FI101058B - Lämpösiirrettävä laminaatti - Google Patents

Description

101058 Lämpösiirrettävä laminaatti. - Värmeöverförande laminat.

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen lämpösiirrettävä laminaatti.

5

Aikaisemmin tunnetut lämpösiirrettävät nimikkeet tai etiketit kuvioiden painamiseksi tuotteeseen ovat tyypillisesti koristelaminaatteja, joihin kuuluu pöhjapaperiarkki tai kantoraina, joka on päällystetty vaha- tai polymeeri-10 irrotuskerroksella, johon kuvio on painettu musteella.

US-patentissa n:o 3,616,015 (Kingston) on kuvattu tekniikan tasoa. US-patentissa n:o 3,616,015 paperiarkin tapaisessa etiketin kantorainassa on lämpösiirrettävä etiketti tai 15 lipuke, jonka vahairrotuskerros on kiinnitetty paperiarkin pintaan ja mustekuviokerros on kiinnitetty vahairrotusker-roksen päälle. Lämmönsiirtonimiöimisprosessissa kuvioiden painamiseksi tuotteisiin nimikkeen kantorainaan kohdistetaan lämpöä ja laminaatti puristetaan tuotteeseen siten, 20 että mustekuviokerros tulee välittömästi kosketukseen tuotteen kanssa. Rainan tai paperiarkin kuumentuessa vahakerros alkaa sulaa ja mahdollistaa kuviokerroksen siirtymisen tuotteeseen. Osa irrotusvahasta siirtyy tuotteesta yhdessä kuvioluonnoksen kanssa. Kuvion siirryttyä tuotteeseen pape-• 25 riarkki poistetaan välittömästi, jolloin kuvio jää lujasti kiinni tuotteen pintaan ja siinä oleva vahakerros jää alttiiksi ympäristölle. Siten vahakerros toteuttaa kahta tarkoitusta siinä mielessä, että se mahdollistaa siirrettävän nimikkeen irtoamisen rainasta suunnattaessa rainaan lämpöä 30 ja muodostaa myös kirkkaan suojakerroksen siirtyneen muste-kuvion päälle. Nimikkeen tai etiketin siirryttyä tuotteeseen suoritetaan siirtyneelle vahairrotuskerrokselle tyypillisesti jälkiliekitys, joka muodostaa optisesti kirkkaan suojakerroksen mustekuvion päälle ja parantaa siirty-35 neen irrotusvahan suojaavia ominaisuuksia.

Jälkiliekityksen käsittävä lisävaihe suoritetaan suuntaamalla siirtyneeseen vahakerrokseen suurilämpötilaiset kaa- 101058 2 susuihkut joko suorana kaasuliekkinä tai kuumina ilmasuih-kuina vahapinnan lämpötilojen saattamiseksi noin 149 -204°C:seen riittävän pitkäksi ajaksi vahapinnoitteen sulat-tamiseksi uudelleen kuumentamatta kuitenkaan olennaisesti 5 tuotetta, johon etiketti on siirtynyt. Jäähdytettäessä uudelleen sulanut vahapinnoite käyttämällä ympäröivää tai pakkojäähdytettyä ilmaa jäähtynyt vahakerros kiinteytyy muodostaen kirkkaan, sileän suojapinnoitteen mustekuvion päälle.

10

Vaikka tässä viitejulkaisussa esitettyä lämpösiirrettävää etikettiä voidaan käyttää monien erilaisten tuotteiden, tyypillisesti muovipullojen koristelemiseksi, muodostuu siirtyneen etiketin päälle havaittava sumentuminen tai 15 samentuminen tehtäessä siirto kirkkaisiin muovimateriaalei-hin jälkiliekityksestä huolimatta. Sumennusvaikutuksen aiheuttaa se, että osa irrotusvahakerroksesta siirtyy kantavalta paperiarkilta tuotteeseen yhdessä mustekuviokerrok-sen kanssa. Vaikka siirtynyt vahakerros on siinä mielessä 20 edullinen, että se muodostaa suojapinnoitteen siirtyneen mustekuvion päälle, on vahapinnoitteen luonne sellainen, että se aiheuttaa tiettyä sumentumista siirtyneen musteku-viokerroksen ulkoreunoihin. Vaikka vahapohjäiset irrotus-kerrokset ovat muodostaneet optisesti kirkkaita suojaker-25 roksia mustekuvion päälle ja aikaansaavat korkealaatuisen suojan siirtyneelle mustekuviolle, ne ovat kuitenkin alttiita kulumiselle ja hankautumiselle johtuen itse vahamate-riaalin luonteesta.

30 US-patentissa n:o 3,922,435 (Asnes) on esitetty lämpösiir-rettävä etiketti, jossa vahapohjäinen irrotuskerros korvataan vahattomalla hartsilla ja siten vältetään sumentumis-vaikutus, joka jo kauan on liittynyt vahapohjäisten seosten käyttöön. Asnes'in patentissa esitetään tällainen irrotus-35 kerros kuivana irrotuksena, koska se ei siirry tuotteeseen yhdessä mustekuvion kanssa suunnattaessa lämpöä lämpösiir-rettävään laminaattiin laminaatin ollessa kosketuksessa tuotteeseen. Tämän viitejulkaisun edullisessa suoritusmuo- 101058 3 dossa on esitetty kuiva irrotuskerros, jonka muodostaa kuumassa kovettuva polymeerihartsi sellaisen pehmenemisläm-pötilan antamiseksi sen yhteydessä olevaan kerrokseen, joka on olennaisesti korkeampi kuin kuivairrotuksen siirtymis-5 lämpötila, joka on tyypillisesti noin 149 - 232°C tämän viitejulkaisun mukaisesti. Tässä viitejulkaisussa esitettyjä kuivairrotuskerroksen edullisia kuumassa kovettuvia hartseja ovat ristikytketyt hartsit, jotka on valittu ryhmästä, johon kuuluu akryylihartsit, polyamidihartsit, poly-10 esterihartsit, vinyylihartsit ja epoksihartsit. Irrotuskerros muodostuu edullisesti kuumassa kovettuvasta hartsista ja se päällystetään lakkakerroksella, joka puolestaan päällystetään kuviopainatuksella ja sen jälkeen liimapäällys-kerroksella. Tässä viitejulkaisussa esitetään, että kuivan 15 irrotuskerroksen päällä olevan lakkakerroksen pehmenemislämpötilan tulisi myös olla kuivairrotuksen lämmönsiirtolämpötilojen yläpuolella. (Palsta 5, rivit 58-60).

20 Vaikka tämä viitejulkaisu kohdistuu kuumakovettuvien hartsien käyttöön kuivairrotuskerroksen yhteydessä, viitejulkaisussa esitetään myös, että polypropyleenin tapaisia tiettyjä kestomuovihartseja voidaan käyttää irrotuskerrok-seen, kunhan vain niiden pehmenemislämpötila on selvästi 25 kuivan irrotuksen siirtolämmön yläpuolella, eli siis sei-västi alueen 149 - 232°C yläpuolella. (Kts. palsta 4, rivit 49-53). Tässä yhteydessä viitejulkaisussa on esitetty, että polyetyleenin käyttö kuivairrotusseokseen on osoittautunut sopimattomaksi. Asnes'in patentissa on esitetty, että poly-30 etyleeni "pyrkii pehmenemään lämmönsiirto-olosuhteissa, *j esim. 149 - 132°C, tavallisemmin 163 - 204°C, jotka vaadi- taan kuivairrotuslämmönsiirron toteuttamiseksi kaupallisesti. Tämä alentaa sen koheesiota ja edistää sen kiinnittymistä lakkakerrokseen. Tästä syystä repäisyn tai irrotuksen 35 aikana jonkin verran polyetyleeniä väistämättä irtoaa ainakin joillain alueilla lakkakerroksen ja painatuskuvion mukana, jotka pysyvät kiinnittyneinä siirtyneeseen pintaan lämpöaktivoidun liiman avulla, eli hartsipitoisen irrotus- 101058 4 kerroksen koossapysyvyys tai koheesio väistämättä heikkenee ainakin tietyillä alueilla irrotuskerroksen ja lakkakerroksen välillä näillä alueilla vallitsevan lisääntyneen kiinnittymisen tai adheesion alapuolelle ja tästä syystä irro-5 tus- ja lakkakerroksen välinen irtoaminen ei ole luotettavan ja tasaisen puhdas." (Palsta 1, rivi 64 - palsta 2, rivi 10). Tämä on selvä esitys polyetyleenin käyttöä vastaan kuivan irrotuskerroksen seoksena.

10 Tämä hyvin dokumentoitu ongelma polyetyleenin käytön yhteydessä irrotuskerroksessa on pitkään ehkäissyt alan tutkijoita yrittämästä polyetyleenin käyttöä kuivairrotusseokse-na lämpösiirrettävien etikettien yhteydessä, jossa tarvittavat kuumalaattalämpötilat ovat tavanomaisella alueella 15 149 - 2321°C. Voidaan todeta, että tämän vaaditun laatan lämpötila-alueen on itse asiassa asettanut tavanomaisten lämpöaktivoituvien liimojen saatavuus ja käyttö, joita liimoja käytetään mustekuviokerroksen päällystämiseksi tai sisällytetään mustekuviokerrokseen. Tavanomaiset lämpöakti-20 voituvat liimat, jotka on havaittu sopiviksi käytettäviksi tässä tekniikassa, ovat vaatineet laattalämpötilan välille noin 149 - 232°C. Tämän viitejulkaisun opetus on siinä, että kun polyetyleeni saadaan etiketin siirtoon tarvittavan 149 - 232°C lämpötilan, se muuttuu välittömästi entistä 25 tarrautuvammaksi ja vähemmän koossapysyväksi estäen siten yhtenäisen ja siistin irtoamisen. Tämä sotii selvästi polyetyleenin käyttöä vastaan irrotusseoksena. Nämä viitejulkaisun esitykset edustavat tätä pitkäaikaista ongelmaa, joka on yhdistetty polyetyleenin käyttöön kuivairrotusseok-30 sena hakijan alalla. Tällaiset esitykset ja dokumentit -·: vähentävät ja ehkäisevät polyetyleenin käyttöä kuivairro- tusseoksena kaupallisesti hyväksyttävissä lämpösiirtoetike-teissä.

35 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on siten aikaansaada ja parantaa ei-vahapohjäistä irrotussysteemiä lämpösiirret-täville laminaateille, jolla saadaan siirretyksi mustekuva-luonnos kantorainalta tuotteeseen, erityisesti muovi- 101058 5 tuotteeseen.

Tärkeänä tarkoituksena on saada aikaan irrotussysteemi, jolla muodostetaan suojapinnoite siirtyvän mustekuvioluon-5 noksen päälle siten, että siirtynyt kuva kestää aikaista paremmin hankausta ja kulumista säilyttäen samalla korkeatasoisen optisen selkeyden.

Edelleen tarkoituksena on saada aikaan parannettu irrotus-10 systeemi ja lämpösiirrettävä laminaatti käytettäväksi kuvioluonnoksen siirrossa kantorainalta muovituotteeseen, jolloin saadaan eliminoiduksi vahan "sumentumisen" aiheuttama ongelma siirtyneen kuvan ympäriltä. Tähän liittyvä tarkoitus on aikaansaada lämpösiirrettävien laminaattien 15 parannettu irrotussysteemi, jolla muodostetaan siirtyneen kuvan suojapinnoite, joka kestää myös yleisesti käytettyjä liuottimia.

Yllä esitetyt ja niihin liittyvät tarkoitukset saavutetaan 20 keksinnön mukaisesti muodostamalla lämpösiirrettävä laminaatti, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

US-patentti 4,704,310 on selvästi kohdistettu UV-kovettu-25 vaan irrotusaineeseen, esim. akrylaattiuretaanioligomeeri, tarkoitettuna lämpösiirrettävään laminaattiin. Tämä on selvästi erilainen erotusmateriaali esillä olevan hakemuksen vaatimuksissa esitettyyn nähden. Tässä viitejulkaisussa ei ole mitään esitystä tai ehdotusta esillä olevissa vaati-30 mukeissa esitetyn keksinnön osalta. Lisäksi tässä julkai-sussa ei ole mitään mainintaa tai ehdotusta siitä, että polyetyleenimateriaali voisi toimia irrotusmateriaalina esillä olevan keksinnön yhteydessä. Lisäksi selvänä vastakohtana hakemuksessa esitetylle keksinnölle kyseinen viite-35 julkaisu kuvaa UV-kovettuvan irrotusmateriaalin, joka lohkeaa kantorainasta (palsta 4, rivit 44-47 ja palsta 4, rivit 55-57).

101058 6

Tekniikan tason patentti US 4,726,979 ei kuvaa polyety-leeniä irrotusmateriaalina eikä se myöskään kuvaa esillä olevan hakemuksen polyetyleeni-irrotuskerrokseen liittyviä kaikkia teknisiä yksityiskohtia (polyetyleenin laatu, 5 lisäaineet polyetyleenin ohella). Tämä julkaisu opettaa lisäksi painetun irrotuskerroksen, joka peittää rajallisen kantorainan alueen kohdistuksessa tarran loppukerroksien kanssa. Tälle päinvastoin esillä olevan keksinnön mukainen polyetyleeni-irrotuskerros peittää rainan laajan alueen, 10 ulottuen tarran rajojen yli.

Keksinnön mukaiseen edulliseen irrotussysteemiin kuuluu kantajan polyetyleeni-irrotuskerros ja siirtyvän substraatin lakkasiirtokerros. Polyetyleeni-irrotuskerros ja 15 lakkapintainen siirtokerros on välittömässä kosketuksessa toisiinsa. Kohdistettaessa lämmönlähteen avulla lämpöä ja painetta esimerkiksi muovisäiliön tapaisen tuotteen kanssa kosketuksessa olevaan yhdistelmälaminaattiin siirtyvä substraatti irtoaa siististi kantajan polyetyleeni-20 irrotuskerroksesta ja siirtyy tuotteeseen, joka on tyypillisesti koristeltava muovipullo tai -säiliö. Käytetty läm-mönlähde on tyypillisesti kuumennettu metallilaatta tai kuumennettu puristustela, jonka pintalämpötila on välillä noin 135 - 218°C. Keksinnön mukaisella irrotussysteemillä 25 on se ominaisuus, että kohdistettaessa lämmönlähde kantorainan esillä olevaan pintaan siirtyvän substraatin ollessa kosketuksessa tuotteeseen, siirtyvä substraatti irtoaa siististi ja tasaisesti kantajasta tuotteeseen ottamatta mukaansa havaittavassa määrin polyetyleeniirrotuskerrosta. 30 Tuloksena on se, että tuotteeseen siirtynyt substraatti '· muodostaa kirkkaan ja selvän siirtokuvion, joka on pysyväs ti kiinnittynyt tuotteeseen. Siirtokuviota suojaa lakkapintainen siirtokerros, joka on myös siirtynyt tuotteeseen. Lakkapintainen siirtokerros peittää kuvion ja muodostaa 35 kirkkaan suojapinnan, joka kestää huomattavasti aikaisempaa paremmin siirtokuvion hankausta ja kulumista. Siirtyneen lakkapinnoitteen aikaansaama kulutuskestävyys, on parempi kuin mitä tähän mennessä on aikaansaatu käyttämällä kanta- 101058 7 jaan kosketuksessa olevaa vahapohjäistä irrotuskerrosta.

Sitkeä suojapinnoite on kirkas ja kiiltävä ja kestää erinomaisesti kosmetiikassa ja kylpyhuonetuotteissa usein esiintyvien talousalkoholien ja yleisten liuottimien hyök-5 käystä.

Lisäksi keksinnön mukainen irrotussysteemi on edullinen vahapohjäisiin irrotussysteemeihin nähden siinä mielessä, että se poistaa vahan "sumentumisvaikutuksen" siirtokuvan 10 reunojen ympäriltä. Keksinnön mukaisen irrotussysteemin avulla eliminoitu vahan "sumentumisvaikutus" on kauan liitetty vahapohjaisiin irrotusvalmisteisiin.

Voidaan todeta, että etyleenin kopolymeereillä olisi saman-15 laiset ominaisuudet kuin polyetyleenillä pehmenemislämpö-tila-alueen, koheesiolujuuden ja fyysisten ominaisuuksien muutoksen suhteen sen alkaessa pehmetä, josta syystä niitä voidaan käyttää puhtaan polyetyleenin asemesta. Näiden kopolymeerien suurin ainesosa on tyypillisesti etyleeni-20 monomeeri, jota on mukana esimerkiksi yli 50 paino-%. Tässä ja patenttivaatimuksissa käytettynä termi "polyetyleeni" on siis ymmärrettävä siten, että se kattaa tällaiset ekvivalentit. On todettu, että polyetyleeni-irrotuskerrokseen 5 voidaan sekoittaa ja lisätä myös tiettyjä öljyjä, pinta-25 aktiivisia aineita ja erusimidin ja öljyhapon tapaisia liukastusaineita sen irtoamisominaisuuksien parantamiseksi edelleen siirtovaiheessa.

Kantoarkilla oleva polyetyleeni-irrotuskerros voi olla 30 pieni-, keski- tai suuritiheyksinen polyetyleeni tai muo-*· dostua sellaisen seoksista, edullisesti suuritiheyksinen tai keskitiheyksinen polyetyleeni, edullisemmin suuritiheyksinen polyetyleeni. Samoin on todettu, että polyetyleeni-irrotuskerros voi muodostua pieni-, keski- ja suuriti-35 heyksisen polyetyleenin seoksista. Samoin on määritelty, että polyetyleeni-irrotuskerros voi käsittää uudempia poly-etyleenilajeja, kuten ultra tai hyvin pienitiheyksisen polyetyleenin ja lineaarisen pienitiheyksisen polyetyleenin 101058 8 tai niiden seoksia. Nämä uudemmat polyetyleenilajit voidaan myös sekoittaa perinteisiin pieni-, keski- tai suuritiheyk-sisiin polyetyleeneihin.

5 Edulliseksi hartsimatriisiksi lakkapintaiselle siirtokerrokselle on havaittu polyesteri, joka on tyydytetty lineaarinen aromaattinen polyesteri, edullisesti modifioitu polyetyleenitereftalaatti. Lakkapintainen siirtokerros valmistetaan sekoittamalla tämä hartsi tavanomaisiin liuo-10 tinsysteemeihin ympäröivässä lämpötilassa, kunnes saadaan homogeeninen liuos. Lakkapinnoitusseokseen voidaan lisätä kuivumatonta kasviöljyä. Lakkasiirtopinnoite painetaan polyetyleeni-irrotuskerrokseen tavanomaisilla kiinnitys-menetelmillä, tyypillisesti syväpainopäällystyksellä. Sen 15 jälkeen lakkasiirtokerros käsitellään konvektiokuivauksella liuottimien haihduttamiseksi, jolloin jäljelle jää kuiva siirtopinnoituskerros, joka on kosketuksessa kantajan polyetyleeni-irrotuskerrokseen. Mikäli öljyä lisätään, öljyn määrä kuivatussa lakkapinnoituskerroksessa on suhteellisen 20 pieni ja tyypillisesti sitä on mukana 1,0 - 15 paino-% kuivatusta lakkapinnoitteesta.

Toisissa edullisissa suoritusmuodoissa saadaan aikaan poly-etyleeni-irrotuskerroksen ja vahattoman siirtopinnoitteen 25 välinen siisti ja yhtenäinen irtoaminen lisäämättä öljyä siirtopinnoitteeseen. Eräässä tällaisessa edullisessa suoritusmuodossa siirtopinnoite sisältää akryylipohjäistä hartsia, edullisesti etyylimetakrylaattia. On todettu, että tällaista siirtopinnoitetta käytettäessä polyetyleenin ja 30 siirtopinnoitteen välinen affiniteetti vähenee juuri oikean : määrän siirtohetkellä mahdollistaen siirtyvän substraatin siistin ja yhtenäisen siirtymisen tuotteeseen. Tämä tapahtuu huolimatta polyetyleenin pehmenemisestä siirtohetkellä. Polyetyleeni-irrotuskerrosta tai siirtopinnoitetta ei jää-35 nyt havaittavissa määrin kiinni toisiinsa siirron aikana. Akryylipohjäinen siirtopinnoite muodosti sileän, kirkkaan, kiiltävän suojapinnan. Siirtyneen substraatin hankaus- ja 101058 9 kulumiskestävyys oli merkittävästi parempi kuin vahapitoi-silla irrotussysteemeillä saadaan aikaan.

Keksintöä selvitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin 5 viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa:

Kuvio 1 esittää lämpösiirrettävän yhdistelmälaminaatin erästä edullista suoritusmuotoa.

10 Kuviossa 1 esitetty keksinnön mukainen lämpösiirrettävän laminaatin 7 edullinen suoritusmuoto käsittää siirtorainan 2 ja siirtävän substraatin 15. Siirtorainaan kuuluu tuki-arkki 10, joka on tyypillisesti paperia ja päällystetty vallattomalla irrotuskerroksella 5. Vahaton irrotuskerros 5 15 on edullisesti polyetyleeniä. Kuviossa 1 esitetty siirtyvä substraatti 15 käsittää lakkasiirtopinnoitteen 20, joka on päällystetty mustekuviokerroksella 30 ja tämä puolestaan on päällystetty lämpöaktivoituvalla liimakerroksella 40. Suunnattaessa lämpöä kuumasta laatasta tai kuumasta telasta 20 tukiarkin 10 esillä olevaan pintaan samalla, kun laminaatin 7 liimakerros 40 tulee kosketukseen koristeltavan pullon tai tuotteen kanssa, siirtyvä substraatti 15 irtoaa siististi kantorainasta 2 ja siirtyy tuotteeseen.

; 25 Keksinnön mukaisella siirrettävällä laminaatilla 7 on se ominaisuus, että tuotteeseen tapahtuvan siirron aikana siirtyvä substraatti 15 irtoaa siististi polyetyleeni-irrotuskerroksesta 5 ottamatta mukaansa lainkaan irrotus-kerrosta 5. Tämä aikaansaadaan painamalla kuumennettu laat-30 ta (ei esitetty) tukiarkin 10 esillä olevaan pintaan, jol-*. loin kuumennetun laatan keskimääräinen pintalämpötila on noin 135 - 218°C, edullisesti noin 149 - 218°C. Tässä käytettynä termillä "vaha" (wax) on se normaali merkitys, joka on määritelty sanakirjassa G. Hawley, The Condensed Chemi-35 cal Dictionary, Tenth Edition, Van Nostrand Reinhold Co.

Polyeteyleeni-irrotuskerros 5 on vahaton kerros siinä mielessä, että se ei sisällä vaha-aineita.

101058 10

Polyetyleeni-irrotuskerros 5 v oi olla pieni-, keski- tai suuritiheyksistä polyetyleeniä, mutta edullisesti se on keski- tai suuritiheyksistä polyetyleeniä, edullisemmin suuritiheyksistä polyetyleeniä. Edullisesti polyetyleenin 5 ei tulisi olla korona-käsitelty. Tiedetään, että suuriti-heyksisellä polyetyleenillä on VICAT-pehmenemislämpötila huomattavasti hakijan tyypillisen kuumalaattalämpötilan alarajan alapuolella, joka laattalämpötila on välillä 1 49 -218°C. Myös pienitiheyksisen ja keskitiheyksisen polyety-10 leenin VICAT-pehmenemislämpötila on selvästi alle tyypillisen kuumalaatan lämpötila-alueen, joka on 149 - 218°C.

Vaikka kuumalaatan lämpötila olisi peräti vain 135°C, on suuritiheyksisen polyetyleenin, keskitiheyksisen polyetyleenin ja pienitiheyksisen polyetyleenin tai niiden seosten 15 kunkin VICAT-pehmenemislämpötila tämän laattalämpötilan alapuolella. Koska polyetyleenin tiedetään muuttuvan liima-maiseksi tai tahmeaksi pehmenemislämpötilaansa lähestyessään, hakija on sitä mieltä, että tyypillisissä kuumalaatan lämpötiloissa 149 - 218°C ei missään tapauksessa saada ai-20 kaan siirtyvän substraatin 15 siistiä irtoamista. Tyypillisissä kuumalaatan lämpötiloissa alueella 149 - 218°C ja tyypillisillä kiinnitysnopeuksilla 60 siirtoa minuutissa voi etiketin lämpötila, eli polyetyleenikerroksen 5 lämpötila olla tyypillisesti noin 121°C ja suurempi mitattuna ; 25 infrapunapyrometrillä. Nämä etiketin lämpötilat ovat jopa suuritiheyksisten polyetyleenien VICAT-pehmenemislämpö-tila-alueella tai sen yläpuolella. Oli selvää, että yllä mainitulla kuumalaatan lämpötila-alueella ei voida aikaansaada siirtyvän substraatin 15 siistiä irtoamista kanta-30 rainasta 2 ilman, että siirtyvä substraatti 15 vie mukanaan jonkin verran polyetyleenikerrosta 5 substraatin 15 siirtyessä vastaanottavaan tuotteeseen.

Voidaan todeta, että pienitiheyksinen polyetyleeni, jonka 35 tiheys on esimerkiksi alueella 0,91-94, on osittain (50-60 %) kiteinen kiintoaineen sulamispisteen ollessa noin 115°C.

(Kts. F. Billmeyer, Textbook of Polymer Science. 2nd Ed.

1971, ss. 380-382). Pienitiheyksinen polyetyleeni sisältää 101058 11 luonteenomaisesti haarautuneita ketjuja. Suuritiheyksinen polyetyleeni sen sijaan on olennaisesti lineaarinen ja hyvin kiteinen (yli 90-prosenttisesti kiteinen) ja sen tiheys on alueella 0,95 - 0,97 ja sulamispiste yli 127°C ja 5 tyypillisesti noin 135°C. (Kts. F. Billmeyer, Textbook of Polvmer Science. 2nd Ed. 1971, ss. 385-386).

Polyetyleenin, yleensä minkä tahansa polymeerin pehmenemis-lämpötila on pienempi kuin sen sulamispiste. Esimerkiksi 10 pienitiheyksisen polyetyleenin pehmenemislämpötila (VICAT-testi, ASTM D1525) on noin 88 - 100°C, keskitiheyksisen polyetyleenin noin 99 - 124°C ja suuritiheyksisen polyetyleenin noin 112 - 132°C. The Polvmer Handbook. 2nd Ed., J. Brandrup et ai, 2nd edition, John Wiley & Sons, (1975) 15 p.v-21. Yllä esitetyt polyetyleenin pehmenemislämpötilat määriteltiin tunnetulla VICAT-testillä (ASTM D1525), jossa kiinteän kuormituksen alainen koepala tunkeutuu määrätyn matkan materiaaliin.

20 on havaittu, että kukin polyetyleenilaatu, eli pieni-, keski- tai suuritiheyksinen polyetyleeni muuttaa fyysisiä ominaisuuksia eli "pehmenemisvaikutusta" ja lisää siten kiinnittymistä tai adheesiota lämpötiloissa, jotka ovat jonkin verran alle VICAT-pehmenemislämpötilan. Tarkemmin . 25 sanoen on havaittu, että suuri-, keski- ja pienitiheyksinen polyetyleeni (tai joku niiden seos) kukin muuttuu fyysisiltä ominaisuuksiltaan ja muodostuu tahmeaksi ja liimamaisek-si kuumennettaessa se lämpötiloihin 93 - 110°C ja korkeammissa lämpötiloissa se muuttuu vieläkin tahmeammaksi ja 30 liimamaisemmaksi. Pienitiheyksinen polyetyleeni alkaa • osoittaa "pehmenemisvaikutusta" ja adheesion lisääntymistä jo jonkin verran alle 88°C lämpötiloissa.

Jopa suuritiheyksisen polyetyleenin pehmenemisvaikutus 35 tapahtuu siis alle VICAT-pehmenemislämpötilan olevissa lämpötiloissa ja ainakin alueella noin 93 - 110°C, jossa suuritiheyksinen polyetyleeni muuttuu liimamaiseksi ja tahmeaksi. Tässä käytettynä termi "pehmenemisvaikutus" 101058 12 kattaa siis sen lämpötila-alueen VICAT-lämpötilan alapuolella, jossa polyetyleenille tapahtuu mainittu fyysisen ominaisuuden muutos, esim. liimautuvuus tai tahmeus lisääntyy. Tässä ja patenttivaatimuksissa käytettynä termi "alkaa 5 pehmetä" sekä termi "pehmenee" kattaa sen lämpötilan, jossa mainittu "pehmenemisvaikutus" ensimmäiseksi havaitaan kos-ketushavainnolla tai normitetuilla ASTM-laboratoriokokeilla polymeerimateriaalin liimautuvuuden tai tahmeuden lisääntymisen määrittelemiseksi.

10

Samoin keksinnön mukaisessa edullisessa systeemissä lakka-pintaisella siirtokerroksella 20 on se ominaisuus, että suoritettaessa lämpösiirtoa tyypillisissä laattalämpöti-loissa 149 -218°C irtoaa siirtyvä substraatti 15 siististi 15 polyetyleeni-irrotuskerroksesta 5 jättämättä polyetyleeni-irrotuskerrokseen 5 havaittavassa määrin irtoavaa lakkapin-noitetta 20.

Keksinnön mukainen lämpösiirrettävä laminaatti tyydyttää 20 samanaikaisesti useita lisävaatimuksia. Vahaton polyety-leeni-irrotuskerros 15 on helppo päällystää tukiarkille 10 tavanomaisilla suulakepuristus- tai päällystysmenetelmillä. Lakkasiirtokerroksen 20, mustekuviokerroksen 30 ja lämpö-aktivoituvan liimakerroksen 40 päällystys tai pinnoitus on ;·- 25 helppo toteuttaa peräkkäin käyttämällä syväpainomenetelmiä, mutta sopivia ovat myös muut painomenetelmät, kuten koho-paino-, fleksograafiset tai viirapainomenetelmät.

Siirtopinnoitteen 20 siisti irtoaminen polyetyleenikerrok-30 sesta 5 aikaansaadaan jättämättä havaittavassa määrin kum-paakaan kerrosta toiseensa, kun kuumennetun laatan tai kuumennetun telan lämpötila on alueella noin 135 - 218°C, tyypillisesti 149 - 218°C ja edullisesti 135 - 137°C. Tätä pidetään yllättävänä tuloksena.

Keksinnön mukaisen irrotussysteemin eräässä edullisessa suoritusmuodossa, joka on yhdistelmä, jossa on lakkasiirto-pinnoitteeseen 20 kosketuksessa oleva polyetyleeni- 35 101058 13 irrotuskerros 5, on se tärkeä lisäominaisuus, että se poistaa kokonaan vahan "sumentumisen" aiheuttaman ongelman siirtokuvion ympäriltä, joka ongelma on jo kauan liittynyt vahapohjäisiin irrotusseoksiin.

5

Keksinnön mukainen irrotussysteemi eliminoi vahan sumentu-misvaikutuksen siitä syystä, että Polyetyleeni-irrotusker-rosta 5 ei havaittavissa määrin jää kiinni siirtyvään substraattiin 15 substraatin 15 siirtyessä vastaanottavaan 10 tuotteeseen. Tämä poistaa vahapohjäisiin irrotuskerroksiin jo pitkään liittyneen ongelman, joka aiheutuu siitä, että nämä kerrokset pyrkivät muodostamaan vahamaisen sumentuman siirtyneen mustekuvion reunoille, koska osa irrotusvahasta siirtyy tuotteeseen yhdessä mustekuvion kanssa.

15

Siirron tapahtuessa lakkapinnoituskerros 20 muodostaa kovan kirkkaan suojapinnoitteen mustekuviokerroksen 30 päälle vastaanottavassa tuotteessa. Siirtyneellä suojapinnoitteel-la 20 on merkittävästi aikaisempaa parempi hankaus- ja 20 kulumiskestävyys kuin mitä tähän mennessä on saavutettu vahapohjäisillä irrotuskerroksilla, jollaisia on kuvattu esimerkiksi US-patentissa n:o 3,616,015.

Keksinnön mukaisella irrotussysteemillä aikaansaadaan suo-; 25 japinnoite, nimittäin pinnoitekerros 20 siirtyneen musteku viokerroksen 30 päälle, jonka suojakerroksen hankauskestä-vyys on niin paljon parempi, että jos henkilö yrittää raapia pintaa kynsillään käyttämällä kohtuullista voimaa, tuotteessa olevan mustekuviokerroksen 30 peittävään suoja-30 kerrokseen 20 ei jää havaittavia raapimisjälkiä tai hankau— ·. tumia. Tällainen kulumiskestävyys on varsin vaikea saavut taa käyttämällä vahapohjäistä irrotusvalmistetta, vaikkakin parannuksia on tehty myös vahapohjäisiin irrotusvalmistei-siin. Vaikka vastaanottavana pintana voidaan käyttää monia 35 erilaisia muovituotteita, saavutetaan erityisen hyviä tuloksia käyttämällä jäykkiä, suhteellisen sileitä muovisäi-liöitä, joiden muoto tai kaarevuus voi olla millainen tahansa ja tyypillisesti astiat ovat litteitä, sylinterimäi- 101058 14 siä, soikiomaisia, kartiomaisia tai jonkun muun muotoisia. Nämä muovituotteet voivat tyypillisesti olla suuritiheyk-sistä polyetyleeniä, polypropyleeniä, polystyreeniä ja polyvinyylikloridia, mutta muitakin kaikkein yleisimpiä 5 muoveja voidaan käyttää vastaanottavana tuotteena riippumatta, ovatko ne kestomuovisia tai kuumassa kovettuvia.

Esillä olevalla keksinnöllä on se lisäetu, että lämmönsiirrossa ei siinä tarvita lämpötiloja, jotka eroavat tavan-10 omaisista laattalämpötiloista noin 149 - 218°C siirrettäessä kuviopainettuja lämpösiirrettäviä substraatteja muovituotteisiin. Lisäksi esillä olevassa keksinnössä laatan lämpötila voi olla jopa vain noin 135°C. Keksinnön mukaista irrotussysteemiä voidaan siis käyttää tavanomaisten koris-15 telulaitteiden yhteydessä, jollaisia on esitetty esimerkiksi US-patentissa 3,616,015, käytettäessä vahapohjäistä irrotussysteemiä tarvitaan jälkiliekitys. Keksinnön mukainen vahaton irrotussysteemi eliminoi lisäksi lakkasiirto-kerroksen 20, eli suojakerroksen jälkiliekitystarpeen sen 20 jälkeen, kun siirtyvä substraatti 15 on siirtynyt tuotteeseen .

Vaikka jälkiliekitystä voidaan käyttää siirtyneen substraatin 15 kestävyyden parantamiseksi tuotteessa, se ei kuiten-. 25 kaan ole välttämätöntä.

Jälkiliekitysvaiheen tarpeen poistuminen on lisäparannus verrattuna menettelyyn, jota tarvitaan käytettäessä esimerkiksi US-patentissa 3,616,015 kuvattuja tavanomaisia vaha-30 pohjaisia irrotuskerroksia. Nämä vahapohjäiset irrotusker-·. rokset pitää tyypillisesti saattaa kuumien kaasusuihkujen, joko suoran kaasullekin tai kuumien ilmasuihkujen alaisiksi riittäväksi ajaksi vahan sulattamiseksi uudelleen vahapoh-jaisen suojapinnoitteen (aikaisemmin irrotuskerros) kirk-35 kauden, sileyden ja kiiltävyyden parantamiseksi sen jälkeen, kun siirtyvä substraatti on siirtynyt vastaanottavaan tuotteeseen. Jälkiliekitystarpeen poistuminen on suora 101058 15 seuraus keksinnön mukaisesta parannetusta irrotussysteemis-tä, jossa ei käytetä lainkaan vahoja polyetyleeni-irrotuskerroksessa 5 sen paremmin kuin lakkapintaisessa siirtokerroksessakaan 20.

5

Tarkastelemalla kuviossa 1 esitettyä siirrettävää laminaat-tia 7 voidaan todeta, että tukiarkki 10 on tyypillisesti paperiarkki. On määritelty, että edullista on käyttää arkkina 10 savipäällysteistä paperia. Tällaista paperia on 10 kaupallisesti saatavissa useimmilta suurilta paperiyhtiöiltä. Savipäällystetty paperi, jonka neliömetripaino on tyypillisesti 26 - 40 paunaa/riisi (3000 neliöjalkaa/riisi), muodostaa kunnollisen sileän suojapinnan polyetyleeni-irrotuskerroksen 5 estämiseksi lähtemästä paperin mukaan ja 15 muodostaa sileän polyetyleenipinnan lämmönsiirtokäsittelyn aikana. Samoin voidaan käyttää muitakin tiheitä, hyvin kalanteroituja papereita, joilla on riittävä kestävyys ("holdout") ja joilla on samanlainen neliömetripaino, joka on tyypillisesti noin 26 - 40 paunaa/riisi (3000 neliöjal-20 kaa/riisi).

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa irrotussysteemin muodostaa polyetyleenikerros 5, joka on suulakepuristettu tukiarkille 10 ja lakkapintainen siirtokerros 20, joka on : 25 päällystetty polyetyleenikerroksen 5 päälle. On määritelty, että esillä olevan keksinnön yhteydessä voidaan käyttää kaikkia polyetyleenilaatuja, mutta edullisia tuloksia on kuitenkin havaittu saavutettavan käytettäessä suuritiheyk-sistä tai pienitiheyksistä polyetyleenilaatua. Suuritiheyk-30 sisen polyetyleeni-irrotuskerroksen 5 on havaittu antavan esillä olevan keksinnön yhteydessä edullisia tuloksia ja sellaisella on esimerkiksi Sp. Gr. 0,948 ja sulamisindeksi 11,0 g per 10 minuuttia.

35 Vaikka esillä olevaa keksintöä ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi polyetyleeni-irrotuskerroksen 5 neliömetripainoon, on havaittu edulliseksi suulakepuristaa polyetyleeniä, jonka neliömetripaino on noin 10-15 paunaa/riisi (3000 101058 16 neliöjalkaa/riisi) tukiarkille 10. Polyetyleeni-irrotus-kerros, jonka neliömetripaino on pienempi kuin noin 10 paunaa/riisi, on yleensä sopimaton siitä syystä, että poly-etyleenikerroksen sileys ei muodostu riittäväksi kuvion 5 painamiseksi siihen ja kalvon eheys on riittämätön lämmön-siirtokäsittelyn aikana. Polyetyleenikalvo, jona neliömetripaino on paljon suurempi kuin 15 paunaa/riisi, lisäisi tarpeettomasti laminaatin kustannuksia ja saattaisi myös haitata tarvittavaa lämmönsiirtonopeutta polyetyleeni-10 irrotuskerrokseen 5 ja lakkapintaiseen siirtokerrokseen 20. Tyypillisen suuritiheyksisen polyetyleenin sp. Gr. on esimerkiksi 0,948 ja sulamisindeksi on 11,0 g/10 minuuttia (ASTM D-1238) ja tunnettu VICAT-pehmenemislämpötila on noin 121°C. Suuritiheyksinen polyetyleeni on edullisin, vaikka-15 kin irrotuskerroksena 5 voidaan käyttää myös keskitiheyksistä polyetyleeniä sekä pienitiheyksistä polyetyleeniä. Keskitiheyksinen laatu on kuitenkin edullisempi kuin pieni-tiheyksinen laatu. Keskitiheyksisen polyetyleenilaadun tunnettu VICAT-pehmenemislämpötila on välillä noin 99 - 124°C 20 ja pienitiheyksisen polyetyleenin VICAT-pehmenemislämpötila on tyypillisesti välillä noin 88 - 100°C. Voidaan todeta, että useimpien edullisten polyetyleenilaatujen, nimittäin irrotuskerroksena 5 käytetyn suuritiheyksisen polyetyleenin VICAT-pehmenemislämpötila on 112 - 132°C, joka on selvästi : - 25 alapuolella yllä mainitun kuumalaatan käyttölämpöti la-alueen 149 - 232°C alarajan alapuolella.

Kaikki yllä kuvatut tulokset aikaansaava lakkapintainen siirtokerros 20 ei sisällä edullisesti lainkaan vahaa ja 30 se voi muodostua yhdistelmästä, jossa on polyesterihartsia ja suhteellisen pieniä määriä kuivumatonta öljyä, edullisesti kuivumatonta risiiniöljyn tapaista kasviöljyä, kuten on määritelty julkaisussa International Critical Tables,

Voi. 2, 1st Ed., 1927, sivu 201. Hyväksyttävien öljyjen 35 luokkaa voidaan laajentaa siten, että mukaan kuuluvat esimerkiksi rapsiöljytyyppiset kuivumattomat kasviöljyt sekä kuivumattomat eläinöljyt, jotka molemmat jälkimmäiset luokat on myös määritelty julkaisussa International Critical 101058 17

Tables. Voi. 2, 1927, sivu 201. Sen jälkeen, kun siirtyvä substraatti 15 on siirretty vastaanottavaan tuotteeseen, ei siirtokerrosta 20 jää havaittavassa määrin kiinni vahatto-maan irrotuskerrokseen 5 eikä vahatonta irrotuskerrosta 5 5 jää havaittavassa määrin kosketukseen siirtokerroksen 20 kanssa.

Polyesterihartsin lisäksi mahdollisesti lakkasiirtokerrok-sen 20 seokseen lisättävä edullinen öljyluokka käsittää 10 risiiniöljytyyppisen kuivumattoman kasviöljyn. Risiiniöljy on määritelty erittäin edulliseksi öljyksi, jonka on todettu antavan kaikkein edullisimmat tulokset käytettäessä sitä lakkasiirtokerroksessa 20 yhdistelmänä polyesterihartsin kanssa. Itse risiiniöljy muodostuu suuressa määrin risiini-15 öljyhapon glyserideistä ja isorisiiniöljyhappojen glyseri-deistä ja näitä glyseridejä voidaan käyttää risiiniöljyn tilalla lakkapinnoitetun siirtokerroksen 20 edullisissa seoksissa (taulukko I). Rapsiöljytyyppiset kuivumattomat kasviöljyt ovat myös sopivia ja niitä voidaan myös käyttää 20 risiiniöljyn asemesta. Nämä öljyt sisältävät tyypillisesti rapsihapon glyseridejä ja erukahappojen glyseridejä ja näitä glyseridejä voidaan siis käyttää risiiniöljyn asemesta lakkapintaisen siirtokerroksen 20 seoksissa (taulukko I). Havaittiin, että kun lakkasiirtokerroksen 20 pääasial-; 25 lisinä komponentteina oli polyesterihartsi ja suhteellisen pieniä määriä edullisesti AA USP jalostettua laatua olevaa risiiniöljyä, saatiin yllättävä tulos suunnattaessa lämpöä lämpötilassa välillä noin 135 - 218°C toimivasta kuumasta laatasta vastaanottavaan tuotteeseen kosketuksessa olevaan 30 lämpösiirrettävään laminaattiin 7. (Edullinen risiiniöljy on jalostettua AA USP-laatua, jonka asetyyliarvo on 146 -151 ja saippuoimisluku 175 - 183).

Kuten yllä todettiin, on havaittu, että 35 polyetyleeni-irrotuskerros 5 irtoaa siististi ja nopeasti lakkapintaisesta siirtokerroksesta 20 mahdollistaen siten siirtyvän substraatin 15 kiinnittymisen vastaanottavaan tuotteeseen, joka vastaanottava tuote on samanaikaisesti 101058 18 kosketuksessa esillä olevaan 1ilmakerrokseen 40. Ei tiedetä täysin varmasti, miksi esillä oleva irrotussysteemi, jossa käytetään edullista lakkapinnoitetta 20 ja siinä pieniä määriä kuivumatonta öljyä, aiheuttaa siistin ja välittömän 5 polyetyleeni-irrotuskerroksen 5 irtoamisen itsestään. Poly-etyleeni-irrotuskerroksen 5 siisti ja äkillisen nopea irtoaminen siirtyvästä substraatista 15 on sitäkin yllättäväm-pää, koska tiedetään, että polyetyleeni (jopa suuritiheyk-sinen polyetyleeni) pyrkii "pehmenemään" ja muuttumaan 10 liimautuvammaksi ja jopa tahmeaksi käytettäessä kuuman laatan käyttölämpötiloja, jotka ovat tyypillisesti 149 -218°C ja jopa niin alhaisissa laatan lämpötiloissa kuin 135°C.

15 Samoin teoretisoidaan, että polyetyleeni-irrotuskerros 5, jossa tapahtuu "pehmenemisvaikutus" ja tahmeus lisääntyy substraatin 15 irtoamishetkellä siitä, aiheuttaa jollakin tällä hetkellä vielä jonkin verran selvittämättömällä tavalla sen, että lakkasiirtopinnoite 20 mukautuu entistä 20 yhtenäisemmin vastaanottavan tuotteen pintaan. Tämä aikaansaa lakkasiirtopinnoitteen 20 siistin, yhtenäisen siirron ilman, että siirtosubstraatin 15 ja vastaanottavan tuotteen pinnan väliin muodostuu ilmataskuja. On teoretisoitu, että substraatin 15 siirtohetkellä pehmentynyt polyetyleeniker-- 25 ros 5 pakottaa siirtosubstraatin 15 mukautumaan tiukasti pintaan, jopa varsin karkeisiin säiliön pintoihin.

Oletetaan, että koska polyetyleeni muuttuu riittävän pehmeäksi painettaessa tela vasten laminaattia 7, muodostuu 30 kumipuristusvaikutus, joka puristaa ilman pois liimakerrok-V sen 40 ja tuotteen välisestä rajapinnasta siirron aikana.

On selvää, että polyesterihartsia ja edullisesti risiini-öljytyyppistä kuivumatonta öljyä käyttävä lakkapintainen 35 siirtokerros 20 päällystetään aluksi tyypillisesti syväpai-nomenetelmillä polyetyleenikerroksen 5 päälle. Lakkapintainen siirtokerros 20 ja samalla tavoin mustekuviokerros 30 ja liimakerros 40 ovat aluksi kiinteitä hartseja, jotka on 101058 19 liuotettu liuottimiin nestemäisten seosten muodostamiseksi siten, että ne voidaan kukin vuorollaan päällystää syväpai-no- tai muilla tavanomaisilla painomenetelmillä lämpösiir-rettävän substraatin 15 muodostamiseksi.

5

Sen jälkeen, kun lakkapinnoite yllä kuvatulla tavalla liuotinpohjäisenä on levitetty polyetyleenikerrokseen 5, sille suoritetaan konvektiokuivaus ja tämä tapahtuu tyypillisesti lämpötiloissa noin 79 - 107°C ohjaamalla päällys-10 tetty substraatti konvektiouunin läpi, jossa se on alttiina kuumalle paineilmalle liuottimen poistamiseksi ja sitkeän kuivan pinnoitekerroksen 20 muodostamiseksi. On selvää, että sen jälkeen, kun lakkapintainen irrotuskerros 20 on levitetty ja kuivattu tällä tavoin, mustekuviokerros 30 15 levitetään ja kuivataan ja sen jälkeen liimakerros 40 vuorostaan levitetään ja kuivataan samalla tavoin.

Sen jälkeen, kun lakkapintainen siirtokerros 20 on kuivattu, voidaan teoretisoida, että risiiniöljymolekyylit pysy-20 vät tasaisesti jakautuneessa muodossa koko kuivassa lakka-pinnoitteessa 20. Voidaan teoretisoida, että painettaessa tavanomaisilla keskimääräisillä pintalämpötiloilla 1 35 -218°C, tyypillisesti 149 - 218°C toimiva kuuma laatta vasten tukiarkin 10 paljasta pintaa, risiiniöljymolekyylit • 25 aktivoituvat välittömästi ja pyrkivät siirtymään lakkapin- takerroksen 20 koko paksuuden läpi. Voidaan teoretisoida, että öljymolekyylit siirtyvät välittömästi lakkapintaisen siirtokerroksen 20 ja polyetyleeni-irrotuskerroksen 5 väliseen rajapintaan (i) voidellen siten välittömästi mainitun 30 rajapinnan (i).

• ·

Mekanismia ei ole täysin ymmärretty, mutta voidaan teoretisoida, että kun öljymolekyylit lakkapinnoitteessa 20 siirtyvät kerrosten 20 ja 5 väliseen rajapintaan (i), niiden 35 voiteluvaikutus edistää siistiä irtoamista eli kuivatun lakkapinnoitteen 20 ja polyetyleeni-irrotuskerroksen 5 välistä siistiä eroamista. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa tilanne on se, että vaikka polyesteri tai joku muu 101058 20 hartsisideaine, esim. lakkapinnoitteessa 20 oleva akryy-lisideainekomponentti on itsessään tietyssä määrin yhteensopimaton polyetyleenikerroksen 5 kanssa, siisti irtoaminen saadaan todennäköisemmin aikaan laatan tyypillisillä käyt-5 töolosuhteilla lämpötiloissa 149 - 218°C, mikäli kuivuma-tonta öljyä lisätään lakkaseokseen. Ilmeisesti mainittujen kuivumattomien öljymolekyylien rajapintaan i tapahtuvan siirtymisen aikaansaama voiteluvaikutus on riittävän voimakas ja riittävän nopea ja yhtenäinen voittaakseen polyety-10 leenikerroksen 5 liimautuvuuden painettaessa kuumennettu laatta paljaaseen tukiarkkiin 10.

Taulukossa I on esitetty edullisia valmisteita käytettäväksi vahattomana irrotuskerroksena 5 ja lakkapintaisena 15 siirtokerroksena 20.

« « « VALMISTE A A-l A-2 paino-% paino-% 101058

TAULUKKO I

21 VAHATON IRROITUSKERROS (5):

Suuritiheyksinen polyetyleenilaatu (esim. Sp.Gr. 0,948 ja sulamia- 100 100 indeksi 11,0 g per 10 minuuttia (ASTM D-1238) Yhteensä 100 100 LAKKAPINTAINEN SIIRTOKERROS (20):

Hartsisideaine (matriisi) (esim. polyesteri VITEL PE-200) 29,0 29,0

Risiiniöljy (AA USP jalostettu laatu) 0,7 1,5

Liuottimet

Tolueeni 7,0 7,0

Metyylietyyliketoni 35,3 35,0

Etyyliasetaatti 28,0 27,5

Yhteensä 100,0 100,0 TAULUKKO I (jatk.) VALMISTE B B-l B-2 paino-% paino-% 101058 22 VAHATON IRROITUSKERROS (5):

Suuritiheyksinen polyety1eeni1aatu (esim. Sp. Gr. 0,948 ja sulamis- 100 100 indeksi 11,0 g per 10 minuuttia (ASTM D-1238) Yhteensä 100 100 LAKKAPINTAINEN SIIRTOKERROS (20):

Hartsisideaine (matriisi) (esim. polyesteri VITEL PE-200) 26,5 25,0

Risiiniöljy (AA USP jalostettu laatu) 1,5 4,0

Polymeeriplastisointiaine (esim. ESTÄNE 5715 1,0 1,0 kestomuovipolyuretaani) • Kovetusaine (esim. ELVACITE-2042 1,0 1,0 polyetyylimetakrylaatti)

Liuottimet

Tolueeni 15,0 15,0

Metyylietyyliketoni 45,0 44,5 ·. Etyyliasetaatti 10,0 10 »0

Yhteensä 100,0 100,0

TAULUKKO II

VALMISTE C_paino-% 101058 23 VAHATON IRROITUSKERROS (5):

Suuritiheyksinen polyetyleenilaatu 100 (esim. Sp. Gr. 0,948 ja sulamis-indeksi 11,0 g per 10 minuuttia (ASTM D-1238) LAKKAPINTAINEN SIIRTOKERROS (20): 18,6 (esim. ELVACITE-2042 polyetyylimetakrylaatti)

Sekundäärinen hartsisideaine (esim. VYHH vinyylikloridi- 3,6 vinyy1iasetaattikopolymeeri)

Plastisointiaine (esim. Santicizer 160 2,3 butyylibentsyyliftalaatti)

Kulutuskestävyyslisäaine (esim. polyesterimodifioidun 0,3 dimetyylipolysiloksaanikopolymeerin BYK-300-liuos) : Liuottimet

Meteyylietyyliketoni 55,7

Tolueeni 18,5 100,0 « 24 VALMISTE D_____paino-% TAULUKKO II (jatk.) 101058 VAHATON IRROITUSKERROS (5): 100,0

Suuritiheyksinen polyety1eeni1aatu (esim. Sp. Gr. 0,948 ja sulamisindeksi 11,0 g per 10 minuuttia (ASTM D-1238) Yhteensä 100,00 LAKKAPINTAINEN SIIRTOKERROS (20):

Primäärinen hartsisideaine: (esim. ELVACITE-2042 polyetyylimetakrylaatti 14,8

Sekundäärinen hartsisideaine (esim. CAB 381-20 sei1uioosa-asetaattibutyraatti) 2,5 (esim. CAB 381-2 seiluloosa-asetaattibutyraatti) 2,5

Plastisointiaine (esim. Santicizer 160 butyylibentsyyliftalaatti) 0,3

Kulutuskestävyys1isäaine (esim. polyesterimoditioidun dimetyylipoi ysiloksaanikopolymeer in BYK-300-liuos) 1,0

Liuottimet

Metyylietyyliketoni 59,2

Tolueeni 19.7

Yhteensä 100,0 101058 25

Kuten taulukossa I esitetyistä valmisteista voidaan todeta, edullinen polyesterihartsi on tyydytetty lineaarinen aromaattinen polyesteri, edullisesti moditioitu polyetyleeni-tereftalaatti, jota on saatavissa esimerkiksi tavaramerkil-5 lä VITEL PE—200. Juuri tätä polyesterihartsia valmistaa ja myy yhtiö nimeltä Goodyear Chemical Company, Akron, Ohio. Voidaan todeta, että edullinen kuivumaton öljy on risiiniöljy, edullisesti AA USP jalostettu laatu, jota on kaupallisesti helposti saatavissa yhtiöltä Cas Chem Co., Bayonne, 10 New Jersey. VITEL-hartsi ja risiiniöljy sekoitetaan sopivaan liuotinsysteemiin, kuten taulukon I kummassakin valmisteessa on esitetty. Samoin voidaan todeta, että risiiniöljyä tarvitaan mukana vain suhteellisen pieniä määriä. On havaittu, että risiiniöljyn paino-% kuivasta siirtopinnoit-15 teestä 20 (ilman liuotinta) on edullisesti välillä noin 1,0 - noin 15 paino-%. Yllättävänä pidetään sitä, että edullisesti risiiniöljytyyppisen kuivumattoman öljyn lisäys lakkapinnoitevalmisteeseen 20 parantaa polyetyleenikerrok-sen 5 ja pääasiallisesti polyesteriä olevan lakkapinnoite-20 kerroksen 20 välistä irtoamisvaikutusta.

Taulukossa I on esitetty kaksi edullista valmistetta, nimittäin valmisteet A ja B, joissa käytetään VITEL-polyeste-rihartsia ja risiiniöljyvoiteluainetta. Valmisteessa A on : 25 esitetty kaksi koostumusta ja niissä eri painoprosenttimää- rät risiiniöljyä, joiden määrien on havaittu aikaansaavan kaikki yllä mainitut tulokset kaupallisessa mittakaavassa suoritetussa lämmönsiirrossa siirrettäessä lämpösiirrettävä substraatti 15 tuotteeseen laatan käyttölämpötilojen olles-30 sa välillä noin 135 - 218°C. Olennaisesti valmiste A esittää VITEL-polyesterin ja pienen risiiniöljymäärän yhdistelmän tavanomaisessa liuotinsysteemissä, johon kuuluu toluee-ni, metyylietyyliketoni ja etyyliasetaatti ja joka voi olla mikä tahansa monista liuotinsysteemeistä, joita voidaan 35 käyttää VITEL-polyesterin ja risiiniöljyn sijoittamiseksi homogeeniseen liuokseen.

101058 26

Valmiste B esittää samanlaisen tuotteen lukuun ottamatta sitä, että muita tavallisia hartseja on lisätty VITEL-poly-esterin ja risiiniöljyn yhdistelmään. Näitä lisähartseja lisättiin pieniä määriä ja niihin kuuluu polymeeriplasti-5 sointiaine ESTANE-5715, joka on ketoni- tai esteriliukoinen elastomeerinen polyuretaanihartsi, jota saadaan kumimaisten pellettien muodossa yhtiöltä B.F. Goodrich Company, Akron, Ohio. Valmisteeseen B kuuluu myös pieni määrä kovetusainet-ta, kuten akryylihartsikovetusainetta, esim. polyetyylime-10 takrylaattia, jota saadaan tuotenimellä Elvacite 2042 yhtiöltä E.I. DuPont deNemours Co., Wilmington, Delaware. Polyesterihartsi VITEL - PE-200 toimii primäärisesti hart-sisideaineena tai matriisina, joka pitää lakkapinnoitteen 20 yhdessä yhtenäisenä koheesiopinnoitteena. Vaikka tämän 15 polyesterin on havaittu antavan edullisia tuloksia lisättäessä yhdistelmään pieni määrä kuivumatonta öljyä, esim. risiiniöljyä tai rapsiöljyä, on todettu, että siinä voidaan käyttää myös muita hartseja, kuten akryylejä, polyamideja ja vinyylejä, jotka ovat tunnettuja sideaineita ja riittä-20 vän yhteensopimattomia polyetyleenin kanssa. Näihin hart-seihin voidaan kuitenkin lisätä pieni määrä risiiniöljyn tai rapsiöljyn tapaista kuivumatonta öljyä entistä parempien irtoamisominaisuuksien muodostamiseksi lämmönsiirron aikana.

v · 25

Erityisen sopiviksi akryylihartseiksi lakkasiirtokerrokseen 20 on havaittu esimerkiksi polymetyylimetakrylaatti, poly-etyylimetakrylaatti, polyisobutyylimetakrylaatti ja niiden kopolymeeriseokset silloin, kun irrotuskerros 5 on polyety-30 leeni. Silloin, kun irrotuskerros 5 on polyetyleeni, on sopiviksi lakkasiirtopinnoitteen 20 polyvinyyliklorideiksi havaittu liukenevat vinyylit, kuten vinyylikloridin ja vinyyliasetaatin kopolymeerit ja polyvinyylikloridin homo-polymeerit. Muita keksinnön yhteydessä lakkasiirtopinnoit-35 teeksi 20 käyttökelpoisia hartseja irrotuskerroksen 5 ollessa polyetyleeni, ovat polyuretaanit, polysulfonit ja fluorihiilet, kuten polyvinyylidifluoridi ja fluorattu polyeetteri.

101058 27

Lisäämällä pieni määrä akryylihartsin tapaista kovetusai-netta irtoavaan lakkapinnoitteeseen 20, nimittäin lisäämällä polyetyylimetakrylaattihartsia saadaan aikaan kuivuneen lakkairrotuskerroksen kovuuden lisääntyminen ja tässä mie-5 lessä kyseessä on edullinen lisäaine. ESTÄNE'n tapaisen polymeeriplastisointiaineen lisäys, jolloin kyseessä on kestomuovinen uretaanielastomeerihartsi, lisää kuivuneen lakkapintaisen irrotuskerroksen 20 joustavuutta tehden tuotteessa olevan siirtyneen kerroksen 20 jonkin verran 10 vähemmän alttiiksi murtumiselle, mikäli tuotetta taivutetaan tai väännetään voimakkaasti. Polyetyylimetakrylaatin, esim. Elvacite-2042:n tai polymetyylimetakrylaattihartsin tapaisen kovetusaineen lisäys ja polymeeriplastisointiaineen, kuten Estane-hartsin lisäys ovat kumpikin valinnaisia 15 lisäyksiä edulliseen valmisteeseen.

Muita edullisia valmisteita vahattomaksi irrotuskerrokseksi 5 ja lakkapintaiseksi siirtokerrokseksi 20 on esitetty taulukossa II. Tässä yhteydessä vahaton irrotuskerros 5 on 20 sama kuin taulukossa I esitetty, nimittäin suuritiheyksinen polyetyleenilaatu, mutta lakkapintainen siirtokerros on suurelta osin akryylipohjäinen systeemi. Tässä yhteydessä on havaittu, että taulukossa II esitetyt valmisteet eivät sisällä öljyä ja kuitenkin siirtosubstraatti 15 irtoaa yhtä . 25 hyvin lämmönsiirron aikana samoissa siirto-olosuhteissa kuin mitä käytettiin taulukossa I esitetyn valmisteen yhteydessä. Tämä tarkoittaa sitä, että siirtopinnoitteen 20 siisti irtoaminen polyetyleenikerroksesta 5 saavutettiin jättämättä havaittavassa määrin kumpaakaan kerrosta kiinni 30 toiseen silloin, kun kuumennetun telan lämpötila on alueella noin 135 - 218°C, tyypillisesti 149 - 218°C ja edullisesti 135 - 177°C. Taulukossa II esitetyt lakkapinnoiteval-misteet (20) parantavat merkittävästi hankaus- ja kulumis-kestävyyttä verrattuna siihen, mitä tähän mennessä on saa-35 vutettu vahapohjäisillä irrotuskerroksilla, kuten on esitetty esimerkiksi US-patentissa n:o 3,616,015. Vastaanottavaan tuotteeseen siirrettäessä lakkakerros 20 taulukossa II esitettyä valmistetta käyttämällä muodostaa jatkuvan, sile- 101058 28 än ja kiiltävän läpinäkyvän suojapinnoitteen mustekuvioker-roksen 30 päälle samalla tavoin kuin taulukossa I esitetty valmiste. Taulukossa II esitetyt lakkapinnoitevalmisteet (20) näyttävät olevan jopa kiiltävämpiä siirrettäessä ne 5 kuin taulukon I valmiste. Suurempi tai parempi kiilto on edullinen ominaisuus useimmissa sovellutuksissa ja sitä ei saavuteta laminaatin muiden tärkeiden ominaisuuksien kustannuksella. Käytettäessä valmisteita C ja D siirtopinnoit-teeksi 20 oli siirretyn substraatin 15 mitattu kiilto suu-10 rempi kuin 85 % heijastuskyky, tyypillisesti heijastuskyky oli 90 % mitattuna 75° kulmassa käyttämällä Hunter-kiilto-mittaria.

Kuten taulukossa II esitetyistä valmisteista voidaan tode-15 ta, valmisteet C ja D sisältävät akryylipohjäistä primääristä hartsia, joka on akryyliesterihartsi, edullisesti polyetyylimetakrylaatti. Erästä edullista polyetyylimeta-krylaattia on saatavissa tavaramerkillä ELVACITE 2042 yhtiöltä DuPont Company.

20

Valmisteeseen C kuuluu sekundäärinen hartsi, edullisesti vinyylikloridi - vinyyliasetaattikopolymeeri, jollaista on saatavissa kauppanimellä VYHH vinyylikopolymeeri yhtiöltä Union Carbide Corp. Valmisteessa C on mukana pieni määrä • 25 lisäainetta kulumiskestävyyden parantamiseksi. Edullista lisäainetta on saatavissa tavaranimikkeellä BYK-300 yhtiöltä BYK-Chemie, Wallingford, Connecticut. Valmiste sisältää myös plastisointiainetta. Eräs edullinen plastisointiaine on butyylibentsyyliftalaatti, jota saadaan tavaramerkillä 30 SANTICIZER 160 yhtiöltä Monsanto Co. Seos liuotetaan sopivaan liuotinsysteemiin käyttämällä esimerkiksi metyylietyy-liketonia ja tolueenia, kuten taulukossa II on esitetty. Liuottimia lisätään taulukossa II esitetty edullinen määrä seoksen liukoistamiseksi kunnolla hyvän homogeenisen seok-35 sen aikaansaamiseksi ja samoin oikean viskositeetin aikaansaamiseksi siten, että liuos on helposti päällystettävissä käyttämällä syväpainopäällystyslaitteita. Valmisteiden C ja 101058 29 D viskositeetti vakioitua Ford'in kuppitestiä käyttämällä mitattuna on noin 22 sekuntia.

Polyetyylimetakrylaattiprimäärihartsin lisäksi akryylipoh-5 jäinen valmiste D sisältää sekundääristä hartsia, edullisesti selluloosa-asetaattibutyraattia. Tätä sekundääristä hartsia on saatavissa tavaranimikkeellä CAB 381 sarjan hartseina yhtiöltä Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, Tennessee. Valmiste D sisältää myös pienen määrän 10 lisäainetta kulumiskestävyyden parantamiseksi. Tämä lisäaine on edullisesti polyesterimodifioitua dimetyylipolysilok-saanikopolymeeriä, jota saadaan tavaranimikkeellä BYK-300 yhtiöltä BYK-Chemie, Wallingford, Connecticut. Tämä lisäaine parantaa jonkin verran siirtyneen etiketin hankauskestä-15 vyyttä. Se pyrkii antamaan tuotteeseen kiinnittyneelle siirtyneelle laminaatille (15) jonkin verran luistamisky-kyä, joka puolestaan parantaa hankaus- ja kulutuskestävyyttä. Valmisteeseen D voi sisältyä myös plastisointiainetta. Eräs edullinen plastisointiaine on butyylibentsyyliftalaat-20 ti, jota saadaan tavaramerkillä SANTICIZER 160 yhtiöltä Monsanto Company. Samoin kuin valmisteessa C komponentit liuotetaan sopivaan liuotinsysteemiin taulukossa II esitetyllä tavalla. Liuottimia lisätään taulukossa II esitetty edullinen määrä seoksen saattamiseksi sopivan liukoiseksi ; 25 hyvän homogeenisen seoksen ja oikean viskositeetin aikaan- saamiseksi päällystyksen suorittamiseksi syväpainopäällys-tyslaitteita käyttämällä.

Aivan varmasti ei tiedetä, miksi näin siisti ja yhtenäinen 30 siirtosubstraatin 15 irtoaminen polyetyleeni-irrotusker-roksesta 5 aikaansaadaan käyttämällä valmisteita C ja D siirtopinnoitteena 20 ja laatan käyttölämpötiloja 135 -218°C, edullisesti 135 - 177°C, kuten yllä on esitetty. Valmisteita C ja D käyttämällä kuivunut lakkapinnoite 20 35 vaikuttaa testeissä olevan jonkin verran jäykempi ja lujempi siirtohetkellä kuin käytettäessä valmisteita A ja B mutta silti riittävän joustava siirtyäkseen. Vaikka siirto-pinnoitteen 20 valmisteissa C ja D ei olekaan mukana lain- 101058 30 kaan öljyä, näyttää pinnoitteen 20 ja irrotuskerroksen 5 välinen affiniteetti laskevan kuitenkin juuri riittävästi tarvittavan irtoamisen aikaansaamiseksi 1ilmakerroksen 40 aktivoituessa. Pidetään yllättävänä sitä, että niin siisti 5 ja yhtenäinen irtoaminen saadaan aikaan irrotuskerroksen 5 ja siirtopinnoitekerroksen 20 välille käytettäessä valmisteita C ja D, jolloin kerrosten 5 ja 20 välinen irtoaminen on niin siisti, että kumpaakaan kerrosta ei jää kiinni toiseen havaittavassa määrin.

10

Taulukossa I esitetyt valmisteet A ja B valmistetaan ympäröivissä olosuhteissa yksinkertaisesti sekoittamalla eri komponentit samalla hämmentäen moottorikäyttöisessä sekoit-timessa. On havaittu edulliseksi sekoittaa ensin liuottimet 15 hämmentämällä ympäröivässä lämpötilassa noin minuutin ajan tai kunnes liuos on homogeeninen. Sen jälkeen voidaan liuo-tinseokseen lisätä polyesteri VITEL PE-200 ympäröivässä lämpötilassa ja sekoittaa esimerkiksi 3-4 tuntia käyttämällä moottorikäyttöistä sekoitinta, kunnes polyesterihiuk-20 kaset liukenevat täysin liuotinseokseen muodostaen homogeenisen liuoksen. Sen jälkeen voidaan lisätä kuivumaton öljy, esim. risiiniöljy myös ympäröivässä lämpötilassa käyttämällä moottorikäyttöistä sekoitinta. Valmisteeseen lisättyä pientä risiiniöljymäärää tarvitsee sekoittaa vain . 25 noin 5 minuuttia, minkä jälkeen saadaan homogeeninen liuos.

Käytettäessä valmistetta B on havaittu edulliseksi lisätä polymeerislastisointipellettejä sen jälkeen, kun on lisätty polyesteri VITEL. Sen jälkeen on havaittu edulliseksi lisätä kovetusainetta, esim. akryylihartsia Elvacite ja jatkaa 30 sekoitusta ympäröivässä lämpötilassa ja sen jälkeen lopuksi lisätä risiiniöljy ja jatkaa sekoittamista, kunnes saadaan homogeeninen seos, joka sisältää kaikki valmisteen B ainesosat .

35 Taulukossa II esitetyt valmisteet C ja D valmistettiin myös ympäröivissä olosuhteissa yksinkertaisesti sekoittamalla eri komponentit samalla hämmentäen moottorikäyttöisessä sekoittimessa. Näissä valmisteissa on edullista lisätä 101058 31 sekundäärinen hartsi ensiksi liuotinsysteemiin. Sen jälkeen, kun tämä hartsi muuttuu liuokseksi tai on ainakin lähes tulkoon liuennut, voidaan muut komponentit lisätä missä tahansa järjestyksessä jatkaen samalla sekoitusta 5 ympäröivässä lämpötilassa, kunnes saadaan kaikkien komponenttien homogeeninen seos.

Kuten yllä mainittiin, taulukoissa I ja II esitetyllä valmisteella aikaansaatu lakkasiirtopinnoite 20 voidaan pääl-10 lystää syväpainomenetelmillä polyetyleenikerroksen 5 päälle. Sen jälkeen se kuivataan tavanomaisissa konvektiokuivu-reissa, esimerkiksi ohjaamalla kuumaa ilmaa pinnoitteen yli lämpötilojen ollessa noin 107 - 121°C ja tämä kestää 1 tai 2 sekuntia tai kunnes lakkapinnoitteessa oleva liuotin on 15 haihtunut jättäen jäljelle kuivanneen lakkairrotuskerroksen 20, joka on kosketuksessa ja kiinnittyneenä suulakepuris-tettuun polyetyleenikerrokseen 5.

Mustekuviokerros 30 ja lämpöaktivoituva liimakerros 40 voi-20 vat muodostua alalla tunnetusta tavanomaisesta valmisteesta, jota käytetään tällaisissa lämpösiirrettävissä laminaa-teissa. Mustekuviokerros 30 voi esimerkiksi muodostua mistä tahansa tavanomaisen värisestä musteesta. Muste voi tyypillisesti sisältää hartsipitoista pohjasideainetta, joka 25 sopii yhteen käytetyn mustepigmentin tai värin kanssa.

Musteen sideaine voidaan valita monista erilaisista tavanomaisista perushartseista, joita ovat esimerkiksi poly-vinyylikloridi, akryylit, polyamidit, polyesterit ja nit-roselluloosa. Muste levitetään myös syväpainopäällystys-30 menetelmillä tai vastaavilla ja ohjataan sen jälkeen kon-vektiouunien läpi yhden tai kahden sekunnin ajan liuottimien sulattamiseksi irti, jolloin jäljelle jää kuivuneen lakkapintaisen siirtokerroksen 20 päällä oleva kuivunut nestekuviokerros 30.

Tässä tekniikassa on edullista päällystää mustekuviokerros 30 lämpöaktivoituvalla liimakerroksella 40, joka edistää siirtyvän substraatin 15 siirtymistä koristeltavaan tuot- 35 101058 32 teeseen. Liimakerros 40 muuttuu aktivoituvaksi joutuessaan alttiiksi lämmölle, joka tulee siirtokäsittelyn aikana tukiarkkiin 10 kosketuksessa olevasta kuumasta laatasta. Siirtolämpötilassa liimakerroksen 40 komponentit muuttuvat 5 tahmeiksi siten, että muodostuu riittävä adheesio tai kiinnittyminen koristeltavan tuotteen ja sen kanssa kosketuksessa olevan siirtyvän substraatin 15 välille. Liimakerros 40 levitetään myös perusliuottimena syväpaino- tai muilla tavanomaisilla päällystysmenetelmillä ja liuotin poistetaan 10 saattamalla päällystetty kerros konvektiokuivaukseen yhden tai kahden sekunnin ajaksi tai riittäväksi ajaksi liuottimen haihduttamiseksi, jolloin jää jäljelle mustekuvioker-roksen 30 päällä oleva kuiva liimapinnoitekerros. Liimakerros 40 voi sopivasti muodostua kestomuovisesta polyamidi-15 liimasta, joka on edullisesti alhaisessa lämpötilassa läm-pöaktivoituva polyamidiliima.

Eräs edullinen liimakerroksen 40 kestomuovinen polyamidi-hartsi on reaktiotuote, joka saadaan diamiinin reaktiosta 20 dimeroidun rasvahapon kanssa ja jollaista on saatavissa tuotenimellä VERSAMID 900 sarja tai edullisesti alhaisessa lämpötilassa lämpöaktivoituna VERSAMID-1limana, kuten VERSAMID 700 sarja tai VERSAMID 700 sarjan ja VERSAMID 900 sarjan liimojen seoksina yhtiöltä Henkel Corp., Minneapo-, 25 lis, Minnesota. On havaittu edulliseksi yhdistää tämä poly- amidiainesosa nitroselluloosapohjaan liimakerroksessa 40. Tällainen lämpöaktivoituva liima tähän tiettyyn tarkoitukseen on tekniikan tasosta tunnettu ja dokumentoitu.

30 Vaikka on edullista päällystää mustekuviokerros 30 erilli-sellä lämpöaktivoituvalla liimakerroksella 40, on tunnettu ja hyväksytty käytäntö lisätä itse mustekuviokerrokseen lämpöaktivoituva hartsikomponentti, joka on esimerkiksi VERSAMID 900 polyamidi tai alhaisessa lämpötilassa lämpöak-35 tivoituva VERSAMID-liima. Tämä sopii silloin, kun muste peittää siirtyvän substraatin 15 koko pinta-alan. Tässä tapauksessa liimakerros 40 voidaan jättää pois ja koristel- 101058 33 tava tuote tulee kosketukseen suoraan esillä olevaan muste-kuviokerrokseen 30.

Kiinnitettäessä lämpösiirrettävä laminaatti 7 muovipullon 5 tai -säiliön tapaiseen tuotteeseen voidaan ainakin 60 tällaista tuotetta koristella minuutissa käyttämällä taulukoissa I ja II esitettyjä valmisteita irrotuskerrokseen 5 ja lakkapintaiseen siirtokerrokseen 20. On todettu, että tyypillisesti muovipullojen tapaisten tuotteiden kyseessä 10 ollen voidaan ainakin noin 60 - 120 tuotetta koristella minuutissa käyttämällä taulukoissa I ja II esitettyjä valmisteita irrotuskerrokseen 5 ja lakkapintaiseen siirtokerrokseen 20. Tässä prosessissa yllä kuvatulla tavalla lämmön siirtyessä kuumasta metallilaatasta tai kuumasta kumitelas-15 ta tukiarkin 10 paljaaseen pintaan samalla, kun laminaatin 7 liimakerros 40 tulee kosketukseen koristeltavan pullon tai tuotteen kanssa, siirtyvä substraatti 15 irtoaa siististi kantorainasta 2 ja kiinnittyy tuotteeseen. Koristus-nopeuksien ollessa 60 - 120 pulloa minuutissa kantoraina on 20 suorassa ja välittömässä kosketuksessa kuumaan laattaan ainakin noin 0,25 sekuntia. Kuuman laatan pintalämpötilojen ollessa tyypillisesti keskimäärin välillä 149 - 218°C ja koristelunopeuksien ollessa ainakin noin 60 - 120 pulloa per minuutti ja suoran kosketusajan laatan ja laminaatin . 25 välillä ollessa ainakin noin 0,25 sekuntia, on infrapunapy- rometrillä mitattu polyetyleeni-irrotuskerrokselle 5 tyypillisesti noin 121°C lämpötila. Taulukossa I esitettyjä valmisteita käyttämällä on toimittu menestyksellisesti myös koristelunopeuksien ollessa ainakin noin 60 - 120 pulloa 30 minuutissa laatan keskimääräisten pintalämpötilojen ollessa vain noin 135°C ja laatan ja laminaatin välisen suoran kosketusajan ollessa ainakin noin 0,25 sekuntia. Näissä jälkimmäisissä olosuhteissa, eli laatan keskimääräisen pinta-lämpötilan ollessa noin 135°C, voi polyetyleenikerroksen 5 35 lämpötila infrapunapyrometrillä mitattuna olla tyypillisesti noin 110°C. Tässä edullisessa prosessissa laminaatti 7 esikuumennetaan ensin tyypillisesti noin 79 - 107°C lämpötilaan ennen sen saattamista kosketukseen yllä mainitun 101058 34 kuuman metallilaatan tai kuuman kumitelan kanssa. Esikuu-mennusvaihe suoritetaan edullisesti ohjaamalla laminaatti 7 kuumennetun metallipinnan yli siten, että metallipinta koskettaa tukiarkin 10 esillä olevaa pintaa riittävän ajan 5 laminaatin halutun esikuumennuslämpötilan aikaansaamiseksi. Vaihtoehtoisesti laminaatti 7 voidaan kuumentaa liimapuo-lelta esimerkiksi kuumentamalla erillään olevalla lämmön-lähteellä, kuten infrapunalämmönlähteellä tai vastaavalla ja suuntaamalla sitten kuumentamaton tai osittain kuumen-10 nettu laatta tai tela tuotteen kanssa kosketuksessa olevaan laminaattiin.

Tämänhetkiset laboratoriotestitiedot osoittavat, että esillä olevan keksinnön puitteissa voidaan käyttää muitakin 15 siirtopinnoitelakkoja (20) silloin, kun irrotuskerros 5 on polyetyleeni. Vaikka esimerkiksi taulukossa I esitetty valmiste on edullinen käytettäessä systeemissä siirtopin-noitetta 20, joka sisältää polyetyleenitereftalaattihart-sisideainetta, esim. VITEL PE-200, laboratoriotestitiedot 20 osoittavat, että taulukossa I esitettyä systeemiä voidaan käyttää lisäämättä öljyä siirtopinnoitekerrokseen 20. Taulukossa I esitetty valmiste on ainoastaan edullinen valmiste, mutta esillä oleva keksintö ei suinkaan rajoitu öljyä sisältäviin lakkasiirtopinnoitteisiin (20). Edullisia koe-. 25 mittakaavaisia tuloksia on saavutettu esimerkiksi käyttä mällä seuraavissa täydennysesimerkeissä esitettyjä valmisteita. Näissä täydennysesimerkeissä esitettyjä valmisteita käyttämällä suoritetut siirrot tehtiin laboratoriossa käsin painamalla kuuma laatta laminaattiin puristaen samanaikai-30 sesti vastaanottava tuote käsin kosketukseen laminaatin : kanssa. Seuraavissa täydennysesimerkeissä on irrotuskerros 5 polyetyleeni eikä vahaa ole irrotuskerroksessa 5 sen paremmin kuin siirtopinnoitteessakaan 20. Seuraavissa täydennysesimerkeissä siirtopinnoite 20 ei sisällä öljyä.

101058 35 Tävdennvsesimerkki 1

Irrotuskerros 5 käsitti 60 paino-osaa pienitiheyksistä polyetyleeniä (LDPE), 30 paino-osaa suurimolekyylipainois-5 ta, suuritiheyksistä polyetyleeniä (HMW-HDPE) ja 10 paino-osaa pienimolekyylipainoista, pienitiheyksistä polyetyleeniä (LMW-LDPE). Pienitiheyksisen polyetyleenin (LDPE) sulavirtaindeksi oli 15 g per 10 minuuttia mitattuna ASTM D-1238 testiolosuhteessa E ja sen ominaispaino oli 0,915 10 (ASTM D-1505). Suurimolekyylipainoisen, suuritiheyksisen polyetyleenin (HMW-HDPE) sulaindeksi oli 0,05 ja ominaispaino 0,95. Polyetyleeni (HMW-HDPE) muodostaa polymeerisen lujitustäyttöainevaikutuksen, joka lisää koheesiolujuutta siirtolämpötiloissa. Pienimolekyylipainoisen, pienitiheyk-15 sisen polyetyleenin (LMD-LDPE) tippapiste oli 108°C (ASTM D-5) ja ominaispaino oli 0,92. Pienimolekyylisen, pienitiheyksisen polyetyleenin (LMD-LDPE) mukanaolo näyttää toimivan sulavirtaplastisointiaineena tai sisäisenä voiteluaineena, joka näyttää lisäävän siirtokerroksen 20 kiiltoa 20 suulakepuristus- tai valuprosessin aikana. Irrotusvalmis-tetta levitettiin päällysmääränä noin 7 g per m2 tukiark-kiin 10, joka oli savipäällystettyä Kraft-paperia ja jonka tiheys oli 47 g per m2.

25 Tämän polyetyleeni-irrotusyhdistelmän kanssa käytetty siirtopinnoite (20) oli modifioitua polyetyleeniterefta-laattia, esim. VITEL PE-200 sopivassa liuottimessa. Siirto-pinnoitteen (20) koostumus oli siis sama kuin taulukon I valmisteen A ilman risiiniöljyä. Mitään muutakaan öljyä ei 30 lisätty siirtopinnoitteeseen risiiniöljyn tilalle. Tämän siirtopinnoitteen päälle painettiin mustekuviokerros 30, jonka päälle puolestaan vedettiin yllä mainittua tyyppiä oleva lämpöaktivoituva liimakerros. Edullisia lämpöaktivoi-tuvia liimoja ovat pienilämpötilaiset polyamidi VERSAMID-35 liimat. Koemittakaavaisia siirtoja tehtiin tällä laminaa-tilla laattojen siirtolämpötilojen ollessa noin 135 -218°C, tyypillisesti 135 - 177°C. Siirtosubstraatti 15 irtosi välittömästi, kun laminaatti kosketti vastaanottavaa 101058 36 tuotetta samalla, kun kuuma laatta kosketti tukiarkkia 10. Siirtopinnoite 20 irtosi tasaisesti ja siististi irrotus-polyetyleenistä 5. Polyetyleenikerrosta 5 tai siirtopinnoi-tekerrosta 20 ei jäänyt havaittavassa määrin kiinni toi-5 siinsa siirtoprosessin aikana. Siirtopinnoite 20 muodosti kirkkaan, sileän, yhtenäisen ja kiiltävän suojapinnan vastaanottavassa tuotteessa olevan siirtosubstraatin 15 päälle. Tuotteessa olevan siirtosubstraatin 15 kiillon aikaansai siirtynyt lakkapinnoite 20 ja se mitattiin, jolloin sen 10 arvoksi osoittautui 95 % heijastuskyky 75° kulmassa käyttämällä Hunter-kiiltomittaria. Nämä mitatut kiiltolukemat olivat jonkin verran korkeammat kuin valmisteella A saadut arvot, jossa valmisteessa käytettiin risiiniöljyä siirto-pinnoitekerroksessa. Edullinen telalämpötila tämän siirron 15 suorittamiseksi oli noin 141°C.

Tässä pinnoituslämpötilassa tai tyypillisesti noin 135 -177°C laattalämpötilassa suoritetun siirron aikana tämän keksinnön mukainen irrotuskerros (20) alkaa pehmetä, eli 20 läpikäy pehmenemisvaikutuksen. Siirtoa voidaan tehostaa hydraulisella kumipuristusvaikutuksella, jonka oletetaan tapahtuvan kuuman telan puristuessa ja kulkiessa tuen 10 takapinnan poikki puristettaessa siirtolaminaatti vastaanottavaan tuotteeseen. Ilmakuplia ei ollut paljain silmin 25 havaittavissa siirtopinnoitteessa siirron aikana käytettäessä tämän esimerkin mukaista valmistetta. Tällaisia ilma-kuplia havaitaan usein käytettäessä ohuempaa ja kovempaa irrotuskerrosta, joka ei pehmene lämmönsiirtoprosessin aikana.

30 j Täydennysesimerkki 2 Täydennysesimerkissä 1 kuvattua laminaattia käytettiin ja siinä samaa siirtopinnoitevalmistetta. Irrotusseos sisälsi 35 samat kaksi peruspolyetyleeniä, nimittäin pienitiheyksisen polyetyleenin (LDPE), suurimolekyylipainoisen, suuritiheyk-sisen polyetyleenin (HME-HDPE), mutta kolmas polyetyleeni, eli pienimolekyylipainoinen, pienitiheyksinen polyetyleeni 101058 37 (LMW-LDPE) jätettiin pois. Polyetyleenejä oli mukana irrotusseoksessa siten, että LDPE:n painosuhde RMW-HDPE:n oli noin 80:20. Tämän irrotusseoksen päällystysmäärä oli noin 8 g per m2. Käytettiin samaa tukiarkkia 10, samaa 5 siirtopinnoitelakkaa 20 ja samaa lämpöaktivoituvaa liima-kerrosta 40 kuin täydennysesimerkissä 1. Siirtyvä substraatti 15 siirtyi vastaanottavaan tuotteeseen, kun noin 160°C:een kuumennettu tela painettiin vasten tukiarkkia samalla, kun laminaatti kosketti tuotetta. Tuotteessa ole-10 van siirtyneen pinnoitteen 20 kiilto oli noin 85 % heijas-tuskyky mitattuna Hunter Gloss-mittarilla 75° kulmassa. Siirtopinnoite 20 irtosi tasaisesti ja siististi polyety-leenikerroksesta 5. Siirron aikana ei irrotuskerrosta 5 tai lakkapintakerrosta 20 jäänyt havaittavassa määrin kiinni 15 toisiinsa. Siirtopinnoite 20 muodosti kirkkaan, sileän, yhtenäisen ja kiiltävän hankausta kestävän suojapinnan vastaanottavassa tuotteessa olevan siirtosubstraatin 15 päälle.

20 Tävdennvsesimerkki 3 Käytettiin samanlaista laminaattia kuin täydennysesimerkissä 1 lukuun ottamatta sitä, että irrotuskerros 5 muodostui pienitiheyksisestä polyetyleenistä (LDPE), joka sekoitet-25 tiin yhtä suureen määrään runsaasti virtaavaa suuritiheyk-sistä polyetyleeniä (HDPE). Mitään muuta polyetyleeniä ei lisätty. Suuritiheyksisen polyetyleenin sulaindeksi oli 18 ja ominaispaino 0,96. Pienitiheyksinen polyetyleeni (LDPE) oli sama kuin täydennysesimerkissä 1 käytetty. Tämä irro-30 tusseos päällystettiin määrän ollessa 8 g per m2 savipin-noitetun Kraft-paperin päälle, jonka neliömetripaino oli 47 g per m2. Siirtopinnoitekerros 20 ja liimakerros 40 olivat samat kuin täydennysesimerkissä 1. Laatan lämpötilan ollessa noin 150°C substraatti 15 irtosi tasaisesti ja siististi 35 polyetyleenikerroksesta 5. Polyetyleenikerrosta tai siirto-pinnoitekerrosta 20 ei kumpaakaan jäänyt havaittavissa määrin kiinni toisiinsa siirron aikana. Tuotteessa oleva siirtynyt pinnoite 20 antoi hyvän noin 82 % kiillon mitat- 101058 38 tuna Hunter-kiiltomittarilla 75° heijastuskulmassa. Siirtyneessä pinnoitteessa 20 ei ollut ilmataskuja ja se muodosti kirkkaan, sileän, yhtenäisen, kiiltävän, hankausta kestävän suojapinnan vastaanottavassa tuotteessa olevan siirtosubst-5 raatin 15 päälle.

Vaikka keksintöä on kuvattu tarkastelemalla siirrettävän laminaatin tiettyjä suoritusmuotoja, keksinnön tarkoituksena ei ole rajoittua tässä kuvattuihin edullisiin valmistei-10 siin. Vaikka esimerkiksi lakkapintainen siirtokerros on tässä kuvattu tarkastelemalla edullisia valmisteita, lakka-pintaisen kerroksen valmiste ei rajoitu näihin tiettyihin hartsi- ja/tai öljylajeihin. On selvää, että voidaan lisätä vähäisiä tai muulla tavoin epäfunktionaalisia pieniä määriä 15 vahoja tässä vahattomina kerroksina kutsuttuihin kerroksiin irtautumatta esillä olevan keksinnön piiristä. Tässä käytettynä termi "vahaton kerros" tai vastaava tarkoittaa siis sitä, että se sulkee piiriinsä tämänkin mahdollisuuden.

20 Lisäksi laminaattirakenne ei rajoitu kuvattuun edulliseen rakenteeseen. On esimerkiksi mahdollista lisätä uusi päällyskerros siirtopinnoitteen ja mustekuviokerroksen väliin tai mustekuviokerroksen ja liimakerroksen väliin.

. 25 Tästä syystä keksintö ei rajoitu keksinnön selityksessä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä on tarkasteltava oheisten patenttivaatimusten ja sen ekvivalenttien rajoissa .

m

Claims (13)

39 1 0 1 0 5 8

1. Lämpösiirrettävä laminaatti (7), johon kuuluu siirtosubst-raatti (15), joka on kiinnitetty kantoarkkiin (2) siirrettä- 5 vaksi kantoarkilta (2) tuotteeseen kohdistettaessa lämpöä kantoarkkiin (2) samalla kun tuote on kosketuksessa siir-tosubstraattiin (15), tunnettu siitä, että kantoarkkiin (2) kuuluu tukiarkki (10) ja vahaton irrotuskerros (5), joka muodostuu olennaisesti tukiarkin (10) päälle pinnoitetus-10 ta polyetyleenistä, jolloin vahaton irrotuskerros (5) on kosketuksessa siirtosubstraatin (15) kanssa, johon siir-tosubstraattiin kuuluu siirtopinnoite (20) ja siirtopinnoit-teen päällä oleva mustekuviokerros (30) ja mustekuviokerroksen (30) päällä oleva lämpöaktivoituva liimakerros (40), jolloin 15 siirtopinnoite (20) on kosketuksessa vahattoman irrotuskerrok-sen (5) kanssa, jolloin lämpösiirrettävä laminaatti (7) on ominaisuuksiltaan sellainen, että painettaessa lämmönlähdettä vasten kantajaa riittävän pitkän ajan siten, että vahaton irrotuskerros (5) alkaa ainakin pehmentyä samalla kun 20 siirtosubstraatti (15) koskettaa tuotetta, siirtosubstraatti (5) irtoaa siististi vahattomasta siirtolaminaatista, jolla on se lisäominaisuus, että vahatonta irrotuskerrosta (5) ei havaittavissa määrin siirry tuotteeseen siirtosubstraatin (15) mukana. 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, tunnettu siitä, että siirtosubstraatti (15) on poly-etyleenitereftalaattipolyesterihartsia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, ; tunnettu siitä, että siirtosubstraatti (15) on akryy- liesterihartsia.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen lämpösiirrettävä 35 laminaatti, tunnettu siitä, että siirtopinnoitteessa (20) ei ole vahaa. 101058 40

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, tunnettu siitä, että siirtopinnoite (20) käsittää lisäksi kuivumatonta tyyppiä olevan öljyn.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, tunnettu siitä, että kuivumaton öljy on kuivumatonta kasviöljyä, joka on valittu ryhmästä, joka koostuu rapsiöljys-tä ja risiiniöljystä.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, tunnettu siitä, että siirtosubstraatin (15) siirtopin-noitteessa (20) olevalla öljyllä on se ominaisuus, että se aktivoituu, kun lämpöä kohdistetaan kantoarkkiin (2) edistäen siten siirtosubstraatin (15) irtoamista kantajasta. 15

8. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, tunnettu siitä, että lämpösiirrettävällä laminaatilla (7) on se ominaisuus, että kun pintalämpötilaltaan 135 - 218 C° oleva kuumennettu metallilaatta tai 20 kuumennettu kumitela painetaan kantajaa vastaan riittävän pitkäksi ajaksi, vahaton irrotuskerros (5) ainakin alkaa pehmetä samalla, kun siirtosubstraatti (15) on kosketuksessa tuotteeseen, jolloin siirtosubstraatti (15) irtoaa siististi vahattomasta irrotuskerroksesta (5) ja siirtyy mainittuun 25 tuotteeseen. I ·

9. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen lämpösiirrettävä laminaatti, tunnettu siitä, että lämpösiirrettävällä laminaatilla (7) on se ominaisuus, että kun pintalämpötilal- 30 taan 149 - 218 C° oleva kuumennettu metallilaatta tai kuu-.· mennettu kumitela painetaan kantajaa vastaan riittävän pitkäk- si ajaksi vahaton irrotuskerros (5) ainakin alkaa pehmetä samalla, kun siirtosubstraatti (15) koskettaa tuotetta, jolloin siirtosubstraatti (15) irtoaa siistiksi vahattomasta 35 irrotuskerroksesta (5) ja siirtyy mainittuun tuotteeseen. 101058 41

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämpösiirrettävä lami-naatti, tunnettu siitä, että laminaatilla (7) on se lisäominaisuus, että siirtopinnoitetta (20) ei havaittavissa määrin jää jäljelle kosketukseen vahattoman irrotuskerroksen 5 (5) kanssa sen jälkeen kun siirtosubstraatti (15) siirtyy tuotteeseen.

11. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lämpösiirrettävä lami-naatti, tunnettu siitä, että siirtopinnoite (20) on 10 polyetyylimetakrylaattia.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lämpösiirrettävä lami-naatti, tunnettu siitä, että siirtopinnoitteeseen (20) kuuluu lisäksi vinyylikloridi-vinyyliasetaattikopolymeeri. 15

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lämpösiirrettävä lami-naatti, tunnettu siitä, että siirtopinnoitteeseen kuuluu lisäksi selluloosa-asetaattibutyraatti. 20 m i 42 1 0 1 0 5 8