DE2614078A1

DE2614078A1 - Hitzedruckfolie, verfahren zur herstellung derselben und deren verwendung

Info

Publication number: DE2614078A1
Application number: DE19762614078
Authority: DE
Inventors: Yasuo Arai; Yujiro Kosaka; Hitoshi Kuroki; Kanji Otomo; Yoshiaki Terauchi; Masaru Uemura
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1976-10-14
Also published as: JPS5427766B2; GB1480047A; JPS51115104A; US4066810A; DE2614078C2

Description

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TS-X-76 1. April 1976

TOYO SODA MANUFACTURING CO., LTD., Shin-nanyo-shi, Yamaguchi-ken, Japan

Hitzedruckfolie j Verfahren zur Herstellung derselben und deren Vervendung

Die Erfindung betrifft eine Hitzedruckfolie, welche dazu verwendet wird eine Heißschmelzdruekfarbenmasse in Form eines Musters oder von Markierungen zu drucken. Die geschmolzene Heißschmelzmasse (gefärbte in der Hitze schmelzbare Masse) wird zur Beschichtung einer Intagliowalze mit einem eingravierten Muster oder mit eingravierten Markierungen verwendet. Danach wird eine Basis in Form einer Folie aus einem synthetischen Polymeren mit einer nicht porösen flachen Oberfläche und einer großen Flexibilität gegen die beschichtete Intagliowalze gepreßt (Plattenzylinder). Wenn nun das Muster oder die Markierungen der Heißdruckfolie auf ein Substrat gedruckt werden sollen, so wird die Heißdruckfolie erhitzt und angepreßt oder unter Erhitzen von der Rückseite der Heißdruckfolie her angepreßt, wobei das Muster oder die Markierungen auf das Substrat aufgedruckt werden.

Es sind bereits Druckfolien vom Lösungsmittel typ oder Druckfolien vom sublimierbaren Farbstofftyp als Heißdruckfolien bekannt. Druckfolien vom Lösungsmitteltyp werden dadurch hergestellt, daß man ein gewünschtes Muster auf eine nicht klebende Schicht einer Papierbasis aufdruckt, und zwar nach einer Scheiden-Sieb-Technik oder nach einer Offset-Technik und danach das bedruckte Substrat mit einer Kleberschicht beschichtet. Auf diese Weise erhält man eine Dreischichtstruktur, bestehend aus der nicht klebenden Schicht, der

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aufgedruckten Farbschicht und der Kleberschicht. Diese Schichten werden jeweils dadurch gebildet, daß man Lösungen in einem organischen Lösungsmittel aufträgt. Es werden somit bei den verschiedenen Stufen der Herstellung einer solchen Druckfolie vom Lösungsmitteltyp organische Lösungsmittel verwendet. Dies birgt in sich die Gefahr einer Entzündung und einer Umweltverschmutzung durch Verdampfung großer Mengen organischer Lösungsmittel. Außerdem ist dieses Verfahren wegen der erforderlichen drei Stufen kompliziert. Darüber hinaus wird bei diesem Verfahren eine Kleberschicht auf der Außenseite der Druckfolie vom Lösungsmitteltyp aufgebracht. Hierdurch kommt es zu einem Blockiereffekt zwischen der Kleberschicht und der Rückseite einer anderen Heißdruckfolie, wenn die Heißdruckfolien aufeinandergelegt werden.

Andererseits werden Druckfolien vom Typ des sublimierbaren Farbstoffs dadurch hergestellt-, daß man einen sublimierbaren Farbstoff aufdruckt, so daß ein Stoff durch Sublimation des Farbstoffs bei Hitzebehandlung gefärbt wird. Zum Zwecke der Sublimation des Farbstoffs muß der Druckvorgang bei hohen Temperaturen ausgeführt werden. Dies stellt besondere Anforderungen an die Färbbarkeit und Hitzebeständigkeit des zu bedruckenden Stoffs und als Substrat sind nur Stoffe aus Spezialfasern, z. B. aus Polyesterfasern, geeignet. Die mit Druckfolien vom Lösungsmitteltyp und mit Druckfolien vom sublimierbaren Farbstofftyp erhaltenen Druckmuster haben ein flaches Aussehen und keinerlei Dickenausdehnung und einen kontinuierlich dichten Ton,

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Heißdruckfolie zu schaffen, welche nicht zum Bedrucken von Stoffen aus speziellen Fasern beschränkt ist, sondern sich zum Drucken von verschiedensten Substraten, insbesondere Stoffen, Holz, Leder, Keramik, Glas oder dgl. eignet und zu Druckmustern führt, welche eine Dickenausdehnung haben und sich aufgrund eines guten und dekorativen Aussehens auch für modische Drucke eignen und auf einfache Weise zu Mustern mit kontinuierlich

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sich änderndem Ton führen kann. Die erfindungsgemäße Heißdruckfolie führt zu feinen klaren Linien und zu einem kontinuierlichen Ton mit Dickenvariation und einer klaren Tondichte eines Husters oder von Markierungen auf dem Substrat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verwendung einer Heißschmelz-Druckfarbenmasse gelöst,welche als Hauptkomponente ein Grundpolymeres, nämlich ein Äthylenvinylacetat-Copolymeres mit einem Vinylacetatgehalt von 5-50 Gew.-^ und mit einem Schmelzindex von 4-1 000 und vorzugsweise 5 - 500 g/10 min enthält (im folgenden als EVA bezeichnet) sowie einen Klebrigmacher, welcher im heißen Zustand eine Klebrigkeit oder Haftfähigkeit zeigt und ein Pigment oder einen Farbstoff oder eine Mischung derselben und, falls erforderlich, ein Wachs oder einen Füllstoff.

Man kann auch ein anderes Grundpolymeres dem EVA zusetzen, z. B. Polyäthylen, oder ein Styrol-Butadien-Copolymeres. Ein Styrol-Butadien-Copolymeres, welches durch Lösungspolymerisation hergestellt \-rarde, ist insbesondere bevorzugt als Styrol-Butadien-Copolymeres. Es können auch andere Grundpolymere, z. B. Äthylen-Acrylat-Copolymere, Äthylen-Isobuty1-acrylat-Copolymere, Cellulose-Derivate, Polyester, .PoIymethylmethacrylat, Polyvinyläther, Polyurethane oder dgl. dem EVA zugesetzt werden. Diese anderen Polymeren können mit dem EVA zur Bildung des Grundpolymeren vermischt werden. Das Grundpolymere umfaßt gewöhnlich 40 - 95 Gew.$ und vorzugsweise 70 - 95 Gew.-$ EVA. Der Zusatz von EVA führt zu einer Verbesserung der Mischbarkeit des Grundpolymeren mit dem Klebrigmacher und dem Wachs in der Heißschmelzfarbmasse, •sowie zu einer Verbesserung der Adhäsions- und Kohäsions-Eigenschaften der Heißschmelzfarbmasse an dem zu bedruckenden Substrat. Die Klebrigmacher weisen im heißen Zustand eine Klebrigkeit auf. Es kann sich um Terpenharz hydrierte Dicyclopentadienharze, niedere Styrolharze (Molekulargewicht von 300 - 3 000), Collophoniumharze, Collophoniumpolyolester, hydrierte Collophoniumharze, hydrierte Collophoniumpolyolester,

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alicyclische Kohlenwasserstoffharze oder dgl. handeln. Man kann auch Cumaron-indenharze, Phenolharze, Xylolharze, Kohlenwasserstoffharze (andere als die alicyclischen Kohlenwasserstoff harze) oder dgl. den zuvor erwähnten Harzen zusetzen. Zur Erzielung guter Hafteigenschaften und zur Erzielung einer Klarheit der Heißschmelzfarbmassen kann man in wirksamer Weise einen Klebrigmacher vom Collophonium/Susetzen, z. B. ein Collophoniumharz oder einen Collophoniumpolyolester oder dgl. Gewöhnlich vermischt man 5-60 Gew.-Teile des Grundpolymeren mit 20 - 80 Gew.-Teilen des Klebrigmaehers.

Man kann "beliebige Pigmente oder Farbstoffe zum Anfärben der Masse verwenden, welche beim Drucken zu den gewünschten Färbungen führen. Es ist bevorzugt, Pigmente zu verwenden, welche eine große Hitzefestigkeit haben, z. B. Ruß, Titanoxid, Chinacridonrot, Phthalocyaninblau, Isoindolingelb und dgl. Das Pigment oder der Farbstoff werden gewöhnlich in Mengen von 0,1 - 30 Gew.-Teilen auf 5-60 Gew.-Teile des Grundpolymeren und 20 - 80 Gew.-Teile des Klebrigmachers eingesetzt. Wenn die Menge des Pigments oder des Farbstoffs 30 Gew.-Teile übersteigt, so ist die Schmelzviskosität der HeißschmelzdruckfarbenmaSse stark erhöht, so daß die Verarbeitbarkeit herabgesetzt ist.

Der Zusatz von Wachs führt zu einer Senkung der Schmelzviskosität der HeißschmelzdruckfarbenmaSse und zu einer Verbesserung der Verarbeitbarkeit im Stadium des Bedrückens der Basis. Wenn mit einer Heißschmelzfarbmasse, welche ein Wachs enthält, ein Muster von der Heißdruckfolie auf das Substrat aufgedruckt wird, so löst sich die Heißschmelzfarbmasse leicht von der Basis und wird leicht auf das Substrat überführt. Die bei der Masse verwendbaren Wachse sind vorzugsweise Erdölwachse, z. B. Paraffin mit einem Schmelzpunkt von 35 ⁰C bis 105 °C, Kohlenstoffwachse, z. B. Fisher-Tropsch-Wachs mit einem Molekulargewicht von 500 - 1 500; Pflanzenwachse mit einem Molekulargewicht von 400 - 4 000; Polyolefinwaeh.se mit einem Molekulargewicht von 100 - 10 000. Man kann verschiedenste

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Heißschmelzfarbmassen mit gewünschtem Schmelzpunkt durch Auswahl des Wachses herstellen. Zur Herstellung von Heißschmelzdruckmassen mit einer niedrigen Viskosität werden 10-60 Gew.-Teile des Wachses auf 5-60 Gew.-Teile des Grundpolymeren eingesetzt.

Wenn die Heißdruckfolie hitzefest sein soll, so kann man ein Antioxidans zusetzen. Man kann auch geeignete anorganische oder organische Füllstoffe zusetzen. Zur Erzielung einer guten Flexibilität der Heißschmelzfarbmasse kann man einen Weichmacher zusetzen.

Eine Folie aus einem synthetischen Polymeren dient als Basis für die Bedruckung mit der Heißsehmelzfarbmasse unter Herstellung der Heißdruckfolie. Es ist "bevorzugt, eine Folie aus einem synthetischen Polymeren zu verwenden, welche nicht porös ist und eine flache Oberfläche hat und eine hohe Flexibilität aufweist. Geeignete Folien aus synthetischen Polymeren umfassen Polyesterfolien, Polyäthylenfolien, Cellophan oder dgl. Die Dicke der synthetischen Polymerfolien liegt im Bereich von vorzugsweise 10 - 100 u und insbesondere 20 - 50 u. Unter dem Gesichtspunkt der Bedruckbarkeit und der Hitzefestigkeit usw. ist es bevorzugt, eine Polyesterfolie zu verwenden. Die Folie sollte eine gewisse Festigkeit aufweisen, damit sie das Anpressen der Folie unter Berührung mit der Intagliowalze beim Aufdrucken der Heißschmelzfarbmasse aushält. Wenn die Dicke der Folie geringer als 10 ρ ist, so reicht die Festigkeit der Folie nicht aus, und die Dimensionsstabilität ist nicht ausreichend, so daß man ein ungenaues Druckmuster erzielt, da sich nämlich die Folie dehnt. Wenn die Folie eine Dicke von mehr als 100 u hat, so ist die Flexibilität der Folie herabgesetzt und man erzielt einen unbefriedigenden Kontakt mit der Intagliowalze und somit eine unbefriedigende Bedruckung.

Im folgenden soll die Herstellung der Heißdruckfolien beschrieben werden.

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Das Grundpolymere, welches als Hauptkomponente EVA enthält, wird mit dem Klebrigmacher, dem Pigment oder Farbstoff, und, falls erforderlich, dem Wachs, dem Antioxidans und dem Füllstoff vermischt, wobei man eine Heißschmelzfarbmasse erhält. Diese Heißschmelzfarbmasse wird bei 80 - 250 ⁰C und vorzugsweise bei 100 - 180 ⁰C geschmolzen und eine Intagliowalze oder Platte mit gewünschtem eingraviertem Muster wird damit beschichtet. Man kann das eingravierte Muster nach herkömmlichen Methoden der Herstellung von gravierten Druckwalzen oder Druckplatten erzielen. Die Folie aus dem synthetischen Polymeren wird unverzüglich oder sehr schnell mit der Intagliowalze oder mit der Intaglioplatte, welche mit der geschmolzenen Heißschmelzfarbmasse beschichtet ist, kontaktiert und unter einem Druck von 1,5 - 10 kg/cm (Überdruck) angepreßt. Wenn der Druck unterhalb 0,5 kg/cm (Überdruck) liegt, so ist die Bedruckung der Folie, d. h. die Überführung der geschmolzenen Heißschmelzfarbmasse von der Intagliowalze oder von der Intaglioplatte auf die Folie unbefriedigend. Wenn die Kontaktdauer zu lang ist oder wenn der Druck größer als 10 kg/cm (Überdruck) ist, so wird das Muster nachteiligerweise verformt. Die Dicke der auf die Basis aufgedruckten Heißschmelzfarbmasse beträgt gewöhnlich 1 - 300 /u und vorzugsweise 20 - 120 μ. Wenn die Dicke der Masse weniger als 1 ju und insbesondere weniger als 1Ou beträgt, so kommt es in einigen Fällen nachteiligerweise zu einer Verwischung des Musters, wenn man das Muster auf das Substrat überführen will. Wenn die Dicke der Masse mehr als 300 u. beträgt, so geht die Klarheit des Musters verloren, wenn man auf die Rückseite der Heißdruckfolie einen Iruck ausübt, um das Muster unter Hitzepressung aufzudrucken. Zur Erzielung eines klaren Musters ist es bevorzugt, eine Dicke der Heißschmelzfarbmasse von 10 - 120 ja zu wählen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Beispiel 1

Ein Edelstahltank wird mit einem Rührer ausgerüstet und mit 40 Gew.-Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren (28 Gew. Vinylacetatgehalt) mit einem Schmelzindex von 40 g/10 min beschickt (im folgenden als EVA-Copolymeres "bezeichnet). Ferner werden 35 Gew.-Teile eines hydrierten Collophoniumpentaerythritesters und 25 Gew.-Teile Polyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht von 4 000 eingesetzt. Das Ganze wird geschmolzen und vermischt. Zu jeweils 100 Gew.-Teilen der geschmolzenen Mischung gibt man 10 Gew.-Teile eines gelben, roten bzw. blauen Pigments und die Gesamtmischung wird während 2 h bei 180 ⁰C in der Schi
eine Heißschmelzfarbmasse erhält.

während 2 h bei 180 ⁰C in der Schmelze vermischt, wobei man

Die gelbe Heißschmelzfarbmasse wird in einen Farbtrog einer BeSchichtungsmaschine vom Photogravurtyp eingefüllt. Diese Beschichtungsmaschine ist mit dem Farbtrog und einer Rakel ausgerüstet für die mit einem Heizgerät beheizte Druckwalze. Mit der gelben Heißschmelzfarbe wird eine Polyesterfolie in Form eines gelben kontinuierlichen Tonmusters bedruckt. Sodann werden in gleicher Weise Polyesterfolien mit der roten Heißschmelzfarbmasse bzw. der blauen Heißschmelzfarbmasse bedruckt.

Eine schwarze Heißschmelzfarbmasse wird hergestellt, indem man in der Schmelze 20 Gew.-Teile ETA (28 % Yinylacetatgehalt; Schmelzindex: 150 g/10 min), 50 Gew.-Teile hydrierten Collophoniumglycerinester, 30 Gew.-Teile hydriertes Dicyclopentadienharz und 3 Gew.-Teile schwarzes Pigment vermischt. Sodann wird eine Polyesterfolie mit einem schwarzen Muster bedruckt, wobei man die schwarze Heißschmelzfarbmasse verwendet. Dabei erhält man Heißschmelzfolien mit feinen kontinuierlichen Mustern. Die mit dem Druckmuster versehene Oberfläche der Heißdruckfolie wird auf einen Stoff gelegt (Acrylfasern, JIS L 0803) und mit einer Heißpreßmaschine von der Rückseite her unter Hitzeeinwirkung angepreßt. Dabei

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wird ein feines kontinuierliches Tonmuster klar auf den Stoff gedruckt.

Beispiel 2

Das gleiche Muster wird jeweils auf einen Stoff aus Polyester, Baumwolle, Nylon, Vinylon oder Seide (JIS L 0803) unter Verwendung der Heißdruckfolie gemäß Beispiel 1 aufgedruckt, wobei man jeweils ein feines Muster (kontinuierlicher Ton) in Form eines klaren Druckmusters erhält.

Beispiel 3

Die folgenden Tests werden durchgeführt, indem man gemäß Beispiel 1 den Acrylfaserstoff mit einem feinen Muster (kontinuierlicher Ton) "bedruckt. Es werden die folgenden Ergebnisse erzielt.

Testmethode

Ergebnisse

Was ehe chthe i t

*1 praktischer Test 10 Zyklen

Bleichung d.Stufe 4 Schmutz Stufe 5

Schweißechtheit

JIS L 0848

JIS L 0822

(A-2)

Bleichung d.Stufe 5

Schmutz Stufe 5 (geg.Alkali u.Säure)

Sonnenlichtechtheit

JIS L 0841 direkte Sonnenlichteinwirkung

nach 20 h Belichtung im Außenbereich (mehr als Stufe 5)

Reihechtheit

JIS L 0849 JIS L 0823

(Trockenmethode)

Schmutz Stufe 5

Bemerkung ^

*1: Die Probe wird mit einer Lösung von 200 cm eines handelsüblichen Waschmittels in 20 1 Wasser einer Waschmaschine während 15 min gewaschen imd dann noch während 15 min mit Wasser gespült und dann während 2 min von Wasser befreit und bei

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50 ⁰C getrocknet (1 Zyklus)

Aus der Tatelle erkennt man, daß die Waschechtheit, die Schweißechtheit, die Sonnenlichtechtheit und die Reibechtheit der Probe ausgezeichnet sind.

Vergleichsbeispiel

Nach dem Verfahren des Beispiels 1 stellt man eine gelbe, eine rote, eine "blaue und eine schwarze Heißschmel zdruckfarbmasse her, welche jeweils mit einer Beschiehtungoeinrichtung vom Photogravurtyp auf ein Papier aufgedruckt wird. Vi en η das Huster vom Papier auf den Stoff aus Acrylfasern (JIS L 0803) umgedruckt wird, so dringen die Heißschmelüfarbinafisen beim Unidruckvorgang in das Papier ein. Das Umdruckmuster ist undeutlich und zeigt einen geringen Ton. Wenn der mit dem Muster bedruckte Stoff während 10 Zyklen mit der Waschmaschine gewaschen wird, so "bleichen die helleren Bereiche des Musters von kontinuierlichem Ton völlig aus and werden weiß.

Beispiel 4

Das Muster der Heißdruckfolie gemäß Beispiel 1 wird mit einer HeAßpreßmasehine auf Papier umgedruckt, wobei man ein feines Muster von kontinuierlichem Ton in Form eines scharfen Drucks auf dem Papier erhält.

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Claims

26H078 - ίο - PATENTANSPRÜCHE

1. Heißdruckfolie mit einem Muster aus Heißschmelzfarbmasse auf einer Basis, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißschmelzfarbmasse 5-60 Gew.-Teile eines Grundpolymeren aus einem Äthylen-Yinylacetat-Copolymeren mit 5-50 Gew. -⁰Jo Vinylacetatgehalt und einem Sehmelzindex von 4-1 000 g/10 min oder aus einer Mischung des Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren mit 10 - 60 Gew.-Jo eines anderen Polymeren umfaßt sowie 20 - 80 Gew.-Teile eines Klebrigmachers, vorzugsweise eines Terpenharzes, eines hydrierten Dicyclopentadienharzes, eines niederen Styro1harzes, eines Collophoniums, eines Collophoniumpolyolesters, eines hydrierten Collophoniums oder eines hydrierten Collophoniumpolyolesters oder eines alicyclirschen Kohlenwasserstoffharzes sowie

0,1 - 30 Gew.-Teile eines Pigments oder Farbstoffs, wobei die Heißdinickfolie vorzugsweise dadurch herstellbar ist, daß man eine Heißschmelzfarbmasse bei 80 - 250 ⁰C schmilzt und damit eine gravierte Walze beschichtet und unmittelbar eine Basisfolie aus einem synthetischen Polymeren mit einer Dicke von 10 - 100 μ und einer glatten Oberfläche unter

einem Druck von 0,5 - 10 kg/cm (Überdruck) unter Ausbildung eines Küsters der Heißschmelzfarbmasse einer Dicke von 10 - 300 μ bedruckt.

2. Heißdruckfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis eine Polyesterfolie mit einer Dicke von 10 - 100 ja ist,

3. H&ißdruckfolie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß' zur Erzielung eines kontinuierlichen Tonmusters zwei oder mehrere Heißschmelzfarbmassen aufgebracht werden.

4. Verfahren zur Herstellung der Heißdruckfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man

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eine gravierte Walze mit der geschmolzenen Heißschmelzmasse "beschichtet und damit unmittelbar eine Basisfolie "bedruckt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bedruckung der Folie mit der Heißsehmelzfarbmasse mit Hilfe einer einen Farbtrog und eine Rakel umfassenden beheizten BeSchichtungsmaschine vom Photogravurtyp druckt.

6. Verwendung der Heißdruckfolie nach einem der Ansprüche 1 "bis 3 zum Bedrucken von Substraten, insbesondere von Textilstoffen, Holz, Leder, Keramik oder Glas.

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