DE2340809A1

DE2340809A1 - Waermedruckfolie

Info

Publication number: DE2340809A1
Application number: DE19732340809
Authority: DE
Inventors: Masakuni Kawasaki; Yujiro Kosaka; Hitoshi Kuroki
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1972-08-12
Filing date: 1973-08-11
Publication date: 1974-02-21
Also published as: GB1393356A; US3944695A; BR7306096D0; FR2195666A1; IT993646B; JPS5130804B2; AR200495A1; FR2195666B1; JPS4937708A

Description

TOYO SODA MANUPACTURING- CO., LTD., Shin-nanyo-shi, Ymaguehi-ken, Japan

Wärmedruckfolie

Die Erfindung "betrifft eine Wärmedruckfolie.

Bisher wurden Druckmarken nach Seidensiebdruckverfahren hergestellt. Diese herkömmliche hergestellten Druckmarken zeigen jedoch eine nur geringe Reinigungsechtheit und sie werden leicht beim Reinigen entfernt, wenn die Druckmarke auf Stoffe aufgebracht wird. Man hat versucht, die Druckmarken durch Wärmeeinwirkung aufzubringen. Hierbei verläuft jedoch die Druckmarke während des Erhitzens, so daß es schwer ist, eine klare Markierung zu erhalten.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckmarkenfolie zu schaffen, welche bei der Anwendung eine klare fest haftende Markierung liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man auf ein Substrat eine geschmolzene Masse aufdruckt, welche

10-60 Gewichtsprozent mindestens eines Klebrigmaehers in Form von Terpenharz, hydriertem Cyclopentadienharz, Cumaronindenharz, Phenolharz, Styrol-Olefin-Copolymerem, a-Methylstyrol-vinyltoluol-Copolymerem, Rosin-Polyolester,z.B. Rosinglyzerinester, Rosin-pentaerythritester, hydriertes Rosin, hydrierter Rosinpolyolester, Rosin-Maleinsäureanhydrid-polyester, Derivate derselben, disproportioniertes Rosin;

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5-50 Gewichtsprozent mindestens eines Wachses in Form von Pflanzenwachs, Insektenwachs, fossilem Wachs, natürlichem Paraffinwachs, synthetischem Paraffinwachs, chemisch verändertem Naturwachs oder Mischungen derselben; 10-60 Gewichtsprozent eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren, welches 5-50 Gewichtsprozent Vinylacetat-Komponente enthält und einen Schmelzindex von 4 - 1000 g/10 min aufweist sowie 5-40 Gewichtsprozent eines Füllmaterials, welches mit dem Klebrigmacher, dem Wachs und dem Polyäthylen-Vinylacetat-Copolymeren mischbar ist sowie eines Pigments enthält.

Das Äthylen-Vinylacetat-Copolymere wird nach Hochdruckverfahren hergestellt. Das erfindungsgemäß verwendete Äthylen-Vinylacetat-Copolymere eithält vorzugsweise 7-45 Gewichtsprozent und insbesondere 20 - 40 Gewichtsprozent Vinylacetat-Komponenten und hat einen Schmelzindex von 4 - 1000 g/10 min und vorzugsweise 15 - 400 g/10 min. Als Klebrigmacher kommen vorzugsweise Terpenharze in Präge, wie ß-Pinen-Polymeres mit einem Molekulargewicht von 500 - 5000, hydriertes Cyclopentadienharz mit einem Molekulargewicht von 500 - 5000, Dipenten-Polymerharz mit einem Molekulargewicht von 1000 - 3000, Phenolharz mit einem Molekulargewicht von 300 - 3000, Styrol-Olefin-Oopolymeres mit einem Molekulargewicht von 500 - 5000, cc-Methylstyrol-Yinyltoluol-Copolymeres mit einem Molekulargewicht von 500 - 5000.

Es ist insbesondere bevorzugt, einen Rosin-Klebrigmacher wie einen Rosin-Polyolsester, hydriertes Rosin, hydrierten Rosin-Polyolester alleine oder zusammen mit anderen Klebrigmachern einzusetzen.

Als Pflanzenwachse kommt z. B. Carnauba-Wachs mit einem Molekulargewicht von 400 - 4000 in Frage, ferner Candelillawachs, Ouricoury-Wachs, Zuckerrohrwachs, Espartogras-Wachs oder dgl. Als natürliche Paraffinwachse kommt insbesondere

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ο Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 38-70 C in Präge, ferner Erdwachs, Paraffinwachs aus Schieferöl, Paraffinwachs aus Braunkohleteer, Paraffinwachs aus Erdöl (Tafelparaffin, mikrokristallines Paraffin) ferner synthetische Paraffinwachse, wie Fischer-Tropsch-Wachs mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise 500 - 1500 sowie Polyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise 400 - 20 000, insbesondere 400 - 40 000 oder 400 - 4000, Polypropylenwachs mit einem Molekulargewicht von 400 - 4000, oxydiertes Polypropylen mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise 500 - 6000 und insbesondere 1000 3000 und mit einem Säurewert von 1,5 - 4,0. Ferner kommen fossile Wachse in Präge, wie Montanwachs und Torfwachs sowie chemisch veränderte Naturwachse, wie.chemisch verändertes Montanwachs oder dgl.

Als Füllmaterial eignen sich Talk und Ton. Es ist ferner möglich, andere geeignete Zusatzstoffe je nach dem Anwendungszweck zuzusetzen. Wenn z. B. Hitzefestigkeit erforderlich ist, so setzt man vorzugsweise auch Antioxidantien ein. Als Antioxidans kann man 2,4-Bis(n-octylthio)-6-(4-hydroxy-3,5'-di-tert-butylanilino)-1,3,5-triazin verwenden oder auch Tetrakis[methylen-3-(3^t,S'-di-tert-butyl^'-hydroxyphenyl-propionatjmethan; Tri-nonlyphenylphosphat; Distearyl-thiodipropionat; 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol; 4,4'-Thiobis(6-tertbutyl-m-cresel); N ,N'-Di-ß-naphthyl-p-phenylendiamin; 4,4^l-Butyliden-bis(6-tert-butyl-m-cresol); 2-Mercaptobenzimidazol und 4,4'-Thiobis(6-tert-butyl-m-cresel). Ein Pigment zum Anfärben der Hitzedruckmasse wird mit dem Klebrigmacher, dem Wachs und dem Äthylenvinylacetat-Copolymeren sowie dem Füllmaterial in der Schmelze vermischt. Als Pigmente kommen vorzugsweise anorganische Pigmente oder organische Pigmente mit einer hohen Wärmefestigkeit in Frage. Die Temperatur für das Hitzeschmelzen liegt vor-

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zugsweise im Bereich von 90 - 230 ⁰C und die Komponenten liegen im Schmelzzustand gut gemischt vor. Die Schmelzmasse wird im festen Zustand aufbewahrt. Vor der Terwendung wird die Masse geschmolzen, und auf eine Metallrolle in welche die Markierung eingraviert ist, aufgetragen. Die geschmolzene Masse, welche sieh in den nicht gravierten Teilen der Oberfläche der Walze "befinden, werden mechanisch entfernt, wie z. B. mit einem Schaher ader einer Rakel. Auf: diese Weise wird sichergestellt, daß die geschmolzene Masse nur in dem eingravierten Bereich der Walze verbleibt. Sodann wird die Metallrolle mit dem Substrat kontaktiert» wie z. B. einem Papier, welches mit der geschmolzenen Masse bedruckt werden soll. Danach wird die geschmolzene Masse abgekUhlt* wobei die Wärmedruckfölie erhalten wird, welche sich zum Wärmedrucken eignet.

Als Substrat fur die Wärmedruckfolie eignet sich japanisches Papier, Maschinenpapier, Tuch, Kunststoff oder dgl. und es ist bevorzugt, vom wirtschaftlichen Standpunkt aus, Papier einzusetzen. Diejenige Oberfläche der Wärmedruckfölie , welche die Markierung trägt, wird auf ein zu markierendes Substrat gelegt, wie ein Papier, ein Tuch aus Naturfasern oder synthetischen Pasern oder modifizierten Pasern, Kunststoff, PiIm, Holz, Metall, Porzellan oder dgl.,worauf das Ganze mit einem Eisen (Bügeleisen) erhitzt wird,von der rückwärtigen Seite her gepreßt wird, so daß die Druckmarke auf das Substrat gedruckt wird. Die erfindungsgemäße Wärmedruckfölie hat im Vergleich zu herkömmlichen Wärmedruckfolien, hergestellt durch Schmelzmischen von Polyäthylen, Äthylen-Vinylacetat-Copolymerem, Chlornaphthalin, Butylkautschuk, Ithylcellulose, hydriertem Rizinusöl oder dgl. ausgezeichnete Eigenschaften. Ferner haben die mit der erfindungsgemäßen Wärmedruckfölie aufgebrachten Markierungen überlegene Eigenschaften im Vergleich zu Markierungen, welche mit dem Siebdruck von Lösungen von thermoplastischem Harz und einem Modifiziermittel in einem Lösungsmittel hergestellt werden.

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Aufgrund der Klebrigmaeher erhält die Wärmedruckmarkierung auf dem Substrat eine ausgezeichnete Schärfe, auch wenn man ein faseriges Material, wie leder oder dgl., als Substrat verwendet. Dies bedeutet, daß man das Substrat rasch mit der Wärmedruckfolie bedrucken kann. Ferner kommt durch den Xlebriganaeher keine Deformation der Gestalt der Markierung im Falle einer Dehnung des FaserSubstrats zustande. Auch eignet sich der Zusatz des Klebrigmachers zum Wiederdrueken der Markierung.

Die Rosinharze erteilen der Druekmasse eine relativ niedrige Wärmestabilität und eine relativ geringe Mischbarkeit oder Verteilbarkeit. Demgemäß ist es bevorzugt, Rosin-Derivate einzusetzen. Die Wachse geben der Druekmasse eine ausgezeichnete Schärfe und eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit für das Pigment. Die Wachse können Nadelkristalle oder Plättchenkristalle mit weißer Färbung haben. Die Wachse können auch fest sein. Mikrokristalline Wachse mit äußerst feinen Kristallnadeln sind in manchen Fällen weniger gut. Mit dem Füllmaterial soll eine Deformation der Markierung durch Schrumpfung nach dem Druckvorgang verhindert werden. Deformierungen können durch Schrumpfen, Anpassen oder Rissbildung der Markierung Zustandekommen, wenn die geschmolzene Druekmasse aufgebracht wird. Es können alle herkömmlichen Pigmente verwendet werden. Gummiartige Elastomere erhöhen die .Schrumpf- oder Reißfestigkeit und als gummiartige Elastomere kommen insbesondere Butylkautschuk, Styrolbutadienkautschuk oder Isoprenkautschuk oder Gummi in Frage.

Erfindungsgemäß kann eine kompliziert geformte Markierung klar auf ein Substrat aufgedruckt werden, ohne daß die Gestalt der Markierung deformiert wird oder ohne daß die Markierung verläuft. Die geschmolzene Masse, welche für die Markierung der Hitzedruckfolie verwendet wird, sollte eine gleichförmige Mischung der Komponenten sein. Die erfindungs-

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gemäße Masse ist leicht druckbar und leicht von der Unterlage auf das Substrat übertragbar. Die Druckmasse der- erfindungsgemäßen Wärmedruckfolie hat eine ausgezeichnete Haftfestigkeit auf der bedruckten Fläche, so daß die Markierung mit großer Haftfestigkeit stabil anhaftet.

Bei dem Wärmedruckverfahren gelangt die Druckmasse in genügender Dicke auf das Substrat. Im allgemeinen wird die Neigung zum Verlaufen und somit zu einem Unscharfwerden aufgrund eines Wegfließens der geschmolzenen Masse "beim Wärmedruck erhöht, wenn die Dicke der geschmolzenen Masse erhöht wird. Die erfindungsgemäße Wärmedruckfolie zeigt jedoch keine derartigen Nachteile und es gelingt jederzeit, klar umrissene Markierungen auf ein Substrat aufzudrucken, unabhängig, welche Dicke die aufgedruckte Masse hat. Die Markierung läßt sich insbesondere auch nicht ablösen. Wenn die Markierung z. B. auf Hemdenstoff aufgebracht wird, so beobachtet man auch nach mehrmaligem Waschen keine Ablösung der Markierung. Die Druckmasse zeigt eine große Haftfestigkeit, Weichheit und Cohäsion.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

40 Gewichtsprozent Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres (28 Gewichtsprozent Vinylacetat-Komponente) mit einem Scbmelzindex von 150 g/10 min (im folgenden als EVA-Copolymeres bezeichnet), 30 Gewichtsprozent hydrierter Rosin-Glycerinester, 20 Gewichtsprozent Polyäthylen-Wachs mit einem Molekulargewicht von 500 und 10 Gewichtsprozent Ton als Füllmaterial werden in der Wärme geschmolzen und in einem mit einem Rührer ausgerüsteten Edelstahlgefäß vermischt.

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15 Gewichtsteile Pigment werden zu 100 Gewichts teilen dieser Mischung unter Rühren gegeben und die Mischung wird bei 150 ⁰C während 2 h sorgfältig vermengt. Auf diese Weise werden eine rote Pigmentmischung und eine scharze Pigmentmischung hergestellt. Die erhaltenen Druckmassen werden bei 150 ⁰G in einen Beschichter für Photogravur aufgebracht. Die metallische Druckrolle dieses Gerätes ist mit der gewünschten Markierung versehen. Ein Papier wird kontinuierlich durch den Spalt zwischen der Druckwalze und einer Andruckwalze mit einer linearen Geschwindigkeit von 50 m/min geführt, so daß geschmolzene Masse mit dem roten Pigment in Gestalt der Markierung auf das Papier aufgedruckt wird. Danach geschieht das Gleiche mit der Masse, welche das schwarze Pigment enthält..

Die Wärmedruckfolie mit der Seite, welche die Markierung aufweist, wird auf Hemdenstoff aufgelegt und von der Rückseite her wird unter Wärmeeinwirkung Druck ausgeübt. Dies geschieht am besten durch ein erhitzendes Eisen (Bügeleisen), wobei die Markierung auf den Stoff übertragen wird. Der bedruckte Stoff wird zehnmal gewaschen. Der scharfe Umriss der Markierung geht hierbei Jedoch nicht verloren. Hierzu wird der Waschtest gemäß JlS L 0844 angewandt.

Beispiele 2 bis 9

Gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 werden Äthylen-Vinylaeetat-Copolymeres, Klebrigmacher und Füllmaterial in der Hitze vermischt und ein Pigment wird zugemischt und diese Masse wird in Form einer Markierung auf Papier aufgebracht. Die erhaltene Wärmedruckfolie wird nach den Methoden A, B und C getestet. Testmethode A besteht darin, ein eventuelles Ausblühen der Masse auf der Rückseite des Papiers festzustellen.

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Der Test B "besteht darin, ein Blocking festzustellen. Hierzu wird das bedruckte Papier (1000 m) aufgewickelt und bei 30 ⁰C während 24 h belassen und danach wird die Druckfolie wieder abgewickelt, wobei ein eventuelles Blocking durch die Geräuschbildung festgestellt wird.

Der Test C besteht darin, die Schärfe der Markierung festzustellen, indem man nach Deformationen der Druckmarkierung sucht.

Mit Hilfe der Wärmedruckfolie wird die Druckmasse auf weißem Hemdenstoff aus Synthesefasern aufgedruckt. Dies geschieht durch Anpressen in der Wärme mit einem heißen Bügeleisen. Danach wird die Reinigungsechtheit oder Waschechtheit der Druckmarkierung bei 45 ⁰C während 24 h in einer 2^-igen wässrigen Lösung von Natriumalkylbenzolsulfonat festgestellt.

Test D: Die Waschechtheit wird festgestellt, indem man zehnmal unter Verwendung eines Waschmittels wäscht und danach die Deformation, die Verfärbung oder die Entfernung der Markierung feststellt. Hierzu wird die Methode gemäß JIS L 0844 und L 0848 herangezogen.

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

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Bsp. Masse !Test

A BCD

EVA-Cοpolymeres 40 Gew.-% (VA 15 Gew.-$>
Schmelzindex 400)

ß-Pinen-Polymeres 15 Gew.-% (MG « 1000)

Polypropylen-Wachs 20 Gew.-% keine keine keine keine

(ViC - 9 Aon} Verände- Verände-Verände-Ver-

^jyiir - ά 4υυ; rung rung - rung ände-

Ton (durchschnittlich rung

5p) 25 Gew.-^

Pigment: Mischung (Ruß)	keine	-	keine	keine	•	keine	j	keine
= 10; 100 Gewichtsteile	Ver ände		-Ver ände	Ver ände		Ver ände		Ver ände rung !
3 EVA-Copolymeres 30 Gew.-%	rung		rung	rung		rung
(VA 30 Gew.-%
Schmelzindex 24)				keine
Terpenharz 30 Gew.-$				Ver ände rung
(MG = 2 000)
Polypropylen-Wachs 10 Gew.-%	keine
(MG = 2 400)	Ver ände rung
CaCO^(durchschnittl.
1 p)⁵ 30 Gew.-$
Pigment: Mischung (Titanoxid)		keine
= 14 : 100 Gewichtsteile		Ver ände rung
4 EVA-Copolymeres 20 Gew.-$
(VA 30 Gew.-$
Schmelzindex 600)
hydriertes Dicyclo- pentadienharz 30 Gew.-^
Paraffinwachs 30 Gew.-%
(70 ⁰C)
CaCO- (durch-
schnittl. 1 μ) 20 Gew.-^

Pigment: Mischung (Phthalocyanin- Blau)
= 5:100 Gewichteteile

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- ίο -

Bsp.

Masse

lest

EVA-Copolymeres (VA 7 Gew.-^ Schmelzindex 42) hydriertes Rosin

hydrierter Rosin-Glycerin-Ester Paraffin-Wachs (55 ⁰C)
CaGO- (durchschnittl. 6 u)

30 Gew.-?6

20 Gew.

keine keine keine keine "Ver- Ver- Ver- Verände— ände— ände— änderung rung rung rung

Pigment: Mischung	(Phthalo-	20 Gew.-#	keine	keine	keine	keine	I
eyanin-Griin)			Ver ände	Ver ände	Ver ände	Ver ände	r I
=5 : 100 Gewichtsteile		rung	rung	rung	rung
6 EVA-Copolymeres
(VA 24 Gew.-#	10 Gew.-#
Schmelzindex 70)
S tyrol-Olefin-
Copolymeres	20 Gew. -i»
(MG = 3 000)	20 Gew. -$>
hydrierter Rosin-
Glycerinester
Polyäthy1en-¥achs	30 Gew.-^
(MG = 1 000)	(Watchung-
Ton (durchschnitt	steile
lich 5 p)
Pigment: Mischung Rot) = 15 : 100 Gewicht

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Bsp. !«lasse	25	Gew,-	l'est	_%	C	I)	i	•
			A -B
7 EVA-Copolymeres
(VA 35 Gew.-#	15	Gew,-			keine	keine
Schmelzindex 24Q)			keine keine		Ver ände	Ver ände
a-Methylstyrol—			oL »ex— ϊ Ci- ^ ände- ände	*i° .*	rung	rung
Vinyltoluol-Co-			rung· rung
polymeres	15	Gew.-		1°
(MG β 2 500)				Pigment: Mischung (Brilliant-
Styrolliarz			Carmin)
Biit niedrigem
Molekulargewicht
(MG » 2 000),	35	Gew.-	= 15 : 100 Gewichtsteile
synthetisches Wachs
(Fp. 108 ⁰C)	10	Gew,-
Ton (durchschnitt
lich 5 μ)

EVA-Copolymeres (VA 35 Gew.-56 Schmelzindex 240)

a-Methylstyrol-Vinyltoluol- Copolymeres

(MG ο 2 500)

25 Gew.-%

keine Ver-

15 Gew.-^ änderung

keine keine keine Ver- Ver- Verände- ände- änderung rung rung

hydriertes Dicyclopentadien-Harz 15 Gew.-^ (MG = 3 000)

Paraffinwachs (63⁰C) 15Gew.-4»

Polyäthylen-Wachs 10 Gew.-$ (MG - 2 000)

Talk (durchschnittlich 5 ja) 20 Gew.-^

Pigment: Mischung (Benzidin-

GeIb)

= 15 : 100 Gewichtsteile

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EVA-Gopolymeres

(VA 40 Gew.-^ Schmelzindex 60)

Styrol-Olefin-Copolymeres (MG 3 000)

Fischer-Tropsch-Wachs

oxidiertes Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht
(AV - 20,
MG = 3 500)

BaSO,

40 Gew.-?

25 Gew.-$

10 Gew.-

20 Gew.-?

keine

Ver-

ände-

keine keine keine Ver- Ver- Verände- ände— änderung * rung rung

5 Gew.-%

Pigment: Butylkautschuk Mischung _v

5 : 10
(Ruß)

■100 Gewichtsteile

VA:

Schmelzindex:
MG:
Mischung:

Pigment-Verhältnis; Vinylacetat-Komponente als g/10 min Molekulargewicht EVA-Copolymeres, Klebrigmaeher, Puller und Wachs

Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile

der Mischung.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 J Wärmedruckfolie mit einem Substrat und einer auf gelruckten Druckmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmasse

10—60 Gewichtsprozent mindestens eines Klebrigmachers in Form von Terpenharz, hydriertem Cyclopentadienharz, Cumaronindenharz, Phenolharz, Styrol-Olefin-Copolymerem, α-MethyI-styrol-Yinyltoluol-Copolymerem, Rosin-Polyolester, hydriertem Rosin, hydriertem Rosin-Polyolester und Rosin aufweist, sowie 5-50 Gewichtsprozent Pflanzenwachs, natürliches Paraffinwachs, synthetisches Paraffinwachs, Insenktenwaehs, fossiles Wachs oder chemisch verändertes Wachs; 10-60 Gewichtsprozent eines Äthylen-Yinylacetat-Copolymeren mit 5-50 Gewichtsprozent Yinylacetat-Komponente und mit einem Schmelzindex von 4 - 1000 g/10 min; und 5-40 Gewichtsprozent eines Mllmaterials, welches mit dem Klebrigmacher, dem Wachs und dem Ithylen-Vinylacetat-Cοpolymeren mischbar ist, und eines Pigments.
2. Wärmedruckfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Papier, Tuch oder Kunststoffolie besteht.
3. Wärmedruckfolie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druekmasse ein Antioxidant enthält.
4. Wärmedruckmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem gummiartigen Elastomeren wie Butylkautschuk, Styrolbutadienkautsch.uk oder Isoprenkautschuk.

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5. Verfahren zur Herstellung der Wärmedruckfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Druckmasse in die gravierten Bereiche einer Druckrolle gibt und mit der Druckrolle ein Substrat unter Erwärmen bedruckt und danach das Substrat abkühlt.

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