern und fragen wird ein Streifen erhalten, auf dem sieh weife Zahlen τοη einem roten Untergrund soharf abheben·

Beispiel 5

9er in Beispiel 4 beschriebene Versuch wird unter Verwendung τοη 100 fellen Polybuten-1 und 35 fellen eUmmerpulrer wiederholt· farbstoff oder Pigment wird nioht rerwendet« laoh dem Strangpressen, Zerschneiden, Altern und Bedrucken wird ein Band erhalten, auf dem sieh weiße Zahlen scharf gegen einen durchsichtigen bis durchscheinenden Hintergrund abheben·

Gemäß der Erfindung wurde somit gefunden, daß Äiten-1-polymere undurchsichtig werden, wenn sie gereckt werden, und daß ferner diese ündurohsiehtigkeit duroh Zumisohung eines füllst of fs sum Polymeren in den hier genannten Mengen bei geringerer Dehnung erreicht werden kann· Aus diesen Produkten hergestellte folien können in handelsüblichen Pzägemaschinen sur Herstellung erhabener undurchsichtiger Zeichen rerwendet werden, die sich mit ausgeeeiehmstem physikalischem Kontrast sTontbarem farbkoatrast rom Hintergrund der folie ablieben· ferner haben in dieser Weise geprägte folien eine höhere Wärmebeetändlgkeit als die bisher rerwendeten Produkte«

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Claims (1)

16ST723

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Patentansprüche

1.) Polymeres Material, insbesondere in Form von Schichten bzw. Filmen, in dem durch Prägung opake Druck- bzw. Schriftzeichen und dergleichen erzeugt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß es Polybuten-,! im Gemisch mit anorganischen Füllstoffen enthält, die den Spannungsgrad verringern, der zum Überschreiten der Streckgrenze unter Ausbildung einer bleibenden Opaleszenz erforderlich ist.

2.) Polymeres Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polybuten-1 im wesentlichen isotaktischer Natur ist · und vorzugsweise in der stabilen kristallinen Form I vorliegt, dabei zweckmäßigerweise zu über 80# in Diäthyläther umlöslieh ist und einen/Mel^index von 0,1 bis 20 aufweist.

5.) Polymeres Material nach Anspruch. 1 und St, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Füllstoffe in Mengen von 15 bis 50 Gew.-Teilen je 100 Gew.-Teile Harz vorliegen.

4.) Polymeres Material nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß Füllstoffe mit Verstärkerwirkung, insbesondere Kieselsäure, Kaliumcarbonat, Talkum, Aluminiumsilikate, Asbest, Glimmer, Kalziumsilikat, Magnesiumsilikat, Bariumsulfat,\ Bleiglätte, Bariumcarbonat, Aluminiumcarbonat, Magnesiumearbanat und/oder Aluminiumoxyd vorliegen.

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5.) Polymeres Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, däfl zusätzlich bis zu 1 ^ eines Farbstoffes anorganischer oder organischer Natur in dem Gemisch vorliegt.

6.) Polymeres Material nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es in Filmform mit einer Stärke von 0,013 bis 0,9 mm vorliegt.

γ .) Verfahren zur Herstellung von einem polymeren Material in Filmform« in dem durch Prägung opake Druck- bzw. Schriftzeichen und dergleichen erzeugt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß man überwiegend isotaktisches Polybuten-1 mit anorganischen Füllstoffen vermischt, die den Spannungsgrad verringern, der zum Überschreiten der Streckgrenze unter Ausbildung einer bleibenden Opaleszenz im Isobuten-1-Film erforderlich ist, aus dem Gemisch einen Film bildet, der das Polybuten in der meta-stabilen kristallinen Form II enthält und dieses, vorzugsweise durch eine Alterung über den Zeitraum von 5 bis 8 Tagen, in die stabile kristalline Form I überführt.

8.) Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man die anorganischen Füllstoffe in solcher Menge einsetzt, daß die unter Ausbildung einer bleibenden Opaleszenz erforderliche Streckgrenze weniger als 10 bis 25 % beträgt, wobei zweckmäßigerweise 15 bis 50 Gew.-Teile anorganisches Füllmittel je 100 Gew.-Teile Harz eingesetzt werden.

9.) Reproduktionsverfahren unter Ausbildung von opaken Druck- bzw. Schriftzeichen und dergleichen In einem polymeren Material, das vorzugsweise in Schicht- bzw. Filmform vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material der Ansprüche 1 bis 6 einer so ausreichend starken Prägung unterworfen wird, daß in den geprägten Stellen die Streckgrenze unter Ausbildung einer bleibenden Opaleszenz überschritten wird.

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