DE19703731A1 - Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate mittels Xerographie über Transferpapiere - Google Patents

Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate mittels Xerographie über Transferpapiere

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Abbildungen mittels Xerokopie auf Substrate wie textile Unterlagen, insbesondere T-Shirts, Tassen, Magnetfolien, Spiegel oder andere glatte Oberflächen aus Metall, Leder, Keramik, Holz, Plexiglas, Karton oder Kunststoff mittels Transferpapieren.
Das Problem bei der Übertragung von beliebigen Abbildungen durch Xerokopie über Transferpapiere, die nach Übertragen der Abbildung heiß auf Substrate aufgesiegelt werden, besteht in folgendem: Zum einen muß die Abbildung qualitativ hochwertig sein, d. h. sie darf nicht zu stark glänzen, die Farben müs­ sen echt wirken und die Abbildung darf auch nach mehrmaligen Reinigungs­ vorgängen nicht ausbleichen oder abgewaschen werden.
Um einen Schutz der Farben zu gewährleisten, wird vorzugsweise das Transfer­ papier mit einer Kunststoffschicht versehen, die beim Aufsiegeln am Substrat haften bleibt und von Transferpapier gelöst wird. Dazu muß sich aber das Papier nach dem Aufsiegeln leicht von der Kunststoffschicht lösen lassen. Um dies zu ermöglichen, enthalten die Beschichtungen ein Wachs. Dieses Wachs zeigt aber den gravierenden Nachteil, daß es im Kopiergerät bei den dort herrschenden, teilweise bis zu 160° hohen Temperaturen verdampft und sich auf die Oberflächen des Geräts legt, was dazu führt, daß die Optik verschmutzt und die Papier­ transportmittel (Walzen) infolge herabgesetzter Reibungsbeiwerte nicht mehr einwandfrei transportieren, die Kopiergeräte somit sehr häufig und umständlich zu reinigen sind.
Bekannt ist z. B. aus der DE 39 20 864 AI ein Verfahren zu diesem Zweck, wobei auf einem beschichteten Papier eine Xerokopie hergestellt und diese auf den Stoff aufgebügelt wird.
Die Beschichtung ist dabei dreilagig, sie besteht aus einer Polyethylen(Copoly­ mer)-Schicht, auf die im Siebdruck eine Härteschicht und danach wiederum im Siebdruck eine Stabilisatorschicht aufgetragen ist. Bei diesem Verfahren werden nur die xerographischen Farbstoffe in die Textilien übertragen und das Papier­ laminat insgesamt abgezogen. Nachteilig ist an diesem Vorgehen einmal die sehr aufwendige Beschichtung durch Extrusion der Grundschicht und nach dem Aushärten durch Siebdruck jeweils der beiden unumgänglichen weiteren Lagen. Weiterhin ist an derart bedruckten Stoffen nachteilig, daß die Drucke schon nach wenigen Waschgängen verblassen. Darüber hinaus befriedigt die Druckqualität nicht.
In der DE 40 24 419 A1 ist ein Druckträger für die gleichen Zwecke wie vorliegend beschrieben. Dieser besteht aus zwei auf einem Trägerpapier aufgebrachten polymeren Schichten, einer ersten Kautschukschicht als Schmelzbeschichtung und einer darüber liegenden zweiten aus Polyethylen oder Polyacrylat. Das Ablö­ sen des Papiers nach dem Aufbringen des Druckes auf das Textil erfordert das Halten des Papiers auf Schmelztemperatur des Kautschuks. Hier wird zwar auch auf Wachs als Trennmittel verzichtet, da sich der Kautschuk aber sehr gut mit dem Papier verbindet, ist der Ablösevorgang gegebenenfalls auf Wärmezufuhr angewiesen (s. z. B. Anspruch 19), um die hierzu erforderliche hohe Temperatur von 150 bis 220°C aufrechtzuerhalten.
Das Ablösen könnte zwar durch Verwendung siliconisierten Papiers unterstützt werden, dies will man jedoch möglichst vermeiden, da die Siliconbeschichtung zu unerwünschtem unnatürlich wirkenden Glanz führt.
In der DE 26 14 078 C2 ist eine Heißdruckfolie offenbart, bestehend aus einem Träger und einer EVA-Copolymerisatbeschichtung in einer Mischung mit einem Klebrigmacher und Wachs in einer einlagigen Beschichtung auf einem Träger zusammen mit Pigment. Dieses Material dient nicht dem Zweck des Übertragens von Drucken durch Xerokopie und hätte wegen des Verdampfens von Wachs die oben geschilderten Nachteile.
Weiterhin verwendet die DE 39 42 021 A1 für die gleichen Zwecke eine lediglich einlagige Beschichtung. Zur Verbesserung der Ablösbarkeit wird der Kunststoff­ schicht Paraffin zugesetzt und gegebenenfalls zusätzlich mit Silicon beschichtetes Papier verwendet, was genau die obigen Nachteile mit sich bringt.
In der DE 39 01 340 C2 sind wärmeempfindliche Bildübertragungs- und Aufzeich­ nungsmaterialien zur Verwendung in Druckern von Computern beschrieben. Dabei wird eine wärmeschmelzbare Farbschicht über einen Thermokopf erschmolzen, auf ein Papier übertragen und dort zu einem Bild zusammengefügt. Die Beschichtung befindet sich auf einem Farbband und soll zwecks Verbesse­ rung der Bildqualität einen Kautschuk als Freisetzungsschicht aufweisen, die frei sein soll von Paraffin und darüberliegend eine wärmeschmelzende Farbschicht aus Färbemittel und Harzkomponente. Dabei wird jedoch nicht ein aufgebrachtes Bild vollflächig von einem Träger übernommen, sondern dieses nach Entnahme von Einzelpunkten vom Farbband auf dem Papier zusammengesetzt.
In der DE 33 11 728 A1 sind letztlich "Abziehbilder" beschrieben, die auf saugfä­ higes Papier aufgebracht sind und von diesem durch Wasser abgelöst werden können, um sie auf andere Unterlagen zu übertragen. Ein solches Material ist für die vorliegenden Zwecke ungeeignet.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und ein Transferpapier zu schaffen, welches auf Druckvorlagen befindliche Abbildun­ gen durch Xerokopie auf Substrate wie textile Unterlagen, insbesondere T-Shirts, Tassen, Magnetfolien, Spiegel oder andere glatte Oberflächen aus Metall, Leder, Keramik, Holz, Plexiglas, Karton oder Kunststoff mittels Transferpapieren übertra­ gen kann, das sowohl hinsichtlich der Qualität und der Waschbarkeit der übertra­ genen Bilder hohen Ansprüchen genügt, das aber gleichzeitig die bisher unver­ meidbare Verschmutzung des Kopiergerätes nicht verursacht. Dabei sollen ent­ weder nur die Toner aus der Xerographie oder auch ein Teil oder die ganze Kunststoffbeschichtung des Transferpapiers übertragen werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem die Merkmale des Hauptanspruches aufweisenden Verfahrens bzw. mit dem darin beschriebenen Transferpapier. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen finden sich jeweils in den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäßen Transferpapiere bestehen aus maschinenglatten, für Xerokopierer geeigneten Papieren mit Flächengewichten von z. B. 80-150, vorzugsweise 90-100 g/m2, welche einseitig mit Polyolefinen oder Polyolefin­ copolymeren mit einer Schichtdicke von 20-50 g/m2, vorzugsweise 25-40 g/m2, beschichtet sind.
Als Polyolefine werden beispielsweise LDPE, EVA mit 7-28%, vorzugsweise 7-15% VA-Anteil, Ethylenacrylsäurecopolymere oder Ethylen-methylacrylat­ copolymere mit 5-12% Acrylsäure, Ethylenbutyl-acrylat-copolymere mit 5-20% Acrylat verwendet, die einen Schmelzindex nach ASTM-D-1238 (MFI) von 3,5-22, vorzugsweise 7-15 g/10 min bei 2,16 kg/190°C aufweisen.
Die Kunststoffbeschichtung soll einerseits in der Kälte eine begrenzte Haftung von ≦ 2 N/15 mm an dem Trägerpapier aufweisen, so daß sie nach dem Sie­ gelvorgang davon getrennt werden kann, andererseits eine gute Haftung (Klebrigkeit) bei Temperaturen von ≧ 80°C besitzen, um beim Siegeln nicht abgelöst zu werden, einen Vincat Erweichungspunkt nach ASTM D 15025 von 70-180°C aufweisen, um sich beim Siegeln gut an die Konturen des Substrats anzulegen, bei den üblichen Xerographietemperaturen eine gute Adhäsion zu den Tonern aufweisen, ohne daß es zu einer Oberflächenvermi­ schung kommt. Für gewisse Ausführungsformen sollte die Kohäsion bei hohen Temperaturen niedriger als die Adhäsion zum Trägermaterial und Substrat sein.
Auf das so hergestellte Transferpapier kann in allen handelsüblichen Xeroko­ pierern das gewünschte Bild aufgebracht werden, wobei die Toner handelsüb­ lich aus den entsprechenden Farbpigmenten in einer Kunststoffmatrix, übli­ cherweise aus Polyester mit einem Schmelzbereich von z. B. 80-120°C, und Hilfsstoffen bestehen.
Diese Kopie kann nun bei Temperaturen von 80-200°C auf das Substrat auf­ gepreßt werden. Durch Trennen von Substrat und Trägerpapier in der Wärme bei Temperaturen oberhalb des Erweichungsbereichs findet ein Kohäsions­ bruch in der Polymerschicht statt, so daß Teile des Polymers mit dem Toner am Substrat haften bleiben, und ein Teil am Papier haftet, so daß eine sehr dünne flexible Kunststoffschicht auf dem Substrat verbleibt. Dies ist besonders bei Textiloberflächen, die eine hohe Haftfähigkeit aufweisen, für die Waschbestän­ digkeit vorteilhaft. Wenn die Ablösung bei mittleren Temperaturen bis zur Raumtemperatur erfolgt, bleibt bei nicht saugfähigen Oberflächen des Sub­ strats, z. B. Glas, Keramik, Metall, Kunststoff ausschließlich der Toner auf dem Substrat zurück und Papier und Polymerbeschichtung werden zusammen abgezogen. Bei saugfähigen Materialien, insbesondere bei Textilien, bleibt das Polymer am Substrat haften, da oberhalb des Vincat Erweichungspunktes eine feste Verbindung entsteht. Bei saugfähigen Substraten kann bei Temperaturen von 80-100°C, d. h. unter der Erweichung des Polymers gesiegelt und nach Abkühlen das Transferpapier mit dem Polymer rückstandsfrei abgezogen wer­ den. Bei Textilien sind solche Beschichtungen zwar hintergrundsfrei und flexi­ bel, aber nicht gut waschbeständig, so daß eine zusätzliche Fixierung erforder­ lich ist. Für Textilien wird daher die vorstehende Verfahrensweise bevorzugt.
Ein derartiges Transferpapier führt zu den oben genannten gewünschten Bildei­ genschaften. Das Papier hat gegenüber den bekannten Transferpapieren den Vorteil, daß es in nur einem Beschichtungsvorgang hergestellt werden kann, da Trennschicht und Siegelschicht eins sind.

Claims (11)

1. Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate durch Xeroko­ pie über Transferpapiere, die mit einer polymeren Verbindung beschichtet sind durch Aufsiegeln auf das Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Transferpapier einsetzt, das aus einem maschinenglatten, für Xerokopierer geeigneten Papier mit einem Flächengewicht von 80-150 g/m2 besteht, welches mit einem Polyolefin oder Polyolefincopoly­ merisat in einer Schichtdicke von 20-50 g/m2 und einem Schmelzindex MFI von 3-22 kg/10 min bei 2,16 kg/190°C beschichtet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymer­ schicht aus LDPE, EVA, Ethylenacrylsäurecopolymere oder Ethylen­ methylacrylat-copolymere, Ethylenbutyl-acrylat-copolymere besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylenvinylacetat 7-28, vorzugsweise 7-18 Gew.-% Vinylacetatgruppen enthält.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Papier ein Flächengewicht von 90-100 g/m2 und das Polymer ein Flächengewicht von 25-40 g/m2 aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsiegeln bei einer Temperatur von 80-200°C erfolgt und das Träger­ papier bei einer Temperatur oberhalb des Vincat Erweichungsbereichs des Polymeren unter Kohäsionsbruch abgezogen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siegeln bei Temperaturen von 80-200°C erfolgt und das Trägerpapier bei mittleren Temperaturen bis zur Raumtemperatur abgezogen wird, wobei bei nicht saugfähigen Substraten das Polymer rückstandsfrei vom Substrat abgetrennt und bei rauhen Substraten vom Papier getrennt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siegelung bei Temperaturen von 80-100°C erfolgt und das Papier mit dem Polymer bei Raumtemperatur auch von saugfähigen Substraten abgezo­ gen wird.
8. Transferpapier zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem maschinenglatten, für Xerokopierer geeigneten Papier mit einem Flächengewicht von 80-150 g/m2 besteht, welches mit einem Polyolefin oder Polyolefincopolymerisat in einer Schichtdicke von 20-50 g/m2 und einem Schmelzindex MFI von 3-22 kg/10 min bei 2,16 kg/ 190°C beschichtet ist.
9. Papier nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymer­ schicht aus LDPE, EVA, Ethylenacrylsäurecopolymere oder Ethylen­ methylacrylat-copolymere, Ethylenbutyl-acrylat-copolymere besteht.
10. Papier nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethy­ lenvinylacetat 7-28, vorzugsweise 7-18 Gew.-% Vinylacetatgruppen ent­ hält.
11. Papier nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Papier ein Flächengewicht von 90-100 g/m2 und das Polymer ein Flächengewicht von 25-40 g/m2 aufweist
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