DE2132415A1

DE2132415A1 - Thermoplastics printing sheet prodn - by electrostatic spraying with pigment and pressing into softened film

Info

Publication number: DE2132415A1
Application number: DE19712132415
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Jenne; Hans Dr Lunk; Karl Dr Stange
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1973-01-11

Abstract

Thermoplastics printing base is produced by applying pigments to the surface of a thermoplastics film, the pigment particles being charged electrostatically, sprayed uniformly onto an oppositely charged film and pressed into the film at a temp. above the softening point of the thermoplastics. Plastics films have better mechanical and wet strength than paper, good dielectric properties and dimensional stability. This treatment gives a smooth, absorptive surface with excellent writing and printing qualities. The process is suitable for continuous operation. All the usual thermoplastics film are suitable, including ethylene and propylene (co)polymers, styrene (co)polymers, in cluding high-impact, elastomer-modified types, PVC, PVDC and their mixts.

Description

Badisohe Anilin- & Soda-Fabrik AG *?1"}*>/ 1 ξBadisohe Anilin- & Soda-Fabrik AG *? 1 "} *> / 1 ξ

Unser Zeichen: O.Z. 27 576 Dd/lG 6700 Ludwigshafen, 28.6.1971Our reference: O.Z. 27 576 Dd / lG 6700 Ludwigshafen, June 28, 1971

Druckträger aus thermoplastischen KunststoffenPressure carriers made from thermoplastics

In neuester Zeit ist die Verwendung von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen für Druckträger bekannt geworden (s. H. Lunk und K. Stange, Angew. Chem. 8^, Seiten 347 bis 345, 1971). Kunststoff-Folien haben gegenüber Papier als herkömmlichem Druckträger eine bessere mechanische Festigkeit und Naßfestigkeit, sowie gute dielektrische Eigenschaften und Dimensionsstabilität. Die Beschreib- und Bedruckbarkeit der Folien kann unter anderem durch Einarbeiten von Pigmenten in den thermoplastischen Kunststoff verbessert werden. Dazu sind aber verhältnismäßig große Mengen an Pigment erforderlich, außerdem leiden die mechanischen Eigenschaften der Folie.In recent times, the use of films made of thermoplastic Plastics for print carriers have become known (see H. Lunk and K. Stange, Angew. Chem. 8 ^, pages 347 bis 345, 1971). Plastic films have compared to conventional paper Print carrier has better mechanical strength and wet strength, as well as good dielectric properties and Dimensional stability. The writability and printability of the films can, among other things, be achieved by incorporating pigments to be improved in the thermoplastic material. For this, however, relatively large amounts of pigment are required, in addition, the mechanical properties of the film suffer.

Es ist auch möglich, ähnlich wie bei der Papierveredlung, die Pigmente mit Hilfe eines Bindemittels auf die Oberfläche der Folie aufzubringen. Diese Arbeitsweise ist ziemlich kostspielig, so daß sie nur bei der Herstellung von Druckträgern für spezielle Anwendungszwecke, beispielsweise für Kunstdruckpapier, angebracht ist.It is also possible, similar to paper finishing, to apply the pigments to the surface of the with the help of a binder Apply foil. This procedure is quite expensive, so that it is only used in the production of print media for special applications, e.g. for art paper, is appropriate.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Druckträgern aus thermoplastischen Kunststoffen durch Aufbringen von Pigmenten auf die Oberfläche einer Folie aus dem thermoplastischen Kunststoff. Dabei werden die Pigmentteilchen elektrostatisch aufgeladen, auf eine gegensinnig aufgeladene Folie gleichmäßig aufgesprüht und anschließend bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasten in die Folie eingepreßt.The present invention relates to a process for the production of print substrates from thermoplastics by applying pigments to the surface of a film made of the thermoplastic material. The pigment particles are thereby electrostatically charged, sprayed evenly onto an oppositely charged film and then pressed into the film at temperatures above the softening point of the thermoplastic.

Zur Herstellung der Folien können alle üblichen thermoplastischen Kunststoffe verwendet werden. Besonders gut geeignet sindAll conventional thermoplastic materials can be used to produce the films Plastics are used. Are particularly well suited

Olefinpolymerisate, wie Hoch- oder Niederdruck-Polyäthylen, Polypropylen und Äthylen-Propylen-Copolymerisate;Olefin polymers, such as high or low pressure polyethylene, Polypropylene and ethylene-propylene copolymers;

217/71 209882/0401 - 2 -217/71 209882/0401 - 2 -

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Styrolpolymerisate, wie Homopolystyrol oder Copolymerisate des Styrols, beispielsweise mit Acrylnitril, oC-Methylstyrol, Methylmethacrylat oder Maleinsäureanhydrid, sowie die entsprechenden, mit Elastomeren schlagfest modifizierten Polymerisate; Styrene polymers, such as homopolystyrene or copolymers of styrene, for example with acrylonitrile, oC-methylstyrene, Methyl methacrylate or maleic anhydride, as well as the corresponding polymers modified with elastomers to be impact-resistant;

Vinylchlorid- oder Vinylidenchlorid-polymerisate; sowie Gemische dieser Kunststoffe,Vinyl chloride or vinylidene chloride polymers; as well as mixtures of these plastics,

Die Folien werden nach den üblichen Verfahren aus pulver- oder granulatförmigen Polymerisaten hergestellt. Man kann dabei Flachfolien durch Auspressen aus Breitschlitzdüsen herstellen oder Blasfolien durch Auspressen aus Ringdüsen und anschließendes Aufblasen. Im letzteren Fall wird die Folie biaxial gereckt, was eine gewisse Verbesserung der Reißfestigkeit bewirkt. Die Folien sollen für die Verwendung als Druckträger zweckmäßigerweise eine Dicke von 20 bis J500 /U, vorzugsweise von 50 bis 200 /U haben.The foils are made of powdered or granular polymers produced. One can produce flat films by pressing them out of slot dies manufacture or blown films by pressing them out of ring nozzles and then blowing them on. In the latter case, the Film biaxially stretched, which brings about a certain improvement in tear resistance. The slides are meant for use a thickness of 20 to J500 / U as a print carrier, preferably from 50 to 200 / U.

Auf die Oberfläche der Folien werden entweder ein- oder beidseitig Pigmente aufgebracht. Dabei können übliche anorganische Pigmente verwendet werden, zum Beispiel natürlich vorkommende Mineralien, wie feinteilige Kreide, Kalk, Kieselgur, Talk oder Ton; oder Erdalkali- und Zink-oxide, -Silikate, -sulfate, -carbonate und sulfide; sowie Titandioxid. Die Pigmente sollen einen Durchmesser von etwa 0,01 bis 10 /U haben.On the surface of the foils are either one or both sides Pigments applied. Customary inorganic pigments can be used, for example naturally occurring ones Minerals such as finely divided chalk, lime, kieselguhr, talc or clay; or alkaline earth and zinc oxides, silicates, sulfates, -carbonates and sulphides; as well as titanium dioxide. The pigments should have a diameter of about 0.01 to 10 / U.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen der Pigmente auf die Folie besteht darin, daß Pigment und Folie gegensinnig elektrostatisch aufgeladen werden und daß das Pigment dann aus einem Zerstäuber auf die Folie aufgesprüht wird. Anschließend wird das Pigment mit einem Glättwerk in die Folie eingewalzt, wobei die Folie eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasten haben muß.The method according to the invention for applying the pigments on the film consists in the fact that pigment and film are electrostatically charged in opposite directions and that the pigment then goes out is sprayed onto the film using an atomizer. Then the pigment is rolled into the film with a smoothing device, the film must have a temperature above the softening point of the thermoplastic.

Dieses Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich-'■■ durchgeführt werden. Bei einem technischen Prozeß wird die kontinuierliche Arbeitsweise bevorzugt. Dabei wirxldie Folie gleich anschließend an das Auspressen aus der Düse noch im thermoplastischen Zustand mit Pigment besprüht und diesesThis process can be discontinuous or continuous- '■■ be performed. In an industrial process, the continuous mode of operation is preferred. In doing so, the film is swirled sprayed with pigment immediately after it was pressed out of the nozzle, still in the thermoplastic state, and this

2098R?/fUQ1 - 3 -2098R? / FUQ1 - 3 -

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

dann eingewalzt.then rolled in.

O.Z. 27 576O.Z. 27 576

Die elektrostatische Aufladung von Folie und Pigment erfolgt zweckmäßigerweise durch Anlegen einer Spannung zwischen die Auflagefläche der Folie und den Vorratsbehälter des Pigments. Die Spannung kann dabei zwischen 10 und 100 KV liegen. Das Aufsprühen des Pigments auf die Folie wird vorzugsweise unter Überdruck vorgenommen, wobei Drücke von etwa i bis 10 at in Frage kommen. Die gegensinnige elektrostatische Aufladung bewirkt, daß das Pigment gleichmäßig auf der Folie verteilt wird.The electrostatic charging of the film and pigment is expediently carried out by applying a voltage between the Support surface of the film and the reservoir of the pigment. The voltage can be between 10 and 100 KV. That The pigment is preferably sprayed onto the film under excess pressure, pressures of about 1 to 10 at in Question come. The opposing electrostatic charge causes the pigment to be distributed evenly on the film will.

Anschließend wird das Pigment in die Folie mit Hilfe von |Then the pigment is inserted into the film with the help of |

Walzen eingepreßt, wobei ein leichter Druck angewandt werden kann. Die Folie muß sich dabei im thermoplastischen Zustand befinden, damit das Pigment genügend weit eindringen kann. Die Temperatur beim Einpreßvorgang muß daher oberhalb des Erweichungspunktes des Kunststoffes liegen. Bei der Verwendung von Styrolpolymerisaten arbeitet man zweckmäßigerweise bei Temperaturen zwischen 100 und l40°C, bei Polyäthylen sind Temperaturen von 110 bis I50, bei Polypropylen von 16O bis 200 C angebracht, während bei Polyvinylchlorid Temperaturen zwischen 90 und l40°C genügen.Rollers pressed in, whereby a slight pressure can be applied. The film must be in the thermoplastic state so that the pigment can penetrate far enough. The temperature during the pressing process must therefore be above the softening point of the plastic. When using of styrene polymers is expediently worked at temperatures between 100 and 140 ° C, with polyethylene Temperatures from 110 to 150, for polypropylene from 160 to 200 C, while temperatures between 90 and 140 ° C are sufficient for polyvinyl chloride.

Die erfindungsgemäß hergestellten Druckträger haben eine glatte, saugfähige Oberfläche und eignen sich ausgezeichnet " zum Beschreiben und Bedrucken nach den üblichen Verfahren.The print media produced according to the invention have a smooth, absorbent surface and are excellent " for writing and printing according to the usual methods.

example 1

Eine 100 /U starke Folie aus schlagfestem Polystyrol wurde durch Extrusion aus einer Breitschlitzdüse hergestellt. Die Oberfläche der Folie wurde bei der Extrusion in einem Glättwerk geglättet. Eine solche Folie läßt sich nur schlecht bedrucken oder beschreiben.A 100 / U thick film made of impact-resistant polystyrene was made produced by extrusion from a slot die. During the extrusion, the surface of the film became one Smoothed calender. Such a film is difficult to print on or write on.

Ein Blatt dieser Folie, Größe 21 χ 28 cm, wurde auf einer Metallplatte befestigt, die mit dem negativen Pol eines elektrostatischen Generators verbunden war. Sorgfältig ge-A sheet of this film, size 21 χ 28 cm, was attached to a metal plate which was connected to the negative pole of an electrostatic generator. Carefully

Z R? f ηu0 1 - ⁴ - Z R ? f η u 0 1 - ⁴ -

- 4 - O.Z. 27 576- 4 - O.Z. 27 576

trocknete Kreide (Durchmesser der Teilchen etwa 2 /u) wurde mit etwa 0,5 atu einer Pistole zugeführt, in der die Kreideteilchen durch eine Gleichspannung von 50 KV positiv aufgeladen wurden. Mit einem Druck von etwa 2 bis 4 atü wurden die Kreideteilchen auf die Folie aufgesprüht. Es bildete sich eine gut haftende, dünne, gleichmäßige Kreideschicht, die bei 120⁰C und leichtem Druck mit einer Presse, in die Oberfläche der
Folie eingedrückt wurde.Dried chalk (diameter of the particles about 2 / u) was fed to a gun at about 0.5 atu, in which the chalk particles were positively charged by a direct voltage of 50 KV. The chalk particles were sprayed onto the film at a pressure of about 2 to 4 atmospheres. A well-adhering, thin, even layer of chalk formed, which at 120 ⁰ C and light pressure with a press, into the surface of the
Foil has been pressed in.

Folien, die auf diese Art hergestellt wurden, haben eine glatte, saugfähige Oberfläche, die sich gut zum Bedrucken und Beschreiben eignet.Films made in this way have a smooth, absorbent surface that is well suited for printing and writing on.

Mit gleichem Erfolg wurden statt Kreide Titandioxid und
Kieselgur verwendet.With the same success, instead of chalk, titanium dioxide and
Diatomite used.

Example 2

a) Eine 100 /U starke Folie wurde im Blasverfahren aus PoIy-a) A 100 / U thick film was blown from poly

/ -5/ -5

äthylen der Dichte 0,95 g pro cnr hergestellt. Sie wurde wie im Beispiel 1 mit einer dünnen Kreideschicht belegt. Diese Schicht wurde bei 14O°C in die Oberfläche der Folie eingepreßt.Made of ethylene with a density of 0.95 g per cnr. she got as in example 1 covered with a thin layer of chalk. This layer was at 140 ° C in the surface of the film pressed in.

b) Aus isotaktischem Polypropylen wurde eine 80 /U starke
Folie hergestellt. Aus dem Folienschlauch wurde ein Blatt herausgeschnitten und nach dem obigen Verfahren elektrostatisch mit Kreide beschichtet. Die Kreideteilchen wurden anschließend bei 175°C in die Folie eingepreßt.b) Isotactic polypropylene became an 80 / U strong
Slide made. A sheet was cut out of the film tube and coated electrostatically with chalk using the above method. The chalk particles were then pressed into the film at 175.degree.

Example 3

In einem Extruder mit einem Schneckendurchmesser von 60 mm
und einem Länge- zu Durchmesser-verhältnis der Schnecke von 20 : 1 wurde eine 100 /U starke Folje aus schlagfestem Polystyrol aus einer 35 srn breiten Breitschlitzdüse extrudiert. Die Folie wird von einer mit 12 upm rotierenden Walze mit
einem Durchmesser von 26 cm abgezogen; die WalzentemperaturIn an extruder with a screw diameter of 60 mm
and with a screw length to diameter ratio of 20: 1, a 100 / U thick sheet of impact-resistant polystyrene was extruded from a 35 mm wide slot die. The film is supported by a roller rotating at 12 rpm
deducted a diameter of 26 cm; the roller temperature

209382/CK01 > 5 _209382 / CK01> 5 _

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

- 5 - O.Z. 27- 5 - O.Z. 27

beträgt 120°C. Aus einer 35 cm breiten Düse, die in einem Abstand von 10 cm von der Walze angebracht ist, werden elektrisch aufgeladene Kreideteilchen mit einem Durchmesser von 1 bis 3 /U gleichmäßig auf die Folie aufgebracht. Die elektrische Ladung beträgt etwa 30 KV und wird durch einen elektrostatischen Generator erzeugt, dessen negativer Pol mit der Walze und dessen positiver Pol mit der Düse verbunden ist. Die Pigmentteilchen werden mit Druckluft von etwa 1 bis 2 atü auf die heiße Folie aufgesprüht. Anschließend werden sie durch eine rotierende Gummiwalze von etwa 15 cm Durchmesser mit einem Anpreßdruck von 6 bis 8 atü in die heiße Folie eingewalzt. Die Folie wird dann in der üblichen Weise aufgewickelt. is 120 ° C. From a 35 cm wide nozzle, which is attached at a distance of 10 cm from the roller, are Electrically charged chalk particles with a diameter of 1 to 3 / U evenly applied to the film. the electrical charge is about 30 KV and is generated by an electrostatic generator, its negative pole connected to the roller and its positive pole connected to the nozzle. The pigment particles are compressed with compressed air from about 1 to 2 atü sprayed onto the hot foil. They are then passed through a rotating rubber roller about 15 cm in diameter rolled into the hot foil with a pressure of 6 to 8 atmospheres. The film is then wound up in the usual manner.

209ßR?/iH01209ßR? / IH01

Claims

- 6 - O.Z. 27 576

Claim 2 1 3 2 A 1

Process for the production of print media from thermoplastics by applying pigments to the surface of a film made from the thermoplastic, characterized in that the pigment particles are electrostatically charged, sprayed evenly onto an oppositely charged film and then at temperatures above the softening point of the thermoplastic into the Foil are pressed in.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

ORtQfNAt INSPECTED 2098 ft? / Π401