DE1276848B - UEberzugsmittel zur Herstellung von fuer bilderzeugendes Material haftungsvermittelnden Zwischenschichten auf glattem Kunststoff - Google Patents

Description

• überzugsmittel zur Herstellung von für bilderzeugendes Material haftungsvermittelnden Zwischenschichten auf glattem Kunststoff Die Erfindung betrifft eine neuartige Verwendung von überzugsmitteln, die aus Dispersionen von in flüchtigen Lösungsmitteln löslichen Filmbildnern und Lösungsmittel dafür bestehen, um bilderzeugendes Material mit der Oberfläche von im wesentlichen undurchlässigen glatten Kunststoffgegenständen zu verbinden, ohne daß die Kunststoffoberfläche dabei verändert und der beabsichtigte Verwendungszweck verhindert oder beeinträchtigt wird.
• Solche zu beschriftenden Kunststoffgegenstände befinden sich in verschiedenen Formen im Handel, z. B. als durchscheinende, durchsichtige oder undurchsichtige Bögen, Filme und Schichtstoffe, in welchen mindestens die freiliegende Oberfläche aus dem Kunststoff besteht, Einpackpapier, Etiketten, photographische Negative, Kinofilme, Aufnahmebänder, Röhren, Drahtisolierungen usw.
• Dieser Kunststoff besteht z. B. aus Polyesterverbindungen, wie Polyäthylenterephthalat, verschiedenen Vinylharzen und Celluloseacetat.
• Es wurden bereits Versuche unternommen, um die Oberflächen solcher Gegenstände zu beschriften, z. B. mit einer Schreibmaschine. Obwohl dabei das bilderzeugende Material von einem üblichen Farbband unter dem Schreibdruck bis zu einem gewissen Grad auf die Kunststoffoberflächen übertragen wurden, traten doch verschiedene Schwierigkeiten auf. Die hauptsächliche Schwierigkeit liegt darin, daß die Bindung zwischen der Aufnahmefläche des Kunststoffs und dem bilderzeugenden Material in der Regel nur so gering ist, daß das Bild verhältnismäßig leicht bei der üblichen Handhabung wieder abgerieben wird, da der glatte, harte, für druckübertragbare Farbzusammensetzungen undurchlässige Kunststoff eine Adsorption oder eine Verankerung des bilderzeugenden Materials in oder auf dem Kunststoff verhindert.
• Es wurden bereits viele Versuche zur Überwindung dieser Schwierigkeiten unternommen, indem man z. B. die Oberfläche aufrauhte, um so eine die Bindung zwischen dem bilderzeugenden Material und der Oberfläche verbessernde Unebenheit zu schaffen. Eine solche Aufrauhung veränderte jedoch das Aussehen des Kunststoffmaterials und machte es in einigen Fällen für die beabsichtigte Verwendung völlig unbrauchbar. Wenn nämlich z. B. der Kunststoff als durchsichtiges Einwickelpapier verwendet werden soll, würde eine solche Aufrauhung diese Durchsichtigkeit beeinträchtigen.
• Ein anderer Versuch zur Verbesserung der Bindung bestand darin, das Bindemittel der zu übertragenden Druckerfarbe an der Kunststoffoberfläche haftender zu machen. Zu diesem Zweck gab man als wesentlichen Bestandteil einen filmbildenden Kunststoff zu, welcher durch Einbringung eines Weichmachers physikalisch so modifiziert wurde, daß das Material zerbrechlich wurde und sich unter der Einwirkung eines Schreibdrucks von der flexiblen Unterlage des Farbübertragungselements leicht trennte und auf ein Aufnahmemedium übertrug. Obwohl dies den Übergang der Beschriftung auf den Kunststoff erleichterte und eine bessere Bindung ergab, hielt diese Bindung jedoch auch nicht eine längere Handhabung aus.
• Die vorstehenden Nachteile werden nun vermieden, wenn man eine haftungsvermittelnde Zwischenschicht auf die zu beschriftende, glatte Kunststoffoberfläche aufbringt und erfindungsgemäß zu diesem Zweck ein überzugsmittel verwendet, das aus einem filmbildenden Celluloseäther und einem flüssigen Medium besteht; das Medium wiederum besteht aus zwei wechselseitig dispergierbaren flüchtigen Fraktionen, wovon die den überwiegenden Gewichtsanteil bildende Fraktion ein Lösungsmittel für den Celluloseäther darstellt und eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit besitzt und die den kleineren Gewichtsanteil bildende Fraktion im wesentlichen kein Lösungsmittel für den Celluloseäther bildet und eine wesentlich geringere Verdampfungsgeschwindigkeit wie die erste besitzt.
• Ein erfindungsgemäß bevorzugter Celluloseäther ist z. B. wasserunlösliche Äthylcellulose mit dem handelsüblichen Reinheitsgrad. Der Celluloseäther wird in dem aus mindestens zwei verschiedenen Flüssigkeiten bestehenden flüssigen Medium suspendiert, wovon die eine Flüssigkeit ein Lösungsmittel für die Äthylcellulose und die andere im wesentlichen kein Lösungsmittel dafür bei gewöhnlichen Betriebsbedingungen und -temperaturen darstellt. Die verwendeten Flüssigkeiten müssen miteinander mischbar sein oder mindestens eine stabile, homogene Dispersion oder Mischung ergeben können, so daß sie durch die ganze überzugsmasse gut und gleichmäßig verteilt sind. Der verwendete Ausdruck »Dispersion« besitzt hier eine sehr weite Bedeutung und umfaßt sowohl Lösungen der direkten Art, wie sie ganz allgemein Lösungsmittel ergeben, als auch stabile Emulsionen der fraglichen Flüssigkeiten, und der Ausdruck »wechselseitig dispergierbar« bezeichne die Fähigkeit einer oder mehrerer der Flüssigkeiten mit den übrigen solche Dispersionen zu bilden. Auch sollen die Flüssigkeiten soweit flüchtig sein, daß sie aus dem gegossenen Überzug durch Verdampfen ausgetrieben werden können, wobei die das Lösungsmittel darstellende Flüssigkeit, in der Regel ein organisches Lösungsmittel, im Verhältnis zu der kein Lösungsmittel darstellenden Flüssigkeit, die in der Regel Wasser ist, eine wesentlich höhere Verdampfungsgeschwindigkeit aufweist.
• Zweckmäßig sind die Verdampfungsgeschwindigkeiten des Lösungsmittels und des Nichtlösungsmittels so verschieden wie möglich. Bei Durchführung der Erfindung hat sich gezeigt, daß einige der rascher verdampfenden Lösungsmittel nicht immer das Bindemittel mit einer für überzugszwecke ausreichenden Geschwindigkeit lösen. Unter diesen Umständen gibt man zweckmäßig dem rasch verdampfenden Lösungsmittel ein Lösungsmittel mit geringerer Verdampfungsgeschwindigkeit zu, welches ebenfalls mit dem Wasser mischbar oder wechselseitig dispergierbar ist, jedoch die schnellere Lösung des Bindemittels unterstützt.
• Nachstehend wird eine beispielsweise Zusammensetzung einer derzeit bevorzugten, erfindungsgemäß zu verwendenden überzugszusammensetzung wiedergegeben: Äthylcellulose . . . . . . . . . . 9 g Xylol . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 g Äthylalkohol . . . . . . . . . . . 16 g Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . 15 g Die angegebenen Mengenverhältnisse dienen lediglich der Erläuterung und sind nicht beschränkend. So kann z. B. die Menge der Äthylcellulose und der Anteil des Nichtlösungsmittels (Wasser) zwischen 5 und 20 Teilen variieren, je nachdem, ob man einen durchscheinenden oder einen durchsichtigen Film auf dem Kunststoffmaterial erzeugen will. Ganz allgemein wird ein durchscheinender Fiten dann erwünscht sein, wenn der darunter befindliche Kunststoff das Aussehen und die Eigenschaften bewahren soll, die für seinen ursprünglich beabsichtigten Verwendungszweck gewünscht waren. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung und insbesondere bei Verwendung eines Celluloseäthers als Grundlage für den den Überzug ergebenden Kunststoff sind die in der vorstehenden Tabelle angegebenen Anteile von Lösungsmittel und Nichtlösungsmittel, d. h. ein Gewichts- oder Volumverhältnis von etwa 5:1, am wirksamsten. Man kann auch mit den erfindungsgemäß gegossenen Überzugsfilmen die Durchsichtigkeit eines durchscheinenden Kunststoffmaterials erhöhen, indem man dessen Hohlräume mit der Überzugsmasse ausfüllt, wodurch die Brechung der Lichtstrahlen, welche das durchscheinende Aussehen verursacht, herabgesetzt wird.
• Die vorstehende Zusammensetzung kann gegebenenfalls noch einen geringen Prozentsatz eines Weichmachers enthalten, je nach der gewünschten Flexibilität und - Verarbeitbarkeit. -Die vorstehend angegebenen Mischungsbestandteile werden gründlich gemischt, z. B. in einer Kugelmühle. Die erhaltene Paste bildet eine milchige Emulsion und wird in. Form eines dünnen, gleichmäßigen Überzugs auf der Oberfläche des zu beschriftenden Kunststoffgegenstands ausgebreitet, worauf man ihn durch Verdampfung der flüssigen Bestandteile trocknen läßt. Die Emulsion bildet nach dem Trocknen einen nichtklebrigen, harten, farblosen, durchscheinenden Film, der mit anderen Gegenständen und mit oberflächengleicher Zusammensetzung in Berührung gebracht werden kann, ohne die Neigung, daran zu haften oder zu kleben.
• Die Wirkungsweise einer Mischung dieser Art ist nicht ganz klar, man darf jedoch annehmen, daß die feste Matrix, im vorhergehenden Beispiel Äthylcellulose, durch Lösung in dem Lösungsmittel die mischbare, jedoch kein Lösungsmittel darstellende Flüssigkeit gründlich in sich selbst verteilt enthält. Wenn der Überzug zu trocknen beginnt, läßt das Lösungsmittel, indem es rascher verdampft, die unendlich kleinen Wasserteilchen in dem teilweise erstarrten Bindemittel zurück. Mit fortschreitender Verdampfung verliert das Bindemittel die Hauptmenge des Lösungsmittels und auch das meiste .der Teilchen des Nichtlösungsmittels, so daß es eine schwammartige, lose verknüpfte, honigwabenartige Struktur annimmt, wobei die Hohlräume eine diskontinuierliche Phase in dem gegossenen Film bilden.
• Der Film unterscheidet sich in seinen physikalischen Eigenschaften wesentlich von einem gewöhnlichen Lacküberzug. Wenn ein handelsüblicher Kunststoffgegenstand, der einen vorstehend beschriebenen Überzug trägt, mit einem von einem Farbübertragungselement, welches einen Kunststoff und/oder einen Weichmacher enthält, z. B. einem Schreibmaschinenband, erhaltenen Bild beschrieben wird, so wird das Bild leicht auf den Überzug übertragen und mit dessen Oberfläche so stark verbunden, daß es praktisch nicht mehr weggerieben werden kann.
• Soweit man heute weiß, ergeben die erfindungsgemäßen Überzüge mit einigen bilderzeugenden Stoffen eine bessere Molekularbindung, während sie für andere ein größeres Adsorptionsvermögen aufzuweisen scheinen. Wenn z. B. Farbübertragungselemente, die einen flexiblen Polyterephthalatträger und eine goldhaltige Farbübertragungsschicht besitzen, die im wesentlichen aus einem modifizierten Harzbindemittel, welches das Gold festhält, besteht, in Berührung mit dem erfindungsgemäß hergestellten Überzug beschriftet werden, so löst sich das Farbmaterial leicht von seinem flexiblen Träger los und verbindet sich bleibend mit dem erfindungsgemäß überzogenen Kunststoffbogen. Diese bleibende Verbindung ist offenbar auf die Anziehungskräfte des Überzugs für das in dem Farbmaterial verwendete, normalerweise zusammenhängende Bindemittel und somit auf eine bessere Molekularbindung zurückzuführen.
• Wenn hingegen ein gewöhnliches Schreibmaschinenband das bilderzeugende Material liefert, so beruht die erzielte Bindung an dem erfindungsgemäß hergestellten Überzug offensichtlich auf dem Adsorptionsvermögen der überzugsmasse. Dieses Adsorptionsvermögen ist offenbar auf die lose verknüpfte, honigwabenartige Struktur des gegossenen Films zurückzuführen, welche die Bestandteile der übertragbaren Druckerfarbe weiter in den Überzug eindringen läßt, als dies bei einer unbehandelten, normalerweise nicht adsorptionsfähigen Oberfläche der üblichen Kunststoffgegenstände möglich wäre.
• Die erfindungsgemäße Verwendung der überzugsmittel kann entweder beim Hersteller des Kunststoffgegenstands oder beim Endverbraucher erfolgen, indem man sie einfach aufbürstet. Der Endverbraucher des Kunststoffgegenstands, z. B. einer Kunststoffröhre, von Kunststoffeinwickelpapier oder Kunststoffolien, kann die Überzüge leicht aufbringen, da zum Aufbürsten weder eine kostspielige Einrichtung erforderlich ist noch es einer besonderen Übung bedarf. Der Überzug trocknet und härtet unter Bildung eines Films aus, der für gewöhnlich durchsichtig ist und die Eigenschaften des darunter befindlichen Kunststoffgegenstands nicht beeinfiußt.
• Der Kunststoffgegenstand mit der darauf befindlichen Schicht kann dann mit der gewünschten Beschriftung mittels eines Schreibinstruments, z. B. einer Schreibmaschine, beschriftet werden, wobei man als bilderzeugendes, zu übertragendes Material Druckerfarben nimmt, welche als Träger für den Farbstoff einen Weichmacher oder einen Kunststoff enthalten. Wie bereits gesagt, ist der Überzug für die Bestandteile der Druckerfarbe durchlässiger, weshalb ein darauf aufgebrachtes Bild wesentlich fester gebunden und mit dem Überzug verankert wird und einen beträchtlichen Abrieb aushält, ohne dadurch merklich beschädigt zu werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verwendung von überzugsmitteln aus einem filmbildenden Celluloseäther und einem flüssigen Medium, das aus zwei wechselseitig dispergierbaren flüchtigen Fraktionen besteht, wovon die den überwiegenden Gewichtsanteil bildende Fraktion ein Lösungsmittel für den Celluloseäther darstellt und eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit besitzt und die den kleineren Gewichtsanteil bildende Fraktion im wesentlichen kein Lösungsmittel für den Celluloseäther bildet und eine wesentlich geringere Verdampfungsgeschwindigkeit wie die erste besitzt, zur Herstellung von für bilderzeugendes Material haftungsvermittelnden Zwischenschichten auf glattem Kunststoff.
2. 2. Verwendung von überzugsmitteln mit Äthylcellulose als filmbildendem Celluloseäther nach Anspruch 1.
3. 3. Verwendung von überzugsmitteln mit einem niedrigen aliphatischen Alkohol als Lösungsmittel für die Athylcellulose nach Anspruch 2.
4. 4. Verwendung von überzugsmitteln mit Wasser als Nichtlöser für die Äthylcellulose nach Anspruch 2. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1067 771; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1739 219; britische Patentschrift Nr. 750 605; USA.-Patentschrift Nr. 2 350161.