DE2121205A1

DE2121205A1 - Wärmeübertragungsmaterial

Info

Publication number: DE2121205A1
Application number: DE19712121205
Authority: DE
Inventors: Raymond Mills; Neaves Eric Henry Francis; Phillips Leslie John; London. B44c 1-22 Arnold
Original assignee: Letraset Ltd., London
Priority date: 1970-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1971-11-11
Also published as: CH553672A; DE2121205B2; JPS505091B1; FR2090778A5; CA932151A; BE766433A; GB1290403A; NL7105825A

Description

FATENTAUWXLTC

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT 2121205

MDNCHEN HAMBURG

telefon: 555476 8000 MONCHen 15, 29» April 1971

TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

W. 4o 452/71 7/RS

Letraset Limited
Lond on (England)

Wärmeübertragungsmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf durch Wärme aktivierbare Übertragungsmaterialien, im Nachstehenden kurz als "Wärmeübertragungsmaterialien" bezeichnet.

Grundsätzlich umfaßt ein Wärmeübertragungsmaterial ein blatt- oder bahnenförmiges Unterlagematerial (Träger) und eine Schicht oder ein Bild auf dem Träger, das von dem Träger auf eine Aufnahmeoberfläche unter der Wirkung von Wärme,im allgemeinen mit nur leichtem Druck, übertragbar ist. Eine gewöhnlich angenommene Porm von Wärmeübertragungsmaterial ist eine solche, bei der die übertragbare Schicht oder das Bild in einem thermoplastischen Material gebildet ist. Die Wirkung der Wärme besteht darin,

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daß die übertragbare Schicht oder das übertragbare Bild erweicht wird, so daß es adhesiv wird und an der Aufnahmeoberfläche klebt. Im allgemeinen ist es notwendig, das ganze V/ärmeübertragungsmaterial an der Aufnahmeoberfläche kleben zu lassen, bis.es sich abkühlt, d.h. bis das thermoplastische Material wieder erhärtet. Unter der Voraussetzung, daß die Bindung zwischen dem Träger und dem wieder verfestigten thermoplastischen Mate-_ rial geringer ist als die Bindung zwischen dem thermoplastischen Material und der Aufnahmeoberfläche kann der Träger aufgestreift werden_$ wobei die übertragene Schicht oder das Bild auf dem Aufnahmekörper haften bleibt.

Da im allgemeinen eine Kühlstufe eingeschlossen werden muß, ist die -vorstehende Art von Y/ärine üb er tragung smaterial nicht für Systeme mit hoher Geschwindigkeit geeignet, wo Bilder auf eine Reihe von Gegenständen, die nacheinander an einer Station sum Aufbringen eines Wärmeübertragungsmaterials ankommen₈ übertragen werden sollen, da die erforderliche Zeit zum Abkühlen des V/ärmeübertragungsmaterials dazu führt, daß der ganze Arbeitsvorgang verlangsamt wird und/oder daß die Vorrichtung in unzulässiger Weise kompliziert gemacht wird» Dies ist besonders so, wenn das verwendete System erfordert, daß der Träger sofort abgestreift werden soll, nachdem die Wärme angewendet worden ist, z.B. auf umlaufenden Systemen, die mit einem Trägerband arbeiten, das aufeinanderfolgende übertragbare Bilder längs des Bandes hat»

Geeignete thermoplastische Materialien, die bei '.7ärmeübertragungsmaterialien der obengenannten Art verwendet werden, sind z.B. Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylate und Polyvinylbutyrale»

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Da der Träger von dem thermoplastischen Material der übertragbaren Schicht (wenigstens, wenn diese kalt ist) abstreifbar sein muß, ist es wichtig, daß sie während des ErhitzungsVorgangs sich nicht miteinander verbinden. Es ist demgemäß unerwünscht, einen Träger anzuwenden, der selbst ein leicht thermoplastifizierbares Material ist, da der Erhitzungsvorgang 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 Trennoberflä- ™ ehe ("release" surface) versehen worden, d.h. einer Oberfläche, von der die übertragbare Schicht leicht freigegeben werden kann.

Es ist als Alternative für das vorstehend geschilderte System vorgeschlagen worden, ein Y/ärmeübertragungsmaterial zu schaffen, das einen Träger umfaßt, der aus Papier, Film bzw. Folie oder aus einem Schichtstoff aus Film bzw. Folie und Papier besteht, wobei dieser Träger frei von irgendeiner aufgebrachten Oberflächentrennschicht ist und von diesem Träger bedeckt eine Schicht oder ein gedrucktes Bild eines übertragbaren Materials aufweist, m das ein thermoplastisches harzartiges Material und ein Yiachs umfaßt, wobei jegliches Film- oder Folienmaterial, das in dem Träger vorhanden ist oder diesen darstellt,-wenn es thermoplastisch ist, eine höhere Erweichungstemperatur hat als die Erweichungstemperatur des Harzes des Übertragungsmaterials 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

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aufgebracht und aus Polystyrol, hydriertem Eizinusölwachs (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 Wachses 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 Tiefdruckoder Flexodruckverfahren, ungeeignet macht, bei denen eine frei fließende Farbe (die vorzugsweise so nahe wie möglich Eigenschaften eines Newton'sehen Flusses zeigt) notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Wärme Übertragungsmaterialien, die durch Tiefdruck-, Flexodruck- und ähnliche Verfahren hergestellt werden können, die jedoch nichtsdestoweniger 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.

Es ist gefunden worden, daß, während eine nichtpigmentierte Schicht von hartem Acrylharz (Acrylsäureharz) fest an einer Polyäthylenterephthalatfilmunterlage bei gewöhnlichen Temperaturen haftet, die Haftung bei erhöhten Temperaturen, z.B. bei einer Temperatur zwischen loo und 2oo°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 zweckmäßig, das Acrylharz als Basis für eine pigmentierte Druckfarbe, die auf die PoIyäthylenterephthalatunterlage gedruckt werden soll, zu verwenden. Die Erfindung macht von den vorstehend ge-

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schilderten experimentellen Beobachtungen Gebrauch.

Gemäß der Erfindung ist ein Wärmeübertragungsmaterial vorgesehen, das einen Film-oder Folienträger aus Polyäthylenterephthalat, einer thermoplastischen Schicht aus hartem Acrylharz, die daran anhaftet, wobei diese Schicht nicht pigmentiert ist und höchstens nur einen geringen Pigmentgehalt enthält, und ein Bild in Druckfarbe an der genannten Acrylharzschicht anhaftend aufweist, wobei die Druckfarbe ein thermoplastisches, harz- { artiges Material umfaßt.

Der Ausdruck "hartes Acrylharz" bedeutet ein Acrylharz mit einer klaren Filmhärte auf der Tukon-Skala von wenigstens 18 nach einer Ofenbehandlung bei 82⁰C (18o°F) während 3o Minuten oder einer Bleistifthärte von wenigstens 2H. In dem vorliegenden Zusammenhang sind sämtliche Teile, Verhältnisse und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.

Wenn man das genannte Wärmeübertragungsmaterxal auf eine geeignete Aufnahmeoberfläche unter der Wirkung von Wärme und mildem Druck aufbringt, erweicht das Farbbild i und haftet an der Aufnahmeoberfläche, und die Bindung ™

zwischen dem Acrylharz und dem Polyäthylenterephthalatträgerfilm wird herabgesetzt oder gebrochen, so daß der Trägerfilm abgeschält werden kann, ohne daß man auf die Abkühlung der Anordnung warten muß. Da das Acrylharz an dem Farbbild haften bleibt, liefert es auf der Aufnahmeoberfläche einen harten Überzug, der dazu dient, das übertragene Bild gegen Beschädigung zu schützen.

Der Trägerfilm kann ein im Handel zur Verfügung stehender Polyäthylentorephthalatfilm sein,(wie er unter den Bezeichnungen 1,ELIHEX oder IiYLAR vertrieben wird).

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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 Methacrylsäureester 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 4o gew.^igen Lösung in Äthylenglykolmonoäthylätheracetat) unter der Bezeichnung PARALOID A (hergestellt von Rohm und Haas Co.) vertrieben wird. Das genannte Harz wird als PARALOID A 11 vertrieben und ist ein thermoplastisches Acrylsäure-Methacrylsäure-Esterharz mit einem Tukon-Härtewert von 21 bis 22. Ein ähnliches Harz wird als NEOCRYL B7o2 durch die Polyvinyl Chemie Holland N. V. vertrieben.

Die verwendete Farbe hat als Basis ein thermoplastisches harzartiges Material, wie z.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 Acrylharzechicht hat. Ein geeignetes Lösungsmittelgemisch ist ein solches, das aus drei Teilen Athylenglykolmonoäthyläther 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.

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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 aich im allgemeinen als gleichmäßige Schicht über dem gesamten Trägerfilm. Ihr

Überzugsgewicht kann z.B. o,5 bis 2 g/m betragen, wobei

ihr Überzugsgewicht von 0,8 bis 1,2 g/m besonders geeignet ist. Sie ist nicht pigmentiert _t 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 zusainnengesetzt 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 o,oo76 cm (0,003 inch) Dicke wird ein Gesamtüberzug aus einem harten Acrylharz durch Tiefdruck auf den Träger von folgender ZusammenSetzung aufgebracht:

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Hartes Acrylharz, thermoplastisches Polymer, bestehend aus Acrylsäure-Methacrylsäure ester in Form einer 3o$igen Lösung in Äthylenglykolmonoäthylätheracetat (Paraloid A lo) 55 i°

Äthylenglykolmonoäthylätheracetat

und/oder Äthyleng lykolmonoäthy läther 45 i°

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

Methylmethacrylat-Butylmethacrylat-

copolymer (Vinalak 562o) 23 fo

Acrylharz (Paraloid A Io - vgl. oben) 25 i°

Äthylenglykolmonoisopropylätheracetat ....... 28 $

Toluol 9 io

Pigment 15 $

aufgedruckt und die Farbe wird dann getrocknet.

Das gedruckte Produkt wird in Streifenform geschnitzt 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 v/ird. 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 Be-

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reich, von 12o bis 2oo°C.

Es wurde gefunden, daß die Bilder sofort auf die 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 übertrugen sich klar und in ungebrochenem Zustand, hafteten fest an den Vinylharzunterlagen und wurden gegen Abrieb durch die Gegenwart | einer 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:

thermoplastischem Polymer aus Acrylsäure-Methacrylsäureester: loo$ Feststoffe

(Paraloid A 11) 17 $ j

Äthylenglykolmonoäthyläther 83 %

aufgebracht wurde.

Beispiel 3

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

Titandioxyd 3o, ο $>

Polyvin^lharz I (Polyvinylchloridacetat, Bezeichnung VYHH, vertrieben von der Bakelite

Ltd.) 6,3 %

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Polyvinylharz II (Polyvinylchloridacetat, Bezeichnung VYHD, vertrieben von der Bakelite ltd.) 6,1 i<>

Polyvinylharz III (Methylmethaerylat-Butylmethacrylatcopolymer, vertrieben unter der Bezeichnung VIiIALAK 625o) 11,4 i°

Acrylharz (Paraloid A Io - vgl. oben) 8,4 $

Äthylenglykolmonoisopropylätheracetat 37,8 fo.

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-StyroIterpolymere.

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Claims

Patentansprüche

Wärmeübertragungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Träger aus Polyäthylenterephthalatfolie oder -film, eine thermoplastische Schicht aus einem daran anhaftenden Acrylharz, wobei diese Schicht nicht pigmentiert ist, oder höchstens nur einen niedrigen Pigmentgehalt aufweist und das Acrylharz eine klare Fiimhärte auf der Tukon-Skala von wenigstens 18 nach einer Ofenbehandlung bei 82⁰C während 3o Minuten oder ä

eine Bleistifthärte nach einer Ofenbehandlung bei 82⁰C während 3ο Minuten von wenigstens 2H hat, und ein Bild in einer an der genannten Acrylharzschicht anhaftenden Druckfarbe aufweist, wobei die Druckfarbe ein thermoplastisches Harzmaterial umfaßt.
2. Wärmeübertragungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharz aus Polymeren von Acrylsäure- und Methacrylsäureestern oder Copolymeren von solchen Estern oder entsprechenden Säuren mit anderen damit copolymerislerbaren Monomeren ausgewählt ist.
3. Wärmeübertragungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylharz aus einem Acrylsäure-IJethacrylsäureesterharz mit einer Tukon-Härte von 21 bis 22 besteht.
4. 7/ärmeübertragungsmaterial 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.

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5. Wärmeübertragungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe auf der Basis eines Polyalkylmethacrylats von niedrigerem Molekulargewicht· als demjenigen des für die Acrylharzechicht
verwendeten Polyalkylmethacrylats gebildet ist.
6. Verfahren zum Übertragen von Bildern auf eine Aufnahmeoberflache, dadurch gekennzeichnet, daß man
auf die Oberfläche die Druckfarbenbildseite eines Wärmeübertragungsmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufbringt, Druck bei einer Temperatur von 12o bis 2oo°C anwendet und den Träger aus Folie oder Mim abstreift.

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