EP2841283A1 - System und verfahren zum übertragen von abbildungen auf substrate - Google Patents

System und verfahren zum übertragen von abbildungen auf substrate

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EP2841283A1
EP2841283A1 EP13724726.8A EP13724726A EP2841283A1 EP 2841283 A1 EP2841283 A1 EP 2841283A1 EP 13724726 A EP13724726 A EP 13724726A EP 2841283 A1 EP2841283 A1 EP 2841283A1
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EP
European Patent Office
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component
layer
carrier
temperature
pressing
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Application number
EP13724726.8A
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Bülent Öz
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Publication of EP2841283A1 publication Critical patent/EP2841283A1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P5/00—Other features in dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form
    • D06P5/003—Transfer printing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06Q—DECORATING TEXTILES
    • D06Q1/00—Decorating textiles
    • D06Q1/12—Decorating textiles by transferring a chemical agent or a metallic or non-metallic material in particulate or other form, from a solid temporary carrier to the textile
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Definitions

  • the present invention relates to a system for transferring images to substrates (transfer printing), such as textile substrates, in particular T-shirts, cups, magnetic films, mirrors or other smooth surfaces of metal, leather, ceramic, wood, Plexiglas, cardboard or plastic.
  • substrates transfer printing
  • the invention also relates to a corresponding method for transferring images to substrates.
  • Transfer printing i. the transfer of images to substrates, such as textile documents, with the help of so-called.
  • Transfer papers on soft the image to be transferred is applied in advance, under increased pressure and temperature conditions, there is often an undesirable background transmission, namely for the transmission of parts of the coating Transfer papers that are not part of the picture.
  • additional work steps such as contour cutting on the transfer paper and subsequent weeding off are necessary and / or it must be worked with different temperatures in the preparation of the transfer paper and the actual transfer process.
  • the present invention therefore provides a system and method for transferring images to substrates that overcome the aforementioned disadvantages.
  • the system according to the invention comprising a combination of essentially two components A and B.
  • Component A hereinafter also referred to as transfer sheet, has a layer structure and comprises a carrier and an at least partial toner layer arranged on one side.
  • the carrier is, e.g. a film, cardboard or paper, in particular a paper having a basis weight of z. B. about 80-150, preferably about 90-100 g / m2, such as
  • CONFIRMATION COPY a machine-smooth paper suitable for (color) copier or (color) laser printer.
  • At least one surface of said support or paper i. at least the surface facing the toner has an anti-sticking property.
  • non-stick properties are particularly achieved by creating a hydrophobic and / or oleophobic surface by means of impregnation, coating, e.g. with polymers such as polyesters, polypropylenes or fluorocarbons, silicones or refractory waxes, and / or altering the surface structure, e.g.
  • Quilon products are chromium (III) -C 4 -C 8 fatty acid complexes, eg CAS 65229-24-5, CAS 15659-56-0, CAS 15242-96-3.
  • a corresponding (silicone) coating has tion a separation value of about 100 cN / 20 mm, preferably about
  • the surface of the support may optionally be subjected to a further surface treatment to increase the surface tension, in particular according to the invention is a plasma or corona treatment.
  • a toner layer is arranged on the correspondingly equipped surface.
  • the toner is applied in the form of the desired image.
  • the toner layer is at least partially arranged on the surface, i. that at least parts of the surface are covered with toner depending on the geometric shape of the image. Usually, parts of the surface remain free of toner.
  • the application is advantageously carried out by means of digital printing, laser printing, in particular by means of (color) copiers or (color) laser printers with commercial toners are used.
  • Such toners consist of the corresponding color pigments in a plastic matrix, usually polyester with a melting range of e.g. about 80 - 120 ° C and possibly excipients.
  • Suitable toners in the context of the present invention also include water-soluble or solvent-containing inks or sublimation inks, polymer inks, so-called flexo inks, screen printing inks, offset inks or the like.
  • the layer thickness of the toner layer is at the usual technical values and is typically 5 to 50, preferably 5 to 20 g / m 2 (in basis weight).
  • the support of component A is suitably designed so that under the pressure and temperature conditions of the transfer of the image on the Substrate, ie at temperatures of a minimum of about 100-150 ° C to a maximum of about 200-250 ° C, for example from about 100-250 ° C, especially from about 150 ° C to a maximum of about 200-250 ° C, in particular about 150 - 220 ° C, too
  • Back-ground transfer in this case means that in the areas of the surface which are free of toner, parts of the possibly present coating of the carrier are transferred to the substrate.
  • high melting point coating materials especially silicones or quilon products, are used which have glass transition or softening temperatures in the range of preferably above about 250 ° C.
  • appropriately high-melting coating materials also allows the use of commercially available (laser) printer / copier for applying the toner layer, as far as contamination of the (laser) printer / copier caused by peeling off parts of the coating.
  • component A represents a siliconized paper with toner applied thereto in the form of the desired image.
  • the carrier of component A is a siliconized and corona-treated paper with a release value of the silicones of above
  • the paper may be pre-treated prior to siliconization, such as a coating with e.g. Polyvinyl alcohol or polyethylene.
  • the invention therefore also provides a siliconized and corona-treated paper having a basis weight of about 80-150 g / m 2 and a release value of the silicones of about 100-200 cN / 20 mm.
  • the paper can be used especially in systems and methods for transferring images to substrates (transfer printing).
  • the component B hereinafter also referred to as opaque sheet, likewise has a layer structure and comprises a support, a polymer layer arranged on one side and at least one further layer.
  • the carrier is, e.g. a film, cardboard or paper, in particular a paper having a basis weight of z.
  • a film, cardboard or paper in particular a paper having a basis weight of z.
  • Example about 80-150, preferably about 90-100 g / m2, such as a machine-smooth, suitable for (color) copier or (color) laser printer paper.
  • At least one surface of said support or paper is provided with a polymer coating (also referred to below as extrusion layer) made of polyolefins, polyolefin copolymers or polyurethanes having a layer thickness of about 30-60, preferably 25-50 g / m2.
  • a polymer coating also referred to below as extrusion layer
  • polyolefins, polyolefin copolymers or polyurethanes having a layer thickness of about 30-60, preferably 25-50 g / m2.
  • polystyrene resin examples include LDPE with maleic anhydride, EVA with 7-28%, preferably 7-15% VA, ethylene-acrylic acid copolymers or ethylene-methyl acrylate copolymers with 5-12% acrylic acid, ethylene-butyl acrylate copolymers with 5-20% acrylate used, preferably one
  • the extrusion layer is waxy.
  • waxes come e.g. Paraffins or paraffin waxes or mixtures of paraffin waxes with LDPE, into consideration.
  • the waxes typically have melting points in the range of 60-100 ° C.
  • a wax layer which typically has a layer thickness of, for example, between the support surface and the extrusion layer, can be arranged. 10-20 g / m2.
  • the extrusion layer serves as an adhesive layer on the substrate in the process of transfer of the image to the substrate. Accordingly, the extrusion layer advantageously has a glass transition or softening temperature which, when separating the support of component B in the heat above the Softening range leads to a cohesive failure in the extrusion layer, so that parts of the extrusion layer adhere to the carrier and so a thin flexible plastic layer is transferred to the substrate.
  • the aforementioned separation of the support of component B in the heat takes place after the combination of component A (transfer sheet) and component B (opaque sheet), which by pressing at about 2 - 5 bar in the temperature range of at least about 130 - 150 ° C. to a maximum of about 200-250 ° C, for example from about 130-250 ° C, especially from about 150 ° C to at most about 200-250 ° C, especially from about 150-220 ° C, especially from about 150-200 ° C , Also 180 - 220X, typically for a minimum of about 15 - 20 sec. To a maximum of about 60 sec, in particular about 15 - 45 sec, preferably 15 - 30 sec done.
  • the separation of the support of component B in the heat typically takes place in the range of about 0-15 seconds after the pressing process.
  • the extrusion layer therefore advantageously has glass transition or softening temperatures in the range of about 60-80 ° C.
  • the further layer serves as a background layer for the toner layer of component A. Accordingly, the further layer is advantageously opaque and is referred to below as an opaque layer.
  • the opaque layer may be a metal coating applied, for example, by means of a transfer metallization or transfer metallization familiar to the person skilled in the art, in which case a thin (eg 0.05 gm 2 ) metal layer (eg aluminum) is applied to a coated film by means of a vacuum is laminated to the substrate. After a controlled drying process, the carrier film is removed, the metallization remains on the substrate.
  • a primer or lacquer may be applied to the metal coating which is optionally corona treated to increase toner adhesion.
  • the opaque layer is preferably a white layer.
  • the white layer contains 25-75% of a white pigment, for example titanium dioxide, chalk, barium sulfate, zinc sulfide, zinc sulfate or kaolin, preferably titanium dioxide, 75-25% of a plastic binder, which may be a polyolefin, polyolefin copolymer or polyurethane, with reference to the above list referenced by possible substances.
  • a white pigment for example titanium dioxide, chalk, barium sulfate, zinc sulfide, zinc sulfate or kaolin, preferably titanium dioxide, 75-25% of a plastic binder, which may be a polyolefin, polyolefin copolymer or polyurethane, with reference to the above list referenced by possible substances.
  • the white layer additionally contains an inorganic crystalline substance, in particular silicic acid but also calcium carbonate or benzonite.
  • the content of the inorganic crystalline substance is typically about 10 to 30% based on the dry amount of the white layer.
  • the opaque layer is advantageously less elastic and possibly has a certain brittleness.
  • the layer thickness of the opaque layer is about 2 to 15 g / m 2, preferably 4 to 12 g / m 2, especially 2 to 8 g / m 2, especially 3 to 5 g / m 2.
  • the opaque layer advantageously has glass transition or softening temperatures in the range of about 160-180 ° C.
  • the opaque layer may also be a combination of metallized coating and white layer.
  • component B comprises a transparent layer disposed over the opaque layer.
  • the transparent layer suppresses a mixing of the toner with the opaque layer and thus serves to further increase the color brilliance.
  • the transparent layer consists of plastics, which have a certain affinity to the toner dyes, that is to record them in their matrix and on the other hand do not give it off again during washing.
  • additives such as silica or cellulose esters or other known processing aids can be added.
  • plastics are polyesters, polyurethanes, polyacrylates and other compounds, for example homopolymers or copolymers of vinyl acetate, vinyl alcohol, vinyl chloride, vinylidene chloride, methyl and / or ethylacrylic acid or methacrylic acid, maleic acid compounds, styrene and the like
  • cellulose esters and cellulose ethers such as ethyl cellulose, benzyl cellulose, cellulose propionates or acetates or butyrates or also polyesters of terephthalic acid or polyamides such as nylon or perlon.
  • the layer thickness of the transparent layer is about 2 to 15 g / m 2, preferably 4 to 12 g / m 2, especially 2 to 8 g / m 2, especially 3 to 5 g / m 2.
  • the component A (transfer sheet) and the component B (opaque sheet) of the system according to the invention are first joined together under pressure and temperature.
  • This is expediently carried out by pressing at about 2 to 5 bar in the temperature range from a minimum of about 130 to 150 ° C. to a maximum of about 200 to 250 ° C., for example from about 130 to 250 ° C., especially from about 50 ° C. to a maximum of about 200 - 250 ° C, especially from about 150 - 220 ° C, especially from about 150 - 200 ° C, typically for a minimum of about 15 - 20 sec. To a maximum of about 60 sec, in particular about 15 - 45 sec, preferably 15 - 30 sec.
  • the non-stick properties of the component A ensure that only a connection between the toner layer of the component A and the opaque layer of the component B, or the optionally arranged above transparent layer takes place, but not between the toner-free areas of the component A and the opaque layer of component B, or the optionally arranged above transparent layer.
  • the cohesive fracture may also be present in the optional wax layer or in a blend region of opaque layer and extrusion layer or extrusion layer and optional wax layer respectively. Accordingly, the structure of the obtained sandwich structure may vary.
  • the system according to the invention is ready for the transfer of the image to a substrate by applying the sandwich structure with the remaining extrusion layer to the substrate and the process being particularly advantageous under pressure and temperature conditions analogous to the printing process. and temperature conditions of the compound of component A and component B.
  • This is therefore preferably carried out by pressing at about 2-5 bar in the temperature range of a minimum of about 100-150 ° C to a maximum of about 200-250 ° C, for example from about 100-250 ° C, especially from about 150 ° C to a maximum of about 200-250 ° C, especially from about 150-220 ° C, especially from about 50-200 ° C, also 180-220 ° C, typically for minimal about 15-20 seconds up to a maximum of about 60 seconds, in particular about 15-45 seconds, preferably 15-30 seconds.
  • the carrier of component A is then separated or withdrawn in the cold state.
  • cold state means below the glass transition or softening temperatures of the layers, preferably in the region of room temperature.
  • the system according to the invention preferably consists of a combination of components A and B.
  • the method of the invention for transferring images to substrates comprises
  • the separation of the support of component B in the heat advantageously above the softening range of the extrusion layer of component B, typically in the range of about 0-15 sec.
  • At least about 100-150 ° C to at most about 200-250 ° C for example from about 100-250 ° C, especially from about 150 ° C to at most about 200-250 ° C, especially from about 150-220 ° C, especially about
  • the process according to the invention can be carried out with customary devices, so-called transfer presses.
  • the step of connecting component A and B and transferring the image to the substrate can be carried out under the same pressure and temperature conditions, which requires particularly simple and rapid process control, since no additional cooling and / or heating phases are necessary , Accordingly, it is advantageous to make no changes to the settings of the transfer press used. Unless otherwise stated or necessarily different from the context, percentages are based on weight, in case of doubt on the total weight of the mixture.
  • the invention also relates to all combinations of preferred embodiments, as far as these are not mutually exclusive.
  • the information "about” or “approx.” in conjunction with a numerical indication, means that at least 10% higher or lower values or 5% higher or lower values and in any case 1% higher or lower values are included.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate (Transferdrucken), wie textile Unterlagen, insbesondere T-Shirts, Tassen, Magnetfolien, Spiegel oder andere glatte Oberflächen aus Metall, Leder, Keramik, Holz, Plexiglas, Karton oder Kunststoff. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate. Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein silikonisiertes und corona-behandeltes Papier.

Description

System und Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate (Transferdrucken), wie textile Unterlagen, insbesondere T-Shirts, Tassen, Magnetfolien, Spiegel oder andere glatte Oberflächen aus Metall, Leder, Keramik, Holz, Plexiglas, Karton oder Kunststoff. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate.
Beim Transferdrucken, d.h. dem Übertragen von Abbildungen auf Substrate, wie textile Unterlagen, mit Hilfe sog. Transferpapiere, auf weiche die zu übertragende Abbildung vorab aufgebracht wird, unter erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen, kommt es häufig zu einer unerwünschten Hintergrundübertragung, nämlich zur Übertragung von Teilen der Beschichtung des Transferpapiers, die nicht Teil der Abbildung sind. Um dies zu verhindern sind zusätzliche Arbeitsschritte, wie ein Konturschneiden auf dem Transferpapier und anschließendes Entgittern notwendig und/oder es muß mit unterschiedlichen Temperaturen bei der Vorbereitung des Transferpapiers und beim eigentlichen Übertragungsvorgang gearbeitet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein System und Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate bereit, die die vorgenannten Nachteile überwinden.
Das erfindungsgemäße System umfassend eine Kombination von im Wesentlichen zwei Komponenten A und B.
Komponente A -nachfolgend auch als transfer sheet bezeichnet- besitzt eine Schichtstruktur und umfaßt einen Träger und eine einseitig darauf angeordnete mindestens teilflächige Tonerschicht.
Der Träger ist, z.B. eine Folie, Karton oder Papier, insbesondere ein Papier mit einem Flächengewicht von z. B. ca. 80-150, vorzugsweise ca. 90-100 g/m2, wie
BESTÄTIGUNGSKOPIE ein maschinenglattes, für (Farb)Kopierer oder (Farb)Laserdrucker geeignetes Papier.
Mindestens eine Oberfläche des genannten Trägers bzw. Papiers, d.h. mindestens die dem Toner zugewandte Oberfläche, weist eine Ausrüstung mit Antihaft- eigenschaften auf.
Unter Antihafteigenschaften im Sinne der vorliegenden Erfindung soll eine gute Tonerhaftung auf der Oberfläche im heißen Zustand bei gleichzeitig guten Trennbzw. Ablöseeigenschaften, insbesondere vom Toner im kalten Zustand beim
Transfervorgang verstanden werden. Dies ist dadurch bedingt, daß der Träger der Komponente A nach der Übertragung der Abbildung auf das Substrat im kalten Zustand, d.h. vorzugsweise im Bereich der Raumtemperatur, entfernt wird.
Die Antihafteigenschaften werden insbesondere durch Erzeugen einer hydrophoben und/oder oleophoben Oberfläche mittels Tränkung, Beschichtung, z.B. mit Polymeren, wie Polyestern, Polypropylenen oder Fluorcarbonen, Silikonen oder hochschmelzende Wachse, und/oder Änderung der Oberflächenstruktur, z.B.
durch Änderung, insbesondere Reduzierung der Kontaktfläche über bestimmte Rauhigkeitsprofile, erhalten.
Bevorzugt sind Beschichtungen mit Silikonen oder Quilon-Produkten (Handelsprodukte der Fa. Zaclon LLC), wobei der Träger im unbeschichteten oder beschichteten Zustand optional einer Oberflächenbehandlung unterzogen ist.
Quilon-Produkte sind Chrom (lll)-C 4-Ci8-Fettsäurekomplexe, z.B. CAS 65229-24-5, CAS 15659-56-0, CAS 15242-96-3.
Die Silikonisierung erfolgt mittels z.B. thermischer Vernetzung oder UV-Vernetzung zu einem Polydimethylsiloxan-Gerüst. Entsprechende Verfahren und Produkte, die beispielsweise auch als Trennpapiere bezeichnet werden, sind dem Fachmann geläufig. Vorzugsweise weist eine entsprechende (Silikon)Beschich- tung einen Trennwert von über 100 cN/20 mm, bevorzugt etwa
100 - 200 cN/20mm, insbesondere etwa 100 - 150 cN/20mm auf.
Verfahren zur Änderung der Oberflächenstruktur, z.B. durch Behandlung der Oberfläche mittels Profilwalzen o.ä., sind dem Fachmann ebenfalls geläufig.
Zur Verbesserung der Benetzbarkeit der Oberfläche und der Haftkraft des Toner kann die Oberfläche des Trägers optional einer weiteren Oberflächenbehandlung zur Erhöhung der Oberflächenspannung unterzogen werden, insbesondere erfolgt erfindungsgemäß eine Plasma- oder Corona-Behandlung.
Auf der entsprechend ausgerüsteten Oberfläche ist eine Tonerschicht angeordnet. Dabei ist der Toner in Form der gewünschten Abbildung aufgebracht. Die Tonerschicht ist dabei mindestens teilflächig auf der Oberfläche angeordnet, d.h. daß mindestens Teile der Oberfläche mit Toner bedeckt sind in Abhängigkeit von der geometrischen Form der Abbildung. Üblicherweise verbleiben Teile der Oberfläche frei von Toner. Das Aufbringen erfolgt dabei vorteilhaft mittels digitalem Druck, Laserdruck, insbesondere mittels (Farb)Kopierern oder (Färb) Laserdruckern wobei handelsübliche Toner zum Einsatz kommen. Derartige Toner bestehen aus den entsprechenden Farbpigmenten in einer Kunststoffmatrix, üblicherweise aus Polyester mit einem Schmelzbereich von z.B. ca. 80 - 120°C und ggf. Hilfsstoffen. Als Toner im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen auch wasserlösliche oder lösemittelhaltige Tinten oder Sublimationstinten, Polymerfarben, sogenannte Flexo-Farben, Siebdruckfarben, Offset-Farben oder dergleichen in Betracht.
Die Schichtdicke der Tonerschicht liegt bei den üblichen technisch bedingten Werten und beträgt typischerweise 5 - 50, vorzugsweise 5 - 20 g/m2 (in Flächengewicht).
Der Träger der Komponente A ist zweckmäßig so ausgeführt, daß unter den Druck- und Temperaturbedingungen der Übertragung der Abbildung auf das Substrat, d.h. bei Temperaturen von minimal etwa 100 - 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, beispielsweise von etwa 100 - 250°C, besonders von etwa 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, insbesondere von etwa 150 - 220°C, auch
180 - 220°C und einem Druck von ca. 2 - 5 bar, keine Hintergrundübertragung auf das Substrat erfolgt. Hinter-grundübertragung bedeutet in diesem Fall, daß in den Bereichen der Oberfläche, die frei von Toner sind, Teile der ggfs. vorhandenen Beschichtung des Trägers auf das Substrat übertragen werden. Um dies zu verhindern werden hochschmel-zende Beschichtungsmaterialien, insbesondere Silikone oder Quilon-Produkte, eingesetzt, die Glasübergangs- bzw. Erweichungstemperaturen im Bereich von vorzugsweise über etwa 250°C aufweisen.
Der Einsatz entsprechend hochschmelzender Beschichtungsmaterialien ermöglicht zudem den Einsatz handelsüblicher (Laser)Drucker/Kopierer zur Aufbringung der Tonerschicht, da insoweit keine Verunreinigung der (Laser)Drucker/Kopierer durch sich ablösende Teile der Beschichtung verursacht wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung stellt die Komponente A ein silikonisiertes Papier mit darauf aufgebrachtem Toner in Form der gewünschten Abbildung dar.
Besonders bevorzugt ist der Träger der Komponente A ein silikonisiertes und corona-behandeltes Papier mit einen Trennwert der Silikone von über
100 cN/20 mm, bevorzugt etwa 100 - 200 cN/20mm, insbesondere etwa
100 - 150 cN/20mm. Das Papier kann vor der Silikonisierung ggf. einer Vorbehandlung unterzogen sein, wie einer Beschichtung mit z.B. Polyvinyalkohol oder Polyethylen.
Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein silikonisiertes und corona-behandeltes Papier mit einem Flächengewicht von ca. 80-150 g/m2 und einem Trennwert der Silikone von etwa 100 - 200 cN/20mm. Das Papier kann insbesondere in Systemen und Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate (Transferdrucken) verwendet werden. Die Komponente B -nachfolgend auch als opaque sheet bezeichnet- besitzt ebenfalls eine Schichtstruktur und umfaßt einen Träger, eine einseitig darauf angeordnete Polymerschicht und mindestens eine weitere Schicht.
Der Träger ist, z.B. eine Folie, Karton oder Papier, insbesondere ein Papier mit einem Flächengewicht von z. B. ca. 80-150, vorzugsweise ca. 90-100 g/m2, wie ein maschinenglattes, für (Farb)Kopierer oder (Farb)Laserdrucker geeignetes Papier.
Mindestens eine Oberfläche des genannten Trägers bzw. Papiers ist mit einer Polymerbeschichtung (im Folgenden auch als Extrusionsschicht bezeichnet) aus Poiyolefinen, Polyolefincopoly-meren oder Polyurethanen mit einer Schichtdicke von ca. 30 - 60, vorzugsweise 25-50 g/m2 ausgerüstet.
Als Polyolefine werden beispielsweise LDPE optional mit Maleinsäureanhydrid, 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 vorzugsweise einen
Schmelzindex nach ASTM-D-1238 (MFI) von 3,5-22, vorzugsweise 7-15 g/10 min bei 2,16 kg/ 90°C aufweisen.
Bevorzugt ist die Extrusionsschicht wachshaltig. Als Wachse kommen z.B. Paraffine bzw. Paraffinwachse oder auch Mischungen von Paraffinwachsen mit LDPE, in Betracht. Die Wachse weisen typischerweise Schmelzpunkte im Bereich von 60 - 100 °C auf. Insbesondere kann zwischen Trägeroberfläche und der Extrusionsschicht zusätzlich eine Wachsschicht angeordnet sein, die typischerweise eine Schichtdicke von z.B. 10 - 20 g/m2 aufweist.
Die Extrusionsschicht dient im Prozeß der Übertragung der Abbildung auf das Substrat als Haftschicht auf dem Substrat. Dementsprechend weist die Extrusionsschicht vorteilhaft eine Glasübergangs- bzw. Erweichungstemperatur auf, die bei Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme oberhalb des Erweichungsbereichs zu einem ein Kohäsionsbruch in der Extrusionsschicht führt, so dass Teile der Extrusionsschicht am Träger haften bleiben und so eine dünne flexible Kunststoffschicht auf das Substrat übertragen wird.
Das vorgenannte Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme erfolgt nach der Verbindung von Komponente A (transfer sheet) und Komponente B (opaque sheet), die durch Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von minimal etwa 130 - 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, beispielsweise von etwa 130 - 250°C, besonders von etwa 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, insbesondere von etwa 150 - 220°C, besonders von etwa 150 - 200°C, auch 180 - 220X, typischer-weise für minimal etwa 15 - 20 sec. bis maximal etwa 60 sec, insbesondere ca. 15 - 45 sec, vorzugsweise 15 - 30 sec erfolgt. Das Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme erfolgt typischerweise im Bereich von ca. 0 - 15 sec. nach dem Pressvorgang.
Die Extrusionsschicht weist daher vorteilhaft Glasübergangs- bzw. Erweichungstemperaturen im Bereich von ca. 60 - 80°C auf.
Die weitere Schicht dient als Hintergrundschicht für die Tonerschicht von Komponente A. Dementsprechend ist die weitere Schicht vorteilhaft opak und wird nachfolgend als opake Schicht bezeichnet.
Die opake Schicht kann eine Metallbeschichtung sein, die beispielsweise mittels einer dem Fachmann geläufigen Transfer-Metallisierung oder Übertragungsmetallisierung aufgebracht ist, dabei wir üblicherweise eine dünne (z.B. 0.05 gm2) Metall-Schicht (z.B. Aluminium) mittels Vakuum auf eine beschichtete Folie aufgebracht, welche auf das Trägermaterial laminiert wird. Nach einem kontrollierten Trocknungsprozess wird der Trägerfilm entfernt, die Metallisierung verbleibt auf dem Trägermaterial. Vorteilhaft kann auf die Metallbeschichtung ein Primer oder Lack aufgetragen sein, der optional Corona-behandelt ist, um die Tonerhaftung zu erhöhen. Zur Erhöhung der Farbbrillianz ist die opake Schicht bevorzugt eine Weißschicht.
Die Weißschicht enthält 25 - 75 % eines Weißpigments, beispielsweise Titandioxid, Kreide, Bariumsulfat, Zinksulfid, Zinksulfat oder Kaolin, bevorzugt Titandioxid, 75 - 25 % eines Kunststoffbindemittels, das ein Polyolefin, Polyolefin- copolymer oder Polyurethan sein kann, wobei auf die vorstehende Aufzählung von möglichen Stoffen verwiesen wird.
Vorzugsweise enthält die Weißschicht zusätzlich eine anorganische kristalline Substanz, wie insbesondere Kieselsäure aber auch Calciumcarbonat oder Ben- tonit. Der Anteil der anorganische kristalline Substanz beträgt typischerweise etwa 10 - 30 % bezogen auf die Trockenmenge der Weißschicht.
Es hat sich gezeigt, daß die opake Schicht vorteilhaft wenig elastisch ist und ggf. eine gewisse Brüchigkeit aufweist.
Die Schichtdicke der opaken Schicht beträgt etwa 2 - 15 g/m2, vorzugsweise 4-12 g/m2, insbesondere 2 - 8 g/m2, besonders 3 - 5 g/m2.
Die opake Schicht weist vorteilhaft Glasübergangs- bzw. Erweichungstemperaturen im Bereich von ca. 160 - 180°C auf.
Erfindungsgemäß kann die opake Schicht auch eine Kombination von metallisierter Beschichtung und Weißschicht sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Komponente B zusätzlich eine Transparentschicht, die über der opaken Schicht angeordnet ist. Die Transparentschicht unterdrückt eine Vermischung des Toners mit der opaken Schicht und dient somit zur weiteren Erhöhung der Farbbrillianz.
Die Transparentschicht besteht dabei aus Kunststoffen, welche eine gewisse Affinität zu den Tonerfarbstoffen aufweisen, d.h. diese in ihre Matrix aufnehmen und andererseits diese beim Waschen nicht wieder abgeben. Kunststoffe mit Erweichungstemperaturen über 80 °C, vorzugsweise über 100 °C, die bei üblichen Wasch- und Benutzungstemperaturen nicht klebrig werden, werden bevorzugt. Optional können Zusätze wie Kieselsäure oder Zelluloseester oder andere bekannte Verarbeitungshilfsmittel zugefügt werden. Als Kunststoff besonders geeignet sind Polyester, Polyurethane, Polyacrylate und andere Verbindungen, beispielsweise Homo- oder Copolymerisate aus Vinylacetat, Vinylalkohol, Vinyl- chlorid, Vinylidenchlorid, Methyl- und/oder Ethylacrylsäure oder -methacrylsäure, Maleinsäureverbindungen, Styrol u.a.
Weiterhin geeignet sind Zelluloseester und Zelluloseether wie Ethylzellulose, Ben- zylzellulose, Zellulosepropionate oder -acetate oder -butyrate oder auch Polyester der Terephthalsäure oder Polyamide, wie Nylon oder Perlon.
Die Schichtdicke der Transparentschicht beträgt etwa 2 - 15 g/m2, vorzugsweise 4 - 12 g/m2, insbesondere 2 - 8 g/m2, besonders 3 - 5 g/m2.
Zum Zweck der Übertragung einer Abbildung auf ein Substrat werden die Komponente A (transfer sheet) und die Komponente B (opaque sheet) des erfindungsgemäßen Systems unter Druck und Temperatur zunächst miteinander verbunden. Dies erfolgt zweckmäßig durch Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von minimal etwa 130 - 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, beispielsweise von etwa 130 - 250°C, besonders von etwa 50°C bis maximal etwa 200 - 250°C, insbesondere von etwa 150 - 220°C, besonders von etwa 150 - 200°C, typischerweise für minimal etwa 15 - 20 sec. bis maximal etwa 60 sec, insbesondere ca. 15 - 45 sec, vor-zugsweise 15 - 30 sec.
Die Antihafteigenschaften der Komponente A gewährleisten dabei, daß lediglich eine Verbindung zwischen der Tonerschicht der Komponente A und der opaken Schicht der Komponente B, oder der ggfs. darüber angeordneten Transparentschicht erfolgt, nicht jedoch zwischen den tonerfreien Bereichen der Komponente A und der opaken Schicht der Komponente B, oder der ggfs. darüber angeordneten Transparentschicht.
Anschließend erfolgt ein Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme, typischerweise im Bereich von ca. 0 - 15 sec. nach dem Pressvorgang, unter Kohäsionsbruch der Extrusionsschicht. Dies führt dazu, daß die Teile der Be- schichtung der Komponente B, welche die tonerfreien Bereiche der Komponente A überdecken, zusammen mit dem Träger der Komponente B abgetrennt bzw. abgezogen werden. Im Ergebnis erhält man eine Sandwich-Struktur aus der Komponente A mit lediglich über der Tonerschicht angeordnetem Schichtaufbau der Komponente B: Träger A ->· Tonerschicht ->· optionale Transparentschicht -» opake Schicht ->· Extrusionsschicht optional wachshaltig (nach Kohäsionsbruch). In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Extrusionsschicht, der optional vorhandenen Wachsschicht (die zwischen Extrusionsschicht und Träger B angeordnet sein kann) und der opaken Schicht kann der Kohäsionsbruch auch gegebenenfalls in der optionalen Wachsschicht oder in einem Vermischungsbereich von opaker Schicht und Extrusionsschicht oder Extrusionsschicht und optionaler Wachsschicht erfolgen. Dementsprechend kann der Aufbau der erhaltenen Sandwich-Struktur variieren.
In diesem Zustand ist das erfindungsgemäße System einsatzbereit für die Übertragung der Abbildung auf ein Substrat, indem die Sandwich-Struktur mit der verbliebenen Extrusionsschicht auf das Substrat aufgebracht wird und wobei der Vorgang besonders vorteilhaft unter Druck- und Temperaturbedingungen erfolgt, die analog zu den Druck- und Temperaturbedingungen der Verbindung von Komponente A und Komponente B sind. Dies erfolgt daher bevorzugt durch Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von minimal etwa 100 - 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, beispielsweise von etwa 100 - 250°C, besonders von etwa 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, insbesondere von etwa 150 - 220°C, besonders von etwa 50 - 200°C, auch 180 - 220°C, typischerweise für minimal etwa 15 - 20 sec. bis maximal etwa 60 sec, insbesondere ca. 15 - 45 sec, vorzugsweise 15 - 30 sec.
Der Träger der Komponente A wird danach im kalten Zustand abgetrennt bzw. abgezogen. "Kalter Zustand" bedeutet vorliegend unter den Glasübergangs- oder Erweichungstemperaturen der Schichten, vorzugsweise im Bereich der Raumtemperatur.
Bevorzugt besteht das erfindungsgemäße System aus einer Kombination der Komponenten A und B.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate umfaßt
- das Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Systems, umfassend die Komponenten A und B;
- die Verbindung der Komponente A und der Komponente B unter Druck und Temperatur durch Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von minimal etwa 130 - 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, beispielsweise von etwa 130 - 250°C, besonders von etwa 50°C bis maximal etwa
200 - 250°C, insbesondere von etwa 150 - 220°C, besonders von etwa 150 - 200°C, auch 180 - 220°C, typischerweise für minimal etwa
15 - 20 sec. bis maximal etwa 60 sec, ins-besondere ca. 15 - 45 sec, vorzugsweise 15 - 30 sec;
- das Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme, zweckmäßig oberhalb des Erweichungsbereichs der Extrusionsschicht der Komponente B, typischerweise im Bereich von ca. 0 - 15 sec. nach dem Pressvorgang, unter Erhalt einer Sandwich-Struktur; - das Aufbringen der Sandwich-Struktur mit der Extrusionsschicht der Komponente B auf das Substrat, wobei in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Extrusionsschicht, der optionalen Wachsschicht und der opaken Schicht der Komponente B ein Kohäsionsbruch auch gegebenenfalls in der optionalen Wachsschicht oder in einem Vermischungsbereich von opaker Schicht und Extrusionsschicht oder Extrusionsschicht und optionaler Wachsschicht erfolgen. Dementsprechend kann der Aufbau der erhaltenen Sandwich-Struktur und insoweit die auf das Substrat aufzubringende Schicht variieren;
- anschließendes Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von
minimal etwa 100 - 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, beispielsweise von etwa 100 - 250°C, besonders von etwa 150°C bis maximal etwa 200 - 250°C, insbesondere von etwa 150 - 220°C, besonders von etwa
150 - 200°C, auch 180 - 220°C, typischerweise für minimal etwa
15 - 20 sec. bis maximal etwa 60 sec, insbesondere ca. 15 - 45 sec, vorzugsweise 15 - 30 sec, wobei die Abbildung auf das Substrat übertragen wird; und
- Abtrennen des Trägers der Komponente A bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangs- oder Erweichungstemperaturen der Schichten, vorzugsweise im Bereich der Raumtemperatur.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit üblichen Vorrichtungen, sog. Transferpressen durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft kann der Schritt des Verbindens von Komponente A und B sowie das Übertragen der Abbildung auf das Substrat bei den gleichen Druck- und Temperaturbedingungen durchgeführt werden, was eine besonders einfache und schnelle Verfahrensführung bedingt, da keine zusätzlichen Abkühl- und/oder Aufheizphasen notwendig sind. Dementsprechend sind vorteilhaft keine Änderungen an den Einstellungen der eingesetzten Transferpresse vorzunehmen. Soweit nichts anderes angegeben ist oder sich aus dem Zusammenhang zwingend anders ergibt, beziehen sich Prozentangaben auf das Gewicht, im Zweifel auf das Gesamtgewicht der Mischung.
Die Erfindung bezieht sich auch auf sämtliche Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen, soweit diese sich nicht gegenseitig ausschließen. Die Angaben "etwa" oder "ca." in Verbindung mit einer Zahlenangabe bedeuten, dass zumindest um 10 % höhere oder niedrigere Werte oder um 5 % höhere oder niedrigere Werte und in jedem Fall um 1 % höhere oder niedrigere Werte eingeschlossen sind.

Claims

Patentansprüche
System zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate umfassend eine Kombination von zwei Komponenten A und B, wobei
die Komponente A einen Träger und eine einseitig darauf angeordnete mindestens teilflächige Tonerschicht umfaßt und mindestens die dem Toner zugewandte Oberfläche des Trägers eine Ausrüstung mit Antihafteigen- schaften aufweist,
die Komponente B einen Träger, eine einseitig darauf angeordnete Polymerschicht und mindestens eine weitere Schicht umfaßt,
wobei mindestens eine Oberfläche des Trägers mit einer Poly- merbeschichtung (Extrusionsschicht) aus Polyolefinen,
Polyolefincopolymeren oder Polyurethanen mit einer Schichtdicke von ca. 30 - 60 g/m2 ausgerüstet ist, und
die weitere Schicht eine opake Schicht ist, wobei die Schichtdicke der weiteren Schicht etwa 2 - 15 g/m2 beträgt.
System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrüstung des Trägers der Komponente A eine Beschichtung mit Silikonen oder Quilon- Produkten ist, die optional zusätzlich corona-behandelt ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger der Komponente A ein silikonisiertes und corona-behandeltes Papier mit einen Trennwert der Silikone von über 100 cN/20 mm, bevorzugt etwa 100 - 200 cN/20mm, insbesondere etwa 00 - 150 cN/20mm ist.
System nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die opake Schicht eine Metallbeschichtung und/oder eine Weißschicht, enthaltend 25 - 75 % eines Weißpigments, wie Titandioxid, Kreide, Bariumsulfat, Zinksulfid, Zinksulfat oder Kaolin, bevorzugt Titandioxid, und 75 - 25 % eines Kunststoffbindemittels, das ein Polyolefin, Polyolefincopolymer oder Polyurethan ist, wobei vorteilhaft zusätzlich eine anorganische kristalline Substanz, wie insbesondere Kieselsäure aber auch Calciumcarbonat oder Ben- tonit enthalten ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B zusätzlich eine Transparentschicht umfaßt, die über der opaken Schicht angeordnet ist.
6. System nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A und B unter Druck und Temperatur miteinander verbindbar ausgeführt sind.
7. Silikonisiertes und corona-behandeltes Papier mit einem Flächengewicht von ca. 80-150 g/m2 und einem Trennwert der Silikone von etwa
100 - 200 cN/20mm.
8. Verfahren zum Übertragen von Abbildungen auf Substrate umfassend
Bereitstellen eines Systems nach einem der Ansprüche 1 - 6, umfassend die Komponenten A und B,
Verbinden der Komponente A und der Komponente B unter Druck und Temperatur durch Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von etwa 130 - 250°C, typischerweise für ca. 15 - 60 sec,
Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme typischerweise im Bereich von ca. 0 - 15 sec. nach dem Pressvorgang, unter Erhalt einer Sandwich-Struktur,
Aufbringen der Sandwich-Struktur mit der nach Abtrennung des Träger der Komponente B verbliebenen obersten Schicht, vorzugsweise der Ex- trusionsschicht der Komponente B auf das Substrat,
anschließendes Pressen bei ca. 2 - 5 bar im Temperaturbereich von etwa 00 - 250°C, typischerweise für ca. 15 - 60 sec, und Abtrennen des Trägers der Komponente A bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangs- oder Erweichungstemperaturen der Schichten, vorzugsweise im Bereich der Raumtemperatur.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Komponente A und der Komponente B und/oder das sich an das Aufbringen der Sandwich-Struktur anschließende Pressen bei etwa
150 - 250°C, insbesondere bei 150 - 220X für ca. 15 - 45 sec, vorzugsweise 15 - 30 sec. erfolgen. 0. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Abtrennen des Trägers der Komponente B in der Wärme oberhalb des Erweichungsbereichs der Extrusionsschicht der Komponente B erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 -10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Schritt des Verbindens der Komponente A und der Komponente B und das sich an das Aufbringen der Sandwich-Struktur anschließende Pressen bei gleichen Temperaturbedingungen, bevorzugt bei etwa
180 - 220°C erfolgen.
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