DE2121205B2

DE2121205B2 - Wärmeübertragungsmaterial und Verfahren zum Übertragen von Bildern

Info

Publication number: DE2121205B2
Application number: DE19712121205
Authority: DE
Inventors: Raymond Mills Arnold; Eric Henry Francis Neaves; Leslie John Phillips
Original assignee: Bee Chemical Co
Current assignee: Bee Chemical Co
Priority date: 1970-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1980-02-07
Also published as: CA932151A; DE2121205A1; JPS505091B1; BE766433A; FR2090778A5; GB1290403A; NL7105825A; CH553672A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeübertragungsmaterial mit einem Film- oder Folienträger und einem Bild aus einer ein thermoplastisches Harzmaterial enthaltenden Druckfarbe.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Bildern auf eine Aufnahmeuberfläche unter Verwendung eines Wärmeübertragungsmaterials gemäß der Erfindung.

Ein Wärmeübertragungsmaterial umfaßt grundsätzlich ein blatt- oder bahnenförmiges Unterlagematerial (Träger) und eine Schicht oder ein Bild auf dem Träger, das von dem Träger auf eine Aufnahmeoberflache unter Wirkung von Wärme im allgemeinen mit nur leichtem Druck übertragbar ist. Bei üblichen Wärmeübertragungsmaterialien wird die übertragbare Schicht oder das Bild in einem thermoplastischen Material gebildet. Durch die Wirkung von Wärme er-"> weicht die übertragbare Schicht oder das übertragbare Bild, wird adhäsiv und klebt an der Aufnahmeoberfläche. Im allgemeinen ist es notwendig, das ganze Wärmeübertragungsmaterial an der Aufnahmefläche kleben zu lassen, bis es sich abkühlt, d. h. bis das

ίο thermoplastische Material wieder erhärtet. Unter der Voraussetzung, daß die Bindung zwischen dem Träger und dem wieder verfestigten thermoplastischen Material geringer ist als die Bindung zwischen dem thermoplastischen Material und der Aufnahmeoberfläche,

kann der Träger abgestreift werden, wobei die übertragene Schicht oder das Bild auf dem Aufnahmekörper haften bleibt.

Da bei diesen Wärmeübertragungsm-terialien im allgemeinen eine Kühlstufe eingeschaltet werden

muß, sind diese nicht für Systeme mit hoher Geschwindigkeit geeignet-, bei welchen Bilder auf eine Reihe von Gegenständen, die nacheinander an einer Station zum Aufbringen des Wärmeübertragungsmaterials ankommen, übertragen werden sollen, da die

2'} für das Abkühlen des Wärmeübertragungsmaterials erforderliche Zeit den Arbeitsvorgang verlangsamt und das Einschalten der Kühlstufe die Vorrichtung kompliziert. Dies trifft insbesondere zu, wenn in dem verwendeten System der Träger sofort nach Anwen-

«I dung von Wärme abgestreift werden soll, wie z. B. in umlaufenden Systemen mit einem Trägerband, das längs des Bandes aufeinanderfolgende übertragbare Bilder aufweist.

Geeignete thermoplastische Materialien, die bei

r. Wärmeübertragungsmaterialien der vorstehenden Art verwendet werden, sind z. B. Polyvinylchlorid, Polymethj'lmet acrylate und Polyvinylbutyral.

Da der Träger von dem thermoplastischen Material der übertragbaren Schicht (wenigstens, wenn diese

4Ii kalt ist) abstreifbar sein muß, ist es wichtig, daß sie während des Erhitzungsvorganges sich nicht miteinander verbinden. Es ist demgemäß unerwünscht, einen Träger anzuwenden, der selbst ein leicht thermoplastifizieibares Material ist, da der Erhitzungsvor-

i, gang dann die Bindung zwischen dem Träger und der übertragbaren Schicht durch Mischung an der Grenzfläche verstärkt. Gewöhnlich ist daher ein Trägermaterial, wie Papier, zur Anwendung gebracht worden und dieses ist dann mit einer sogenannten Trennobcr-

,Ii fläche versehen worden, d. h. eiii^r Oberfläche, von der die übertragbare Schicht leicht freigegeben werden kann.

Es ist als Alternative für das vorstehend geschilderte System vorgeschlagen worden, ein Wärmeüber-

-,-, tragungsmaterial zu schaffen, das einen Träger umfaßt, der aus Papier, Film bzw. Folie oder aus einem Schichtstoff aus Film Hrn. Folie und Papier besteht, wobei dieser Träger frei von irgendeiner aufgebrachten Oberflächentrennschicht ist und von diesem Trä-

M) ger bedeckt eine Schicht oder ein gedrucktes Bild eines übertragbaren Materials aufweist, das ein thermoplastisches harzartiges Material und ein Wachs umfaßt, wobei jegliches Film- oder Folienmatcrial, das in dem Träger vorhanden ist oder diesen darstellt,

h', wenn es thermoplastisch ist, eine höhere Erweichungstemperatur hat als die Erweichungstemperatur des Harzes des Ubcrtragungsmaterials und das Wachs der übertragbaren Schicht einen Erweichungspunkt

hat, der nicht höher ist als der Erweichungspunkt des thermoplastischen harzartigen Materials,

So kann z. B. die übertragbare Schicht oder das gedruckte Bild auf einen Polyäthylenterephthalatträgerfilm aufgebracht und aus Polystyrol, hydriertem Rizinusölwachs (oder einer anderen wachsartigen Substanz) und einem Pigment zusammengesetzt sein. Ein solches übertragbares Material wird gewöhnlich durch Drucken nach dem Siebverfahren aufgebracht, da die Gegenwart des Waches oder der wachsartigen Substanz in der Druckfarbe dazu neigt, daß die Farbe sich verdickt und die Farbe oft zur Aufbringung nach anderen Verfahren, z. B. durch Tiefdruck- oder FIexodruckverfahren, ungeeignet macht, bei denen eine frei fließende Farbe (die vorzugsweise so nahe wie möglich Eigenschaften eines Newtonschen Flusses zeigt) notwendig ist.

Aus der DE-OS 1816759 ist ferner ein wärmeempfindliches Bildübertragungsmaterial bekannt, wobei das zu übertragende Bild aus einer Druckfarbe gefertigt ist, die; ein thermoplastisches Harzmaterial umfaßt, und bei welchem zwischen dem Bild und dem wärmeempfindlichen Abziehpapier eine wärmeschmelzbare Bildträgerschicht angebracht ist, die als Freigabeschicht dient, d. h. unter der Wirkung von Wärme des Übertragungsvorganges schmilzt die aus Wachs bestehende wärmeschmdzbare Schicht und gibt die Bildschicht frei.

Die vorstehende Arbeitsweise ist jedoch für umlaufende Systeme mit hoher Geschwindigkeit nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von WärmeübertragungsmateriaK^n, du durch Tiefdruck-, Flexodruck- und ähnliche Verfahren hergestellt werden können, die jedoch nichtsdesi weniger den Vorteil der sofortigen Übertragung bei Anwendung der Übertragungswärme und des Übertragungsdruckes ohne die Notwendigkeit, daß auf eine Kühlung der Anordnung gewartet werden muß, bieten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß bei dem Wärmeübertragungsmaterial gemäß der Erfindung der Träger aus Polyäthylenterephthalat besteht und eine an ihm anhaftende thermoplastische Schicht aus einem Acrylharz aufweist, wobei diese Schicht nicht pigmentiert ist oder höchstens nur einen niedrigen Pigmentgehalt besitzt und das Acrylharz eine klare Filmhärte auf der Tukon-Skala von wenigstens 18 nach einer Ofenbehandlung bei 82° C während 30 Minuten oder eine Bleistifthärte nach einer Ofenbehandlung bei 82° C während 30 Minuten von wenigstens 2H hat, und das Bild aus Druckfarbe an der Acrylharzschicht anhaftet.

Gemäß der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Übertragen von Bildern auf eine Aufnahmeoberfläche unter Verwendung eines Wärmeübertragungsmaterials gemäß der Erfindung geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Oberfläche die Druckfarbenbildseite aufbringt, Druck bei einer Temperatur von 120 bis 200" C anwendet und den Träger aus Folie oder Film abstreift.

Es ist gefunden worden, daß, während eine niehtpigmcntierte Schicht von hartem Acrylharz (Acrylsäureharz) fest an einem Polyäthylenterephthalatfilmträger bei gewöhnlichen Temperaturen haftet, die Haftung bei erhöhten Temperaturen, z. B. bei einer Temperatur /wischen 100 und 200° C, herabgesetzt oder zerstört wird. Es ist zu beachten, daß, wenn die Acrylharzschicht pigmentiert wird, die Freigabe bei

erhöhter Temperatur entweder nicht stattfindet oder weniger sicher oder vollständig ist. Demgemäß ist es nicht notwendig, das Acrylharz als Basis für eine pigmentierte Druckfarbe, die auf den Polyäthylenterephthalatträger gedruckt werden soll, zu verwenden. Die Erfindung macht von den vorstehend geschilderten experimentellen Beobachtungen Gebrauch.

In der Beschreibung sind sämtliche Teile, Verhältnisse und Prozentsätze, auf das Gewicht bezogen.

Wenn man das genannte Wärmeübertragungsmaterial auf eine geeignete Aufnahmeoberfläche unter der Wirkung von Wärme und mildem Druck aufbringt, erweicht das Farbbild und haftet an der Aufnahmeoberfläche, und die Bindung zwischen dem Acrylharz und dem Polyäthylenterephthalatträger wird herabgesetzt oder gebrochen, so daß der Träger abgeschält werden kann, ohne daß man auf die Abkühlung der Anordnung warten muß. Da dps Acrylharz an dem Farbbild haften bleibt, liefert es auf der Aufnahmeoberfläche einen harten Überzug, der dazu dient, das übertragene Bild gegen Beschädigungen zu schützen.

Der Träger kann ein im Handel zur Verfügung stehender Polyäthylenterephthaltatfilm sein.

Wie angegeben, soll das zur Erzeugung des Überzuges auf dem Trägerfilm oder der Trägerfolie verwendete Acrylharz ein hartes Harz sein. Chemisch kann das Harz aus einem Polymeren eines Acrylsäure- oder Methacrylsäureesters oder einem Copolymeren von solchen Estern oder entsprechenden Säuren mit anderen damit copolymerisierbaren Monomeren bestehen. Ein hartes Acrylharz, das, wie gefunden wurde, von besonderem Wert ist, ist ein Harz, das in Form einer 40gew.%igen Lösung in Äthylenglykolmonoäthylätheracetat im Handel erhältlich ist. Das im Handel erhältliche Harz ist ein thermoplastisches Acrylsäure-Methacrylsäure-Esterharz mit einem Tukon-Härtewert von 21 bis 22. Es sind auch ähnliche Harze im Handel erhältlich.

Die verwendete Farbe hat als Basis ein thermoplastisches harzartiges Material, wie x. B. ein Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylbutyral oder Polystyrol. Es muß ein pigmentiertes Material und ein Lösungsmittel enthalten. Das Lösungsmittel wird vorzugsweise so gewählt, daß es geringe oder keine Lösungswirkung, unter normalen Druckbedingungen, auf die harte Acrylharzschicht hat. Ein geeignetes Lösungsmittelgemisch ist ein solches, das aus drei Teilen Äthylenglykolmonoäthyläther und einem Teil Toluol besteht. Bevorzugte thermoplastische Materialien sind Alkylmethacrylate von niedrigerem Molekulargewicht als diejenigen, welche für die Acrylharzschicht verwendet werden, allein oder zusammen mit einem Anteil von Polyvinylchlorid.

Irgendwelche weiße, schwarze oder gefärbte Pigmente, wie sie gewöhnlich in Druckfarben verwendet werden, z. B. Baryt, Lithopone, Porzellanerde, Titandioxyd, Ruß, Chromgelb, Preußischblau oder Zinnoberrot, können Anwendung finden.

Die harte Acrylharzschicht wird zweckmäßig auf den Trägerfilm oder die Trägerfolie durch ein Tiefdruckverfahren aufgebracht und befindet sich im allgemeinen als gleichmäßige Schicht über dem gesamten Trägerfilm. Ihr Überzugsgewicht kann z. B. 0,5 bis 2 g/m' betragen, wobei ihr Überzugsgewicht von 0,8 bis 1,2 g/m² besonders geeignet ist. Sie ist nicht pigmentiert, sie kann jedoch eine Menge von Pigment enthalten, die nicht ausreichend ist, um wesentlich ihre

Freigabe von dem Trägerfilm bei erhöhten Temperaturen zu beeinflussen.

Die Farbe kann so zusammengesetzt sein, daß sie für den Tiefdruck geeignet ist. Während die Geschwindigkeit der Freigabe des Bildes von dem Träger ein wichtiger Faktor ist, ist in diesem Fall ein Faktor von gleicher oder größerer Wichtigkeit die automatische Schaffung eines abriebbeständigen Überzugs über dem Bild. Wenn die Farbe zum Aufbringen durch Siebdruck zusammengesetzt ist, enthält sie gewöhnlich einen verhältnismäßig hohen Anteil an Pigment, das in der größeren angewendeten Bilddicke vorhanden ist.

Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.

Beispiel 1

Auf eine Polyäthylenterephthalatträgerfolie von 0,0076 cm Dicke wird ein Gesamtüberzug aus einem harten Acrylharz durch Tiefdruck auf den Träger von folgender Zusammensetzung aufgebracht:
Hartes Acrylharz, thermoplastisches Polymer, bestehend aus Acrylsäure-Methycrylsäureester in Form einer 30%igen Lösung
in Äthylenglykolmonoäthylätheracetat . . 55%
Äthylenglykolmonoäthylätheracetat und/
oder Äthylenglykolmonoäthyläther .... 45%

Es werden dann auf den so erhaltenen getrockneten Acrylharzüberzug Bilder in Farbe der folgenden Zusammensetzung:
Methylmethacrylat-Butylmethacrylat-

copolymer 23%

Acrylharz (wie oben) 25%

Äthylenglykolmonoisopropylätheracetat . 28%

Toluol 9%

Pigment 15%

aufgedruckt und die Farbe wird dann getrocknet.

Das gedruckte Produkt wird in Streifenform geschlitzt oder geschnitten, so daß es aufeinanderfolgende gedruckte Bilder längs der Länge des Bandes trägt.

Es wird dazu benutzt, die Bilder auf Gegenstände aufzubringen, die aus einem weichen Vinylharz nach einer Technik gemacht sind, bei der jedes Bild unter leichtem Druck durch Anwendung eines erhitzten Stempels oder einer erhitzten Prägeplatte aufgebracht wird. Die optimale Temperatur des Stempels oder der Prägeplatte hängt von der Geschwindigkeit ab, mit welcher die Übertragungen ausgeführt werden sollen und liegt im allgemeinen in dem Bereich von 120 bis 200^c C.

Es wurde gefunden, daß die Bilder sofort auf die j Gegenstände aus weichem Vinylharz übertragen wurden und daß der Trägerfilm sofort abgestreift werden konnte, nachdem die Übertragung ausgeführt worden war, ohne daß man auf die Abkühlung des Wärmeübertragungsmaterials zu warten braucht. Die Bilder ίο übertrugen sich klar und in ungebrochenem Zustand, hafteten fest an den Vinylharzunterlagen und wurden gegen Abrieb durch die Gegenwart piner dünnen Schicht von hartem Acrylharz geschützt, welche das Bild auf der Unterlage bedeckte.

Beispiel 2

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der harte Acrylüberzug aus einer Zusammensetzung aus:

2n thermoplastischem Polymer aus Acrylsäure-Methacrylsäureester: J'0% Feststoffe 17 %

Äthylenglykolmonoäthyläther 83%

aufgebracht wurde.

^Jl Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 oder 2 wurde befolgt, wobei jedoch eine Seidensiebdruckfarbe der folgenden Zusammensetzung

j_(l Titandioxyd 30,0%

Polyvinylharz I (Polyvinylchloridacetat
Bezeichnung VYHH, vertrieben von der

Bakelite Ltd.) 6,3%

Polyvinylharz II (Polyvinylchloridacetat,

j- Bezeichnung VYHD, vertrieben von der

Bakelite Ltd.) 6,1%

Polyvinylharz III (Methylmethacrylat-

Butylmethacrylatcopolymer) 11,4%

Acrylharz (wie vorstehend angegeben) . . 8,4%

₄„ Äthylenglykolmonoisopropylätheracetat . 37,8%.

Es wurde gefunden, daß die so formulierte Farbe stark an einer Vielzahl von Unterlagen aus thermoplastischem Harz haftete, wenn sie nach der in Beispiel 1 angegebenen Arbeitsweise aufgebracht wurde. ·»"> z. B. Polystyrol, biegsamen und starren Polyvinylchloriden, flexiblen und starren Polyvinylchloriden, Acrylharzen, Celluloseacetat, Polycarbonat, Styrol-Acrylonitrilcopolymere und Acrylsäure-Butadien-Styrolterpolymere.

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeübertragungsmaterial mit einem Film- oder Folienträger und einem Bild aus einer ein thermoplastisches Harzmateria! enthaltenden Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Polyethylenterephthalat besteht und eine an ihm anhaftende thermoplastische Schicht aus einem Acrylharz aufweist, wobei diese Schicht nicht pigmentiert ist oder höchstens nur einen niedrigen Pigmentgehalt besitzt und das Acrylharz eine klare Filmhärte auf der Tukon-Skala von wenigsten 18 nach einer Ofenbehandlung bei 82° C während 30 Minuten oder eine Bleistifthärte nach einer Ofenbehandlung bei 82° C während 30 Minuten von wenigstens 2 H hat, und das Bild aus Druckfarbe an der Acrylharzschicht anhaftet.

2. Wärmeübertragungsmaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharz aus Polymeren von Acrylsäure- und Methacrylsäureestern oder Copolymeren von solchen Estern oder entsprechenden Säuren mit anderen damit copolymerisierbaren Monomeren ausgewählt ist.

3. Wärmeübertragungsmaterial nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharz aus einem Acrylsäure-Methacrylsäureesterharz mit einer Tukon-Härte von 21 bis 22 besteht.

4. Wärmeübertragungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe auf der Basis eines thermoplastischen, harzartigen Materials, bestehend aus Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylbutyral und Polystyrol, gebildet ist.

5. Wärmeübertragungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe auf der Basis eines Polyalkylmethacrylats von niedrigerem Molekulargewicht als demjenigen des für die Acrylhiirzschicht verwendeten Polyalkylmethacrylats gebildet ist.

6. Verfahren zum Übertragen von Bildern auf eine Aufnahmeoberfläche unter Verwendung eines Wärmeübertragungsmateriials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche die Druckfarbenbildseite aufbringt, Druck bei einer Temperatur von 120 bis 200° C anwendet und den Träger aus Folie oder Film abstreift.