Die Erfindung betrifft ein Hotmelt-Transfermaterial gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung desselben sowie dessen Verwendung.
Das Gestalten und Herstellen von farbig bedruckten und bemalten T-Shirts und Stofftaschen st²sst auf Beachtung. Im Handel sind Stoffmalstifte und pinselverarbeitbare Malfarben mit wärmefixierbaren Farbstoffen erhältlich, mit denen direkt auf Textilien gemalt werden kann. Anschliessend müssen die bemalten Stellen von der Rückseite her mit einem heissen Bügeleisen wärmefixiert werden, damit die Farbe waschecht wird. Zum Aufbringen der Farbe muss der Stoff gespannt werden, da sonst beim Bemalen Falten entstehen, was die Bearbeitung erschwert. Zudem wird durch die beschränkte Farbpalette die gestalterische Freiheit eingeschränkt. Andererseits sind am Markt Hotmelt-Transfermaterialien (so genannte Textiltransferfolien) erhältlich, die mittels xerografischen Farbkopierern bedruckt werden.
Es k²nnen beliebige Vorlagen auf solche Materialien kopiert und anschliessend in Bügelpressen auf Textilien übertragen werden. Auf diese Weise k²nnen auch auf Papier aufgebrachte Malereien und Zeichnungen letztlich auf Textilien abgebildet werden, allerdings mit einem Qualitätsverlust in der Farbwiedergabe verbunden. Für eine direkte Bezeichnung und Bemalung mit dem üblichen Malfarben wie wässrigen oder l²sungsmittelhaltigen Malstiften, Wasserfarben und Wachsmalkreiden sind jedoch diese Materialien ungeeignet. In der Patentschrift US 5 242 739 sind Hotmelt-Transfermaterialien beschrieben, deren wärmetransferierbaren Schichten sich für das Bedrucken mit Thermotransfer- und Matrixdruckern, aber auch zum Bemalen mit Wachsfarben eignen. Da diese Schichten nicht offenporig sind, werden wässrige Farben schlecht angenommen und ungenügend fixiert.
Neuerdings sind Hotmelt-Transfermaterialien käuflich, die mittels Ink-Jet-Farbdruckern bedruckbar sind, wobei der Transfer auf Baumwolle enthaltende Textilgewebe mit einem gew²hnlichen Bügeleisen erfolgen kann. Derartige Materialien sind in der Patentschrift US 5 501 902 beschrieben. Auf ein Trägermaterial, das Papier sein kann, ist eine por²se Schicht aufgebracht, die thermoplastische, feinteilige Polymerpartikel, ein Bindemittel auf der Basis eines thermoplastischen Polymers und Zusätze wie Polyethylenglykole für die rasche Aufnahme und Viskositätsveränderung wässriger Tinten enthalten und weitere Zusätze für die Fixierung der wässrigen Tinte nach der !bertragung auf Textilien aufweisen. Das Gewichtsverhältnis von Binder und Polymerpartikel (Pigment) ist derart eingestellt, dass die Schicht eine Por²sität aufweist.
Dies ist dann der Fall, wenn das Verhältnis nahe der kritischen Pigmentvolumenkonzentration liegt und die Schicht eine Tendenz zum Auskreiden aufweist. Dies äussert sich in einer geringen mechanischen Festigkeit der Schicht. Für die direkte Bezeichnung und Bemalung mit gängigen, von Kindern verwendeten Malfarben wie wässrige oder l²sungsmittelhaltige Malstifte, Wasserfarben und Wachsmalkreiden ergeben die auf diesen Patentschriften basierenden Hotmelt-Transfermaterialien ungenügende Resultate, da beim Bezeichnen und Bemalen wässrige Farben wie beispielsweise mit dem Pinsel aufzutragende Wasserfarben bei kräftigem Auftrag ungenügend aufgenommen oder bei der Bezeichnung mit Stiften oder Kreiden die Schichten mechanisch verletzt werden, da die Partikel der por²sen Schicht zu wenig verankert sind.
Ausserdem wird durch die Verwendung von Zusätzen in der Schicht wie Polyethylenglykole die Fixierung der Malfarben und somit die Waschechtheit beinträchtigt, sodass beim Waschen der Textilien in warmem Wasser die Farben ausbluten.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, die bekannten Hotmelt-Transfermaterialien für die Ink-Jet-Anwendung derart zu modifizieren, dass ein direktes Bemalen mit gängigen, von Kindern verwendeten Malstiften und Malfarben, die wässrige Farben, l²sungsmittelhaltige Farben oder Wachsfarben enthalten, m²glich wird und beim Waschprozess mit warmem Wasser die Farben fixiert bleiben. Die Erfindung wird mithilfe der erfindungsgemässen Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gel²st. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Verbesserung der Aufnahme wässriger und l²sungsmittelhaltiger Farben und deren Fixierung wird dadurch erreicht, indem die por²se Schicht mikroporige oder mikropor²se, spontan benetzbare Partikel mit einer m²glichst grossen Oberfläche zur Adsorption beziehungsweise Absorption des Farbstoffes aufweist. Weitere, in der oben genannten Patentschrift beschriebene Zusätze für die verbesserte Wasseraufnahme, die die Waschbarkeit beeinträchtigen, entfallen. Beispielsweise k²nnte feinteiliges, amorphes SiO2 mit grossen spezifischen Oberflächen verwendet werden. Vorteilhaft bestehen aber die Partikel aus mikropor²sen, thermoplastischen Kunststoffteilchen mit spezifischen Oberflächen > 6 m<2>/g und mit einer Schmelztemperatur < 200 DEG C.
In diesem Fall verschmelzen beim heissen Aufbügeln der Schicht auf einen Stoff die Partikel zusammen mit Farbstoff, Bindemittel und allfälligen weiteren Hotmeltschichten. Pulver von thermoplastischen Kunststoffen zu finden, die diese Bedingungungen erfüllen, erweist sich als schwierig. Feine Pulver von Kunststoffen k²nnen durch Mahlen und Sieben erhalten werden. In diesem Fall liegt die mittlere Partikelgr²sse in der Regel über 50 Mikron mit einer breiten Korngr²ssenverteilung. Die Partikel sind kugelf²rmig und die spezifischen Oberflächen liegen unterhalb von 0,2 m<2>/g. Feinere Pulver werden durch Fällen des Kunsstoffes aus der L²sung direkt beim Herstellungsprozess erhalten.
Je nach Bedingungen fallen Pulver mit mittleren Partikelgr²ssen von ungefähr 5 bis 90 Mikron an mit jeweils relativ enger Korngr²ssenverteilung, wobei in der Regel die Partikel ebenfalls kugelf²rmig gebildet werden, sodass die spezifischen Oberflächen unterhalb von 2 m<2>/g liegen. Nur bei speziell geführten Herstellungs-, Fällungs- und schonenden Trocknungsprozessen entstehen mikroporige oder mikropor²se Partikel, als Primärteilchen selber, oder als stabile Aggregate mit mittleren Partikelgr²ssen von 5 bis 40 Mikron, die aus ultrafeinen Primärpartikeln, die kleiner als 0,2 Mikron sein k²nnen, gebildet werden. Solche Partikel weisen spezifische Oberflächen auf, die wesentlich über 2 m<2>/g liegen. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft, die solche Kunststoffpartikel aufweisen sollten, ist eine spontane Benetzungsfähigkeit gegenüber Wasser und L²sungsmitteln.
Ein käufliches thermoplastisches Polymerpulver, das aus derartigen Partikeln besteht, ist beispielsweise ein feinteiliges Polyamidpulver, das mittels Polyaddition, anschliessendem Fällungsprozess und schonender Trocknung hergestellt wird, eine Oberfläche von ungefähr 25 m<2>/g, eine Partikelgr²sse von ungefähr 10 Mikron und eine spontane Benetzungsfähigkeit gegenüber Wasser und L²sungsmitteln aufweist. Solche Partikel adsorbieren, beziehungsweise absorbieren bedeutend mehr Farbstoff als kugelige Partikel mit glatter Oberfläche. Alternativ k²nnen weniger gut oder schlecht benetzende mikropor²se Partikel mit Netzmitteln hydrophilisiert werden.
Als Bindemittel dient ein thermoplastisches, bei einer Temperatur < 200 DEG C schmelzendes Polymer, das die Partikel mechanisch genügend verankert, aber minimal dosiert ist und derart ausgewählt ist, dass die Schicht offenporig bleibt und das Bindemittel die mikropor²sen Partikel nicht vollständig umhüllt. Das thermoplastische Bindmittel weist vorteilhaft eine Schmelztemperatur < 140 DEG C auf, sodass es beim !bertrag auf Textilien durch Einwirkung des heissen Bügeleisens oder der Bügelpresse leicht schmelzen kann. Andererseits soll das Bindemittel m²glichst gegen Waschl²sungen beständig sein. Beispiele von geeigneten Bindemitteln, die auf wässrigen Dispersionen oder gel²sten Kunststoffen basieren, finden sich in der oben genannten Patentschrift US 5 501 902.
Bindmittel, die auf gel²sten Kunststoffen basieren, sollten gegen die in den l²sungsmittelhaltigen Farben verwendeten L²sungsmittel inert sein.
Eine weitere Verbesserung der Aufnahme wässriger und l²sungsmittelhaltiger Farben und eine Verbesserung der mechanischen Stabilität wird durch eine Bindemittelschicht, die selber eine porige oder por²se Struktur aufweist, erreicht. Die Eigenporigkeit oder Eigenpor²sität des Bindemittels erlaubt eine viel h²here Dosierung des Bindemittels im Verhältnis zu den mikroporigen oder mikropor²sen Partikeln weit unterhalb der kritischen Pigmentvolumenkonzentration und damit weit entfernt von einer Tendenz zum Auskreiden. Die porige Struktur des Bindmittels selber f²rdert den Zutritt von wässrigen und l²sungsmittelhaltigen Farben zu den Partikeln.
Eine detaillierte !bersicht über Methoden zur Erzeugung por²ser Membranschichten mit weiterführenden Literaturzitaten findet sich im Buch "Membranen und Membranprozesse" von Eberhard Staude, Verlag VCH, Kap. 2.2.2.3 (Nassfällung) bis Kap. 2.2.2.4 (kombinierte Trocken-Nassfällung). Kunststoffe werden in einem L²sungsmittel gel²st und auf einen Träger beschichtet (gegossen) und anschliessend in einem Fällbad eingetaucht. Das Fällungsmittel muss im L²sungsmittel selber l²slich sein. Es erfolgt ein !bergang vom Sol- zum Gelzustand und damit die Koagulation. Anschliessend wird die porige Membran getrocknet. Es k²nnen auch mit ternären Gemischen (Membranpolymer/L²sungsmittel/Fällungsmittel) porige Schichten hergestellt werden (siehe hierzu J.A. Seiner & H.L. Gerhart, Xl. FATIPEC Kongress 1972, S 131 (L²sungsmittelfällung)).
Ein Kunststoff wird in einem einphasigen L²sungsmittelgemisch, das ein den Kunststoff l²sendes L²sungsmittel und ein den Kunststoff nicht l²sendes Fällungsmittel (non-solvent) enthält, aufgel²st. Das Fällungsmittel weist einen tieferen Dampfdruck als das L²sungsmittel auf. L²sungsmittel und Fällungsmittel sollen gegeneinander keine Mischungslücke aufweisen. Das Membranbildungsverhalten kann mit dreieckigen Zustandsdiagrammen beschrieben werden. Wird eine solche Kunststoffl²sung auf einen Träger beschichtet und das L²sungsmittel abgedampft, so reichert sich das Fällungsmittel im L²sungsmittelgemisch an, bis am Gelpunkt eine Auftrennung in zwei Phasen auftritt (Phaseninversion), eine mit Polymer angereicherte Phase und eine Phase mit dem Fällungsmittel, die aus feinen, die Poren vorbildenden Tr²pfchen bestehen kann.
Auf diese Weise k²nnen mit einer Vielzahl von Kunststoffen innerhalb eines optimalen Bereiches des Mischungsverhältnisses von L²sungsmittel und Fällungsmittel porige und/oder por²se Schichten hergestellt werden. Bei tieferer Konzentration des Fällungsmittels bilden sich lediglich geschlossene Mikroporen. Bei gr²sserer Konzentration des Fällungsmittels fällt das Polymer aus, bevor der Gelpunkt erreicht ist. In diesem Fall werden offenporige Schichten bis hin zu pulvrigen, lockeren Schichten erzeugt. Im richtigen Verhältnis gemischt, wird der Gelzustand erreicht, wobei die Poren die Fällungsmitteltr²pfchen enthalten. Durch Trocknen ergeben sich porige, kontinuierliche Polymermembranen von guter mechanischer Stabilität. Unter gewissen Bedingungen k²nnen beim Trocknungsprozess die Porenwände einreissen, wobei sich por²se Schichten ergeben.
Wird nun diese Methode zur Ausbildung von Poren im Bindemittel mit der Verwendung von benetzbaren, mikroporigen oder mikropor²sen Kunststoffpartikeln kombiniert, so werden weitere günstige Wirkungen erzielt. Wenn das ternäre Gemisch (Polymer/L²sungsmittel/Fällungsmittel) als weitere Komponente ins System eindispergierte, mikroporige oder mikropor²se Partikel enthält, so bilden sich nach der Beschichtung der Dispersion auf einen Träger beim Trocknen die Poren bevorzugt im Bereich der Partikel aus (Keimbildung). Tr²pfchen des Fällungsmittels im Gelfilm k²nnen leicht durch die mikroporigen oder mikropor²sen Partikel aufgenommen werden und halten deren inneren und äusseren Oberflächen weitgehend bindemittelfrei.
Nach dem vollständigen Trocknen der Schicht liegen die Poren bevorzugt im Bereich der Partikel, sodass nach dem Trocknen der Schicht die Aufnahmefähigkeit der Partikel für wässrige und l²sungsmittelhaltige Farben erhalten bleibt. Auf diese Weise k²nnen selbst Bindemittelschichten, die für sich allein geschlossenporig sind, in Gegenwart der Partikel por²se Schichten von sehr guter mechanischer Festigkeit ausbilden. Der Bindemittelanteil in der Schicht kann so bis über 50 Gew.% betragen. Das Bindemittel für die Hotmeltschicht muss eine Schmelztemperatur < 200 DEG C aufweisen, vorteilhaft sogar < 150 DEG C. Bei der Auswahl von L²sungsmittel/Fällungsmittel muss darauf geachtet werden, dass diese die mikropor²sen Partikel nicht anquellen oder anl²sen.
Ausserdem ist bei der Auswahl des Bindemittels der Inertheit gegenüber den L²sungsmitteln der Malstifte (meist Alkohol) und der Waschbeständigkeit Beachtung zu schenken. Geeignete Bindemittel sind beispielsweise Polyester, Polyacrylate, Polymethylmethacrylate, Ethylencopolymere, Ethylen-acrylsäure-Copolymere und Polyamide.
Als Träger der por²sen Hotmelt-Schicht k²nnen synthetische Papiere oder Kunststoff-Folien, die beim Aufbügeln genügend wärmeresistent sind, verwendet werden. Vorteilhaft werden aber als Träger Papiere eingesetzt. Zur besseren Abl²sung des Trägers von der Schicht nach dem Aufbügeln werden vorteilhaft einseitig silikonisierte Träger verwendet. Solche Träger sind als Adhäsivpapiere oder einseitig silikonisierte Papiere bekannt. Vorteilhaft werden Papiere von 50-100 g/m<2> verwendet. Die silikonisierte Seite dient als Zwischenschicht und muss genügend wärmeresistent sein, damit sich die bemalte Schicht nicht mit dieser verbindet und ein Abl²sen nach dem Aufbügeln und Erkalten erschwert.
Zur verbesserten Fixierung der Malfarben und verbesserten Haftung auf den Textilien wird das erfindungsgemässe Hotmelt-Transfermaterial vorteilhaft mit einer weiteren Hilfsschicht, die zwischen der por²sen Schicht einerseits und dem Trägermaterial oder einseitig silikonisiertem Trägermaterial andererseits liegt und aus einem filmbildenden thermoplastischen Polymer besteht, ausgestattet. Geeignete Polymere hierzu sind Thermoplaste mit einem Schmelzbereich unter 200 DEG C, vorzugsweise Polyester, Schmelzklebstoffe für die Textilindustrie, etwa auf der Basis von Polyethylen, oder siegelfähige Polymere, etwa Dispersionen für Heisssiegelschichten, beispielsweise auf der Basis von Ethylen-Copolymerisaten oder insbesondere Ethylen-acrylsäure-Copolymerisaten.
Auch diese Polymere werden vorzugsweise so ausgewählt, dass ihre Beständigkeit gegenüber gängigen L²semitteln der Malstifte genügend ist. Ausserdem muss die por²se Schicht genügend auf dieser Schicht haften, um beim Bezeichnen und Bemalen nicht abgerieben zu werden.
Das erfindungsgemässe Hotmelt-Transfermaterial eignet sich vorzüglich zum Bezeichnen und Bemalen mit gängigen Malstiften und Malfarben wie wässrigen oder l²sungsmittelhaltigen Malstiften, Wachsmalkreiden und Wasserfarben. Wässrige und l²sungsmittelhaltige Farben werden durch die mikropor²sen Partikel in der por²sen Schicht rasch aufgenommen und gut adsorbiert beziehungsweise absorbiert. Beim Transfer auf Textilien verschwindet die Por²sität der Schicht und die thermoplastischen, mikropor²sen Partikel mit dem Farbstoff werden im Bindemittel und in der zweiten Hotmeltschicht aufgenommen beziehungsweise verschmolzen und damit bleibend fixiert. Eine ebenso gute Aufnahme in die Schicht wird im Falle von oberflächlich aufgebrachter Wachsmalfarbe beim Aufbügeln auf Textil erreicht.
Das Bezeichnen und Bemalen auf dem erfindungsgemässen Hotmelt-Transfermaterial erfolgt ebenso leicht wie auf einem gew²hnlichen Papier, sodass mit den vertrauten Farben gemalt werden kann. Das bemalte Hotmelt-Transfermaterial kann leicht von der Rückseite her mit einem heissen Bügeleisen auf weisse oder farbige Baumwoll- oder baumwollehaltigen Textilien wie T-Shirts oder Stofftaschen aufgebügelt werden. Nach dem Abziehen des Trägers ist das gemalte Motiv in der ursprünglichen Qualität auf das Textilgewebe aufgebracht und derart fixiert, dass das Textilgewebe mit warmem Wasser unter Verwendung gängiger Waschmittel ohne Ausbluten und Beeinträchtigung der Farbe gewaschen werden kann.
Das nun folgende Beispiel erläutert die Erfindung.
Beispiel
1. Herstellung einer Bindemittell²sung für die por²se Hotmeltschicht:
Ein gesättigter linearer Polyester, beispielsweise ein Vylon-Typ, wird in einem Gemisch von Methylethylketon und einem Alkohol gel²st, wobei der Alkohol einen h²heren Siedepunkt als Methylethylketon aufweist. Für das spätere Eindispergieren der mikropor²sen Partikel und Stabilisierung der stehenden Dispersion kann zusätzlich ein für organische Füllstoffe typisches Dispergierhilfsmittel eingerührt werden. Die Konzentration des Polyesters in der L²sung sollte etwa 10 bis 30 Gew.% betragen, und das Mischungsverhältnis Methylethylketon/Alkohol wird derart eingestellt, dass sich beim Aufstreichen der viskosen Bindemittell²sung auf einen Träger und anschliessendem Trocken bei ungefähr 60-80 DEG C porige Schichten ausbilden.
2. Mikropor²se Partikel:
Polyamidpulver, beispielsweise Orgasol 3501 (Korngr²sse ungefähr 10 Mikron, spezifische Oberfläche ungefähr 25 m<2>/g).
3. Verdünnungsmittel: Methylethylketon/Alkohol im gleichen Mischungsverhältnis wie oben.
4. wässrige Dispersion für das Aufbringen der Hotmeltschicht (Grundierung):
Eine Dispersion auf der Basis eines siegelfähigen Ethylen-acrylsäure-Copolymers, beispielsweise ein Enorex-Typ mit einem Festk²rpergehalt von ungefähr 40%.
Vorgehen:
In einem ersten Schritt wird mittels Handrakel die Dispersion für die Hotmeltschicht (Grundierung) auf die Silikonseite eines einseitig silikonisierten Adhäsivpapiers (80 g/m<2> aufgestrichen und anschliessend bei einer Temperatur von ungefähr 110 DEG C getrocknet. Der Trockenauftrag sollte ungefähr 30 g/m<2> betragen. In einem zweiten Schritt wird die Dispersion für die por²se Hotmeltschicht zubereitet. Mittels Rührwerk werden in die Bindemittell²sung (Punkt 1) unter Dispergierbedingungen abwechslungsweise Portionen des Polyamidpulvers (Punkt 2) und des Verdünnungsmittels (Punkt 3) eingerührt, bis eine mit dem Handrakel beschichtbare, sämige Dispersion geeigneter Viskosität entsteht. Auf die Hotmeltschicht (Grundierung/1. Schritt) wird nun mittels Handrakel die Dispersion für die por²se Hotmeltschicht aufgestrichen und bei einer Temperatur von ungefähr 60-80 DEG C getrocknet.
Der Trockenauftrag sollte etwa 30 g/m<2> betragen. Der Festk²rperanteil des Bindmittels, bezogen auf die por²se Hotmeltschicht, sollte etwa im Bereich von 30 bis 50 Gew.% liegen.
Die Schicht weist eine gute mechanische Stabilität und Por²sität auf und lässt sich mit den üblichen Malhilfsmitteln wie wässrigen und l²sungsmittelhaltigen Malstiften, Wasserfarben und Wachsmalkreiden ähnlich wie gew²hnliches Papier bemalen. Der !bertrag auf weisse und bunte Baumwoll-T-Shirts erfolgt mit dem Bügeleisen bei etwa 190 bis 200 DEG C (Wärmestufe für Baumwolle). Das Hotmeltmaterial wird mit der bemalten Seite gegen das T-Shirt gelegt und an die gewünschte Stelle positioniert. Mit dem Bügeleisen wird der Papierrücken unter kräftigem Druck gründlich überstrichen, damit die Farbe mit der Schicht verschmelzen kann und diese sich mit dem Stoff verbindet. Wenn sich der heiss gewordene Papierrücken wieder etwas abgekühlt hat, wird das Adhäsivpapier abgezogen. Anschliessend k²nnen mehrere Waschprozesse in einer Waschmaschine mit gängigen Waschmitteln durchgeführt werden.
Die Farben, selbst die Wasserfarben, erweisen sich als waschecht.
The invention relates to a hot melt transfer material according to the preamble of claim 1, a method for producing the same and its use.
The design and manufacture of colored, printed and painted T-shirts and fabric bags has attracted attention. Fabric crayons and brush-processable paints with heat-fixable dyes are available commercially, which can be used to paint directly on textiles. Then the painted areas must be heat-fixed from the back with a hot iron so that the color is washable. To apply the paint, the fabric has to be stretched, otherwise wrinkles will appear during painting, which makes processing difficult. In addition, the limited range of colors limits creative freedom. On the other hand, hot melt transfer materials (so-called textile transfer foils) are available on the market, which are printed using xerographic color copiers.
Any templates can be copied onto such materials and then transferred to textiles in ironing presses. In this way, paintings and drawings applied to paper can ultimately be reproduced on textiles, but with a loss of quality in the color rendering. However, these materials are unsuitable for direct labeling and painting with the usual stains such as water-based or solvent-containing crayons, water colors and wax crayons. US Pat. No. 5,242,739 describes hotmelt transfer materials whose heat-transferable layers are suitable for printing with thermal transfer and matrix printers, but also for painting with wax colors. Since these layers are not open-pore, aqueous colors are poorly accepted and insufficiently fixed.
Hotmelt transfer materials that can be printed using ink-jet color printers have recently become available, and the transfer to textile fabrics containing cotton can be carried out using a conventional iron. Such materials are described in US Pat. No. 5,501,902. A porous layer is applied to a carrier material, which can be paper, which contains thermoplastic, finely divided polymer particles, a binder based on a thermoplastic polymer and additives such as polyethylene glycols for the rapid absorption and viscosity change of aqueous inks and other additives for fixing the aqueous ones Have ink on textiles after transfer. The weight ratio of binder and polymer particles (pigment) is set such that the layer has a porosity.
This is the case when the ratio is close to the critical pigment volume concentration and the layer has a tendency to chalk out. This manifests itself in a low mechanical strength of the layer. The hotmelt transfer materials based on these patent specifications give unsatisfactory results for direct labeling and painting with common stains used by children, such as water-based or solvent-containing crayons, watercolors and wax crayons, because when labeling and painting water-based paints such as water colors to be applied with a brush are strong Order received insufficiently or the layers are mechanically damaged when labeled with pencils or chalks because the particles in the porous layer are not sufficiently anchored.
In addition, the use of additives in the layer, such as polyethylene glycols, impairs the fixation of the stains and thus their fastness to washing, so that the colors bleed out when the textiles are washed in warm water.
The object of the invention is therefore to modify the known hot-melt transfer materials for ink-jet use in such a way that direct painting with common crayons and paints that are used by children and that contain aqueous paints, solvent-based paints or wax paints is possible and the colors remain fixed during the washing process with warm water. The invention is solved by means of the features according to the invention according to the characterizing part of patent claim 1. Advantageous further developments are the subject of the subclaims.
An improvement in the absorption and fixation of aqueous and solvent-containing colors is achieved in that the porous layer has microporous or microporous, spontaneously wettable particles with a surface as large as possible for the adsorption or absorption of the dye. Other additives described in the above-mentioned patent for the improved water absorption, which impair the washability, are omitted. For example, finely divided, amorphous SiO2 with large specific surfaces could be used. However, the particles advantageously consist of microporous, thermoplastic plastic particles with specific surfaces> 6 m 2 / g and with a melting temperature <200 ° C.
In this case, when the layer is hot ironed onto a fabric, the particles fuse together with the dye, binder and any other hot melt layers. Finding powders of thermoplastic materials that meet these conditions is proving difficult. Fine powders of plastics can be obtained by grinding and sieving. In this case, the average particle size is usually over 50 microns with a wide grain size distribution. The particles are spherical and the specific surfaces are below 0.2 m 2 / g. Finer powders are obtained by precipitating the plastic from the solution directly during the manufacturing process.
Depending on the conditions, powders with average particle sizes of approximately 5 to 90 microns are obtained, each with a relatively narrow particle size distribution, the particles generally also being spherical, so that the specific surfaces are below 2 m 2 / g. Micro-porous or micro-porous particles only emerge as specially designed manufacturing, precipitation and gentle drying processes, or as stable aggregates with average particle sizes of 5 to 40 microns, which can be made of ultra-fine primary particles that can be smaller than 0.2 microns. be formed. Such particles have specific surfaces that are significantly above 2 m 2 / g. Another advantageous property that such plastic particles should have is a spontaneous wetting ability against water and solvents.
A commercially available thermoplastic polymer powder consisting of such particles is, for example, a finely divided polyamide powder which is produced by means of polyaddition, a subsequent precipitation process and gentle drying, a surface area of approximately 25 m 2 / g, a particle size of approximately 10 microns and a spontaneous one Has wettability to water and solvents. Such particles adsorb or absorb significantly more dye than spherical particles with a smooth surface. Alternatively, less or poorly wetting microporous particles can be hydrophilized with wetting agents.
A thermoplastic polymer that melts at a temperature of <200 ° C. serves as the binder, which anchors the particles sufficiently mechanically, but is minimally dosed and is selected such that the layer remains open-pored and the binder does not completely coat the microporous particles. The thermoplastic binder advantageously has a melting temperature of <140 ° C., so that it can easily melt when transferred to textiles by the action of the hot iron or the ironing press. On the other hand, the binder should be as resistant to washing solutions as possible. Examples of suitable binders based on aqueous dispersions or dissolved plastics can be found in the above-mentioned US Pat. No. 5,501,902.
Binders based on dissolved plastics should be inert to the solvents used in solvent-based paints.
A further improvement in the absorption of aqueous and solvent-containing paints and an improvement in the mechanical stability is achieved by a binder layer which itself has a porous or porous structure. The inherent porosity or inherent porosity of the binder permits a much higher dosage of the binder in relation to the microporous or microporous particles far below the critical pigment volume concentration and thus far from a tendency to chalk. The porous structure of the binder itself promotes the access of aqueous and solvent-based paints to the particles.
A detailed overview of methods for producing porous membrane layers with further references can be found in the book "Membranes and Membrane Processes" by Eberhard Staude, publisher VCH, chap. 2.2.2.3 (wet precipitation) to Chap. 2.2.2.4 (combined dry-wet precipitation). Plastics are dissolved in a solvent and coated (cast) on a support and then immersed in a precipitation bath. The precipitant must be soluble in the solvent itself. There is a transition from the sol to the gel state and thus coagulation. The porous membrane is then dried. Porous layers can also be produced with ternary mixtures (membrane polymer / solvent / precipitant) (see J.A. Seiner & H.L. Gerhart, Xl. FATIPEC Kongress 1972, p. 131 (solvent precipitation)).
A plastic is dissolved in a single phase solvent mixture containing a plastic solvent and a non-solvent precipitant (non-solvent). The precipitant has a lower vapor pressure than the solvent. Solvents and precipitants should not have any mixing gaps with each other. The membrane formation behavior can be described with triangular state diagrams. If such a plastic solution is coated on a support and the solvent is evaporated, the precipitant accumulates in the solvent mixture until a separation into two phases occurs at the gel point (phase inversion), a polymer-enriched phase and a phase with the precipitant, which consists of fine , which may consist of pore-forming droplets.
In this way, porous and / or porous layers can be produced with a large number of plastics within an optimal range of the mixing ratio of solvent and precipitant. With a lower concentration of the precipitant, only closed micropores form. If the precipitant is concentrated, the polymer will precipitate before the gel point is reached. In this case, open-pore layers up to powdery, loose layers are created. Mixed in the correct ratio, the gel state is reached, the pores containing the precipitant droplets. Drying produces porous, continuous polymer membranes with good mechanical stability. Under certain conditions, the pore walls can tear during the drying process, resulting in porous layers.
If this method of forming pores in the binder is combined with the use of wettable, microporous or microporous plastic particles, further beneficial effects are achieved. If the ternary mixture (polymer / solvent / precipitant) contains microporous or microporous particles dispersed into the system as a further component, the pores preferably form in the area of the particles after the coating has been coated on a carrier during drying (nucleation). Droplets of the precipitant in the gel film can be easily absorbed by the microporous or microporous particles and keep their inner and outer surfaces largely free of binders.
After the layer has dried completely, the pores preferably lie in the region of the particles, so that after the layer has dried, the particle's receptivity to aqueous and solvent-containing paints is retained. In this way, even binder layers which are closed-pore by themselves can form porous layers of very good mechanical strength in the presence of the particles. The proportion of binder in the layer can be up to over 50% by weight. The binder for the hot-melt layer must have a melting temperature <200 ° C, advantageously even <150 ° C. When selecting solvents / precipitants, care must be taken that they do not swell or dissolve the microporous particles.
In addition, when selecting the binder, attention should be paid to the inertness towards the solvents of the crayons (usually alcohol) and the wash resistance. Suitable binders are, for example, polyesters, polyacrylates, polymethyl methacrylates, ethylene copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers and polyamides.
Synthetic papers or plastic foils, which are sufficiently heat-resistant when ironed on, can be used to support the porous hotmelt layer. However, papers are advantageously used as carriers. For better detachment of the carrier from the layer after ironing, siliconized carriers are advantageously used on one side. Such carriers are known as adhesive papers or papers siliconized on one side. Papers of 50-100 g / m 2 are advantageously used. The siliconized side serves as an intermediate layer and must be sufficiently heat-resistant so that the painted layer does not bond to it and makes it difficult to detach after ironing and cooling.
For improved fixation of the stains and improved adhesion to the textiles, the hot-melt transfer material according to the invention is advantageously equipped with a further auxiliary layer, which lies between the porous layer on the one hand and the carrier material or siliconized carrier material on the other hand and consists of a film-forming thermoplastic polymer. Suitable polymers for this purpose are thermoplastics with a melting range below 200 ° C., preferably polyester, hot melt adhesives for the textile industry, for example based on polyethylene, or sealable polymers, such as dispersions for heat seal layers, for example based on ethylene copolymers or in particular ethylene acrylic acid Copolymers.
These polymers are also preferably selected so that they are sufficiently resistant to common solvents in the crayons. In addition, the porous layer must adhere sufficiently to this layer so that it is not rubbed off when marking and painting.
The hot-melt transfer material according to the invention is particularly suitable for labeling and painting with common crayons and paints such as aqueous or solvent-containing crayons, wax crayons and water colors. Aqueous and solvent-containing colors are quickly absorbed by the microporous particles in the porous layer and well adsorbed or absorbed. When transferring to textiles, the porosity of the layer disappears and the thermoplastic, microporous particles with the dye are absorbed or fused in the binder and in the second hot melt layer and thus permanently fixed. An equally good absorption into the layer is achieved in the case of superficially applied wax paint when ironing onto textile.
Labeling and painting on the hot melt transfer material according to the invention is as easy as on ordinary paper, so that painting can be done with the familiar colors. The painted hot-melt transfer material can easily be ironed from the back with a hot iron onto white or colored cotton or cotton-containing textiles such as T-shirts or fabric bags. After the backing has been peeled off, the painted motif is applied to the textile fabric in the original quality and fixed in such a way that the textile fabric can be washed with warm water using common detergents without bleeding and impairing the color.
The following example explains the invention.
example
1. Preparation of a binder solution for the porous hot melt layer:
A saturated linear polyester, for example a Vylon type, is dissolved in a mixture of methyl ethyl ketone and an alcohol, the alcohol having a higher boiling point than methyl ethyl ketone. For the subsequent dispersing of the microporous particles and stabilization of the standing dispersion, a dispersion aid typical of organic fillers can also be stirred in. The concentration of the polyester in the solution should be about 10 to 30% by weight, and the mixing ratio of methyl ethyl ketone / alcohol is adjusted in such a way that when the viscous binder solution is spread onto a support and then dried at about 60-80 ° C., porous layers are formed .
2. Microporous particles:
Polyamide powder, for example Orgasol 3501 (grain size approximately 10 microns, specific surface area approximately 25 m 2 / g).
3. Diluent: methyl ethyl ketone / alcohol in the same mixing ratio as above.
4. Aqueous dispersion for applying the hot melt layer (primer):
A dispersion based on a sealable ethylene-acrylic acid copolymer, for example an Enorex type with a solids content of approximately 40%.
Action:
In a first step, the dispersion for the hot melt layer (primer) is spread on the silicone side of an adhesive paper siliconized on one side (80 g / m 2) and then dried at a temperature of approximately 110 ° C. The dry application should be approximately 30 g / In a second step, the dispersion is prepared for the porous hot-melt layer The dispersion for the porous hot-melt layer is then spread onto the hot-melt layer (primer / 1st step) and dried at a temperature of approximately 60-80 ° C. on the hot-melt layer (primer / 1st step).
The dry application should be about 30 g / m 2. The solids content of the binder, based on the porous hot melt layer, should be approximately in the range from 30 to 50% by weight.
The layer has good mechanical stability and porosity and can be painted with the usual painting aids such as aqueous and solvent-containing crayons, water colors and wax crayons in a similar way to ordinary paper. The transfer to white and colorful cotton T-shirts is done with an iron at around 190 to 200 ° C (heat setting for cotton). The hot melt material is placed with the painted side against the T-shirt and positioned at the desired location. With the iron, the back of the paper is thoroughly brushed under vigorous pressure so that the color can fuse with the layer and this connects to the fabric. When the hot paper back has cooled down a bit, the adhesive paper is peeled off. Then several washing processes can be carried out in a washing machine with common detergents.
The colors, even the water colors, turn out to be washable.