DE2946928A1

DE2946928A1 - Verfahren zur herstellung von bindemittelfreien drucken auf oberflaechen von formkoerpern aus thermoplastischen kunststoffen mit dispersionsfarbstoffen

Info

Publication number: DE2946928A1
Application number: DE19792946928
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: JOHN KURT O
Current assignee: JOHN KURT O
Priority date: 1977-07-09
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2731121A1

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. VV. GOLLWITZER · DIPL.-ING. F. W. MOLL

6740 LANDAU/PFALZ · LANGBTBABBE 5

POSTFACH 2080 · TELEFON 0β341/β70Ο0, 6035 · TELEX 04 53 333 POSTSCHECK LUDWIGSHAFEN 27 662-676 ■ DEUTSCHE BANK LANDAU 02 1540O (BLZ 548 TOO 9S)

- 3 - 20. November 1979

Kurt 0. John, 6785 Münchweiler/Rodalb

"Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Drucken auf Oberflächen von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit Dispersionsfarbstoffen" Zusatz zu Patent... (Patentanmeldung P 27 31 121.3)

Die Erfindung nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 27 31 121.3) betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Drucken auf Oberflächen von Formkörpern aus den verschiedensten thermoplastischen Kunststoffen unter Anwendung von Dispersionsfarbstoffen. Dabei wurde vorgeschlagen, die Dispersionsfarbstoffe zunächst mit Hilfe der üblichen Drucktechniken auf einen Zwischenträger aufzudrucken und den Druck von diesem Zwischenträger durch engen Kontakt und unter gleichzeitiger Wärmeanwendung auf die Oberfläche des Formkörpers zu übertragen, wobei eine zur Sublimation und zur Diffusion der Farbstoffe ausreichende Temperatur angewendet wird. Die Temperatur, bei der der Farbstoff übertragen wird, liegt dabei vorzugsweise ober-

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halb der bei der Herstellung der Formkörper durch Spritzen, Pressen, Gießen, Blasen oder dergleichen üblichen oder nötigen Temperaturen. Dabei wird, wiederum vorzugsweise, die Kontaktzeit so beschränkt, daß in einem Abstand von 1 - 2 mm unter der Oberfläche des Formkörpers die bei der Verformung des jeweiligen Kunststoffes üblichen und notwendigen Temperaturen nicht mehr erreicht werden. Vorteilhafterweise wird dieser Kontaktsublimiervorgang zwischen Formkörper und Trägermaterial für den Farbstoff in der Form durchgeführt, in welcher der Formkörper hergestellt wird bzw. wurde.

In Weiterbildung der Erfindung wird nun vorgeschlagen, die übertragung des Druckes vom Zwischenträger bereits während der Formgebung vorzunehmen. Hierbei ist es wichtig, daß der Zwischenträger möglichst wenig Bindemittel enthält um eine Retention und eine entsprechende Verringerung der Farbstoffausbeute zu verhindern. Besonders gut haben sich hier solche Farbstoffe bewährt, die bei 150 - 170° im verwendeten Kunststoff wenigstens zu 0,01- 0,1 % löslich sind.

Zur Durchführung des Verfahrens nach dieser Variante wird im Falle des Spritzgießens der bedruckte Zwischenträger - z.B. das bedruckte Papier oder die bedruckte Aluminium-Folie - an den zu bedruckenden Stellen in die Spritzgußform eingelegt. Beim Blasen von Hohlkörpern wird die Form, in die der Hohlkörper eingeblasen wird, mit dem bedruckten Träger ausgelegt.

Beim Extrudieren von Folien, Platten oder Profilen wird das extrudierte Material zusammen mit dem bedruckten Zwischenträger durch die Kalibrierung bzw. im Falle der Platten über beheizte Walzen geführt.

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Beim Pressen von Formteilen wird die Preßform an den zu bedruckenden Stellen mit dem Zwischenträger ausgelegt.

Die Formen werden hierbei zweckmäßig auf eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur gehalten (60 - 170°). Die Formentemperatur beeinflußt zusammen mit der Temperatur und der Art des verwendeten Kunststoffs wesentlich die Tiefe der erhaltenen Umdrucke. Überraschenderweise kann die Temperatur der Formen hierbei niedriger sein als die des Kunststoffs. Bei Weich-PVC, Hart-PVC, Äthylenvinylacetat-Mischpolymeren, thermoplastischem Rubber und Polystyrol haben sich Formentemperaturen von 60 - 100° bewährt. Polymethacrylat, Polycarbonat und Polypropylen erfordern Formentemperaturen, die etwa um 10 - 30° und Polyamid und Polyester solche die um 30 - 50° höher liegen.

Im allgemeinen läßt sich die Drucktiefe jedoch auch durch die Kontaktzeit zwischen Druckträger und geschmolzenem bzw. thermoplastischem Kunststoff beeinflussen. Aus technischen bzw. ökonomischen Erwägungen heraus haben sich im allgemeinen Kontaktzeiten nach Ausfüllen der Form von 10-60 sek. bewährt. Nach Abkühlen der bedruckten Formkörper läßt sich die Folie leicht abziehen. Im Falle der Verwendung von Papier als Zwischenträger kann dies auch durch eine einfache Passage durch ein Wasserbad geschehen.

Die Formkörper können in ihrer Oberfläche Dispersionsfarbstoffe eingesintert erhalten. Diese besitzen vorzugsweise ein Molgewicht zwischen 250 und 600 und eine Sublimationswärme zwischen 27 und 55 Kcal/Mol.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer Reihe von Beispielen näher beschrieben, ohne daß dadurch sein Umfang auf diese Beispiele beschränkt wird.

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Beispiel 1: Bedrucken von Folien oder Platten. Folien oder Platten aus Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Polymethakrylat werden unter Benutzung der weiter oben beschriebenen Druckfarben bedruckt. Zum Beispiel wird eine Polyvinylchloridplatte von 3 mm Dicke bei 220° C und über eine Zeit von etwa 30 Sekunden unter Einhaltung der Vorschriften der vorausgegangenen Beispiele bedruckt. Mit denselben Temperaturen und Zeiten kann zum Beispiel auch eine Polystyrolplatte mit der Dichte 0,1 bedruckt werden.

Beispiel 2: Losungsmittelhaltige Druckfarbe. 5-10 Teile A'thylcellulose werden in 50 Teilen Äthylacetat und 50 Teilen Toluol gelöst und dann mit 10 Teilen eines Stellmittelfreien Dispersionsfarbstoffes aus der Tabelle 1 der Hauptanmeldung versetzt. Die Farbstoffsuspension wird solange auf der Kugelmühle verarbeitet, bis der Farbstoff sich nicht mehr absetzt. Die Farbe wird, gegebenenfalls nach Zusatz von weiterem Lösungsmittel zum Bedrucken von füllmittelfreiem, kalandriertem Papier nach dem Tiefdruckverfahren eingesetzt.

Beispiel 3: Bedrucken eines Schuhunterteils. Kalandriertes, füllmittelfreies Papier wird mit einem Ledermuster unter Benutzung der Druckfarben nach Beispiel 2 im Tiefdruck bedruckt. Das Papier wird mit einem Stanzmesser in entsprechende, passende Stücke zerlegt und dann in eine Spritzgußform für Schuhunterteile (Absatz und Sohle) mit der bedruckten Seite nach innen eingelegt. Die Spritzgußform wird durch eine elektrische Heizung auf 70 - 90° erhitzt. Mit einem Druck von 70 atm und einer Temperatur von 170° wird Weich-PVC von einer Shore-Härte von 70 eingespritzt. Nach Einspritzen bleibt die Form vor dem Auswerfen des Schuhunterteiles 30 sek. geschlossen. Beim Entfernen des Papiers erhält man ein Schuh-

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unterteil, dessen Absatz völlig gleichmäßig mit dem Ledermuster bedruckt ist. Der Druck ist abriebfest und mit den üblichen Lösungsmitteln oder Schuhbreme nicht zu entfernen. Bei mehrmonatigen Trageversuchen zeigte er im Gegensatz zu aufgeklebter Kunststoffolie oder Lederfolie keine Veränderung. Zu ähnlichen Ergebnissen führte die Verwendung von thermoplastischem Rubber.

Beispiel 4: Bedrucken eines Schuhabsatzes. Eine Spritzgußform zur Herstellung von Abstätzen wird mit dem nach Beispiel 2 hergestellten Papier (80 g/m²) ausgelegt. Die Form wird elektrisch auf 80° geheizt. Mit einem Druck von 90 atm wird schlagfestes Polystyrol mit einer Temperatur von 180° eingespritzt. Die Form bleibt 20 sek. geschlossen. Beim öffnen der Form fällt der Absatz in ein Wasserbad. Dabei löst sich das Papier. Der Absatz wird 1 1/5 Stunde im Trockenschrank bei 80° getrocknet. Der erhaltene Druck ist licht-, abrieb- und lösungsmittelfest.

Beispiel 5: Bedrucken einer Flasche. Papier, das im Vier-Farbendruck nach vorausgegangenen Beispielen bedruckt ist, wird in eine Form für eine Flasche von 1 Ltr Inhalt so eingelegt, daß die Wand der zylinderartigen Flasche gerade bedeckt ist. Die Form ist elektrisch auf 80° geheizt. In die Form wird aus einem Extruder PVC von 80 Shore unter gleichzeitigem Einpressen von Preßluft durch eine innere Düse eingespritzt. Die Extrudertemperatur beträgt dabei 160 - 180°, die Verweilzeit in der Form 50 sek. Nach Abziehen des Papiers erhält man eine gleichmäßig bedruckte Flasche, deren Bedruckung von Wasser und flüssigen Waschmitteln nicht entfernt wird.

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Beispiel 6: Bedrucken von Polystyrolplatten. Weiß eingefärbtes Polystyrol wird über eine Breitschlitzdüse von 80 cm Breite und einer öffnung von 3 mm mit einer Temperatur von 170° extrudiert. Nach Verlassen der Düse wird die thermoplastische Folie mit einer nach Beispiel 2 bedruckten Papierbahn von kalandriertem Papier (120 g/m²) vereinigt und über eine beheizte Walze von 80 cm Durchmesser und vier Umdrehungen / Min. geführt, danach passiert die Folie drei Kühlwalzen und schließlich ein Wasserbad von 20°, in dem das Papier abgezogen wiru. Nach Verlassen des Wasserbades, in dem die Folie durch Rollen geführt wird, wird sie zu Platten von 80 cm Länge geschnitten. Die erhaltenen Drucke zeichnen sich durch hohe Leuchtkraft, gute Abriebfestigkeit und gute Lösungsmittelfestigkeit aus. Die Platten sind warmverformbar, ohne daß der Druck an den stark verformten Kanten und Ecken reißt. Beim Tiefziehen wird kein Ablösen der Farbe beobachtet und der Druck bleibt scharf.

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Claims

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1.) Verfahren nach Patent... (Patentanmeldung P 27 31 121.3) zur Herstellung von bindemittelfreien Drucken auf Oberflächen von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit Dispersionsfarbstoffen, bei welchem die Farbstoffe zunächst mit Hilfe der üblichen Drucktechniken auf einen Zwischenträger aufgedruckt werden und der Druck von diesem Zwischenträger durch engen Kontakt und unter gleichzeitiger Wärmeanwendung auf die Oberfläche des Formkörpers übertragen wird, wobei eine zur Sublimation und zur Diffusion der Farbstoffe aus-

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reichende Temperatur angewendet wird und der Kontaktsublimiervorgang zwischen Formkörper und Trägermaterial für den Farbstoff in der Form, in der der Formkörper hergestellt wurde bzw. wird, durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffübertragung während der Formgebung erfolgt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Formkörpers durch Spritzen, Gießen, Pressen, Blasen oder Extrudieren erfolgt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formtemperatur 60 - 170° beträgt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dispersionsfarbstoffe benutzt werden, die bei 150 - 170° im verwendeten Kunststoff wenigstens zu 0,01 - 0,1 % löslich sind.

5.) Bedruckter Formkörper aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt nach den Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in seiner Oberfläche Dispersionsfarbstoffe eingesintert enthält.

6.) Bedruckter Formkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Molgewicht zwischen 250 und und eine Sublimationswärme zwischen 27 und 55 Kcal/Mol besitzen.

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