DE60123820T2

DE60123820T2 - Wärmeübertragungspapier mit abziehbarer folie und diskontinuierlichen beschichtungen

Info

Publication number: DE60123820T2
Application number: DE2001623820
Authority: DE
Inventors: J. Frank Woodstock KRONZER
Original assignee: Neenah Paper Inc
Current assignee: Neenah Inc
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: MXPA03003643A; AU2002245056A1; EP1330365B1; WO2002055311A2; CA2426133C; ES2273914T3; BR0115064A; EP1330365A2; US7238410B2; US20020081420A1; US20070221317A1; JP2004519353A; US7604856B2; DE60123820D1; WO2002055311A3; JP4033771B2; CA2426133A1; ATE342172T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Wärmeübertragungsmaterialien und Verfahren der Übertragungsbeschichtung durch Wärmeübertragungsmaterialien.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren hat sich eine bedeutende Industrie entwickelt, bei der die Anwendung von durch Kunden ausgewählten Entwürfen, Nachrichten, Illustrationen und dergleichen (im Folgenden zusammenfassend als „vom Kunden ausgewählte Grafik" bezeichnet) auf Bekleidungsgegenständen, wie T-Shirts, Sweatshirts und dergleichen, einbezogen wird. Diese vom Kunden ausgewählte Grafik sind typischerweise handelsüblich erhältliche Produkte, die für einen speziellen Endverbrauch zugeschnitten sind und auf ein Ablöse- oder Abziehbilderpapier gedruckt werden. Diese grafischen Darstellungen werden mittels Wärme und Druck auf den Bekleidungsgegenstand übertragen, wonach anschließend das Ablöse- oder Abziehbilderpapier entfernt wird.
Wärmeabziehbilderpapiere mit einer verbesserten Aufnahmefähigkeit für Bilder, die durch Zeichenstifte auf Wachsbasis, Thermodruckerbänder, Tintenstrahldrucker, Anschlagsband- oder Punktmatrixdrucker hergestellt werden, sind an sich bekannt. Typisch ist, dass ein Wärmeübertragungsmaterial ein zellulosehaltiges Trägerblatt und einen Bild aufnehmenden Überzug auf einer Oberfläche des Trägerblattes aufweist. Der Bild aufnehmende Überzug enthält normalerweise sowohl eine oder mehrere, dünne Schichten bildende, polymere Bindemittel als auch andere Beimischungen zur Verbesserung der Übertragbarkeit und Druckfähigkeit des Überzugs. Andere Wärmeübertragungsmaterialien weisen ein zellulosehaltiges Trägerblatt und einen Bild aufnehmenden Überzug auf, wobei der Bild aufnehmende Überzug durch Schmelzextrusion oder durch Laminierung einer dünnen Schicht auf das Trägerblatt gebildet wird. Die Oberfläche des Überzugs oder der dünnen Schicht kann anschließend aufgeraut werden, indem das beschichtete Trägerblatt zum Beispiel durch eine Prägewalze hindurchgeführt wird.
Viel Aufwand wurde darauf gerichtet, die Übertragbarkeit eines Bild tragenden Laminats (Überzug) auf einem Substrat allgemein zu verbessern. Zum Beispiel wurde in dem US-Patent Nr. 5 798 179 ein verbessertes, kalt abziehbares Wärmeübertragungsmaterial beschrieben, das eine Entfernung des Trägerblatts unmittelbar nach Übertragung des Bild tragenden Laminats („heiß abziehbares Wärmeübertragungsmaterial") oder eine gewisse Zeit danach, wenn sich das Laminat abgekühlt hat („kalt abziehbares Wärmeübertragungsmaterial"), zulässt. Außerdem wurde zusätzlicher Aufwand auf die Verbesserung von Risswiderstand und Waschbarkeit des übertragenen Laminats gerichtet. Das übertragene Laminat muss mehreren Waschzyklen und normalem „Verschleiß" standhalten können, ohne zu reißen oder auszubleichen.
Bei dem Versuch, die Gesamtqualität des übertragenen Laminats und des dieses enthaltenden Bekleidungsgegenstands zu verbessern, sind verschiedene Verfahren eingesetzt worden. Zum Beispiel wurden den Überzügen von Wärmeübertragungsmaterialien Weichmacher und Beschichtungsbeimengungen hinzu gegeben, um Risswiderstand und Waschbarkeit von Bild tragenden Laminaten auf Bekleidungsgegenständen zu verbessern. Jedoch setzt sich das Reißen und Ausbleichen des übertragenen Bild tragenden Überzugs als Problem auf dem Gebiet von Wärmeübertragungsüberzügen fort.
Eines der Probleme bei herkömmlichen Wärmeübertragungsmaterialien tritt auf, wenn versucht wird, Materialien auf einen dunklen Träger zu übertragen. Beim Übertragen eines Materials auf einen dunklen Träger wird oft ein undurchsichtiger, leicht gefärbter oder weißer Hintergrund benötigt. Wenn normale Wärmeübertragungsmaterialien und Verfahren eingesetzt werden, gehen Lichtdurchlässigkeit und Helligkeit verloren. Die Bilder der Schicht, auf die sie gedruckt wurden, sehen verwaschen aus, weil das Bild entweder in die undurchsichtige Schicht oder den Stoff eindringt. Ein weiteres Problem bei normalen Wärmeübertragungsmaterialien tritt mit dem Reißen des Bildes nach einer Übertragung des Bildes auf. Dieses Reißen ergibt sich nach dem normalen Waschen des Trägers und gedruckten Bildes aufgrund einer normalen Dehnung des Stoffs, da die Bildschicht eine durchgehende dünne Schicht auf der Oberfläche eines biegbaren, dehnbaren Stoffs ist.
Was an sich gebraucht wird, ist ein Wärmeübertragungsmaterial, welches auf dunkles Material übertragen werden kann, während Helligkeit und geringfügiges Ausbleichen auch nach ausgedehntem Waschen beibehalten werden. Wenn ein weißer oder leicht gefärbter, undurchsichtiger Überzug im Wärmeübertragungsmaterial verwendet wird, sollte der undurchsichtige Überzug nach ausgedehntem Waschen erhalten bleiben. Was außerdem benötigt wird, ist ein Wärmeübertragungsmaterial, das auf ein Material übertragen werden kann, während es auch nach ausgedehntem Waschen nicht reißt oder abbricht. Schließlich ist das, was gebraucht wird, ein Wärmeübertragungsmaterial, das eine erhöhte Atmungsfähigkeit und Fähigkeit, sich in schöne Falten zu legen besitzt, so dass das Material bequemer und weicher zu tragen ist.
ABRISS DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein Wärmeübertragungsmaterial und ein Verfahren, das eine abziehbare dünne Schicht aufweist, die dazu bestimmt ist, zu schmelzen und einzudringen. Darunter befindet sich ein Trennschichtsubstrat. Erwünscht ist, dass dieses Trennschichtsubstrat Papier ist. Die abziehbare dünne Schicht wird mit zwei oder mehreren ungleichmäßigen Schichten überzogen, deren Zusammensetzungen zugeschnitten werden können, um für mehrfache Anwendungen zu passen. In einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung ist einer der ungleichmäßigen Überzüge ein undurchsichtiger ungleichmäßiger Überzug, der ein weißes Pigment enthält, um Undurchsichtigkeit und Helligkeit zu bewirken. Damit können Entwürfe erzeugt werden, bei den Formen oder Buchstaben aus dem Wärmeübertragungsmaterial herausgeschnitten werden, die herausgeschnittenen Formen oder Buchstaben entfernt werden, dass Trennschichtsubstrat von der abziehbaren dünnen Schicht abgezogen wird, die Formen oder Buchstaben mit der Vorderseite nach oben auf einen Stoff aufgebracht werden, so dass die abziehbare dünne Schicht mit dem Stoff in Berührung kommt und die undurchsichtige Schicht freigelegt wird, worauf anschließend Wärme auf sie aufgebracht wird. Zwischen der undurchsichtigen ungleichmäßigen Schicht und der Wärmequelle wird ein Trennpapier verwendet. Die Wärmequelle kann aus unterschiedlichen Einrichtungen, wie zum Beispiel ein Bügeleisen oder eine Wärmepresse ausgewählt werden. Der ungleichmäßige Überzug stellt ein Mittel bereit, die Porosität und Dehnbarkeit des Stoffs zu erhalten, ohne in der dünnen Schicht wenig anziehende, wahllose Risse einzuführen. Die abziehbare dünne Schicht schmilzt und dringt in den Stoff ein und verbindet sich dauerhaft mit dem Bild.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem eine ungleichmäßige bedruckbare Schicht, die auf die Oberseite der ungleichmäßigen, lichtundurchlässigen Schicht gelegt wird. Die ungleichmäßige bedruckbare Schicht erlaubt es, Wörter oder Bilder auf das Übertragungsmaterial wie zum Beispiel mit einem Tintenstrahldrucker zu drucken. Dann können aus dem Wärmeübertragungsmaterial, in der gleichen Weise wie beschrieben, Formen oder Buchstaben herausgeschnitten werden, von dem Trennschichtsubstrat abgezogen werden, auf einen Stoff gelegt und einer Wärmequelle ausgesetzt werden, um die ungleichmäßige, bedruckbare Schicht und die ungleichmäßige, undurchsichtige Schicht auf die Oberfläche des Stoffes zu übertragen, während die dünne abziehbare Schicht schmilzt und in den Stoff eindringt, um eine dauerhafte Verbindung zu bilden.
Eine Ausführung, die zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, kann ein Wärmeübertragungsmaterial umfassen, welches als obere Fläche eine dünne abziehbare Übertragungsschicht enthält. Unter dieser befindet sich ein Trennschichtsubstrat. Anschließend wird anstelle der Verwendung einer ungleichmäßigen, undurchsichtigen Schicht eine ungleichmäßige bedruckbare Schicht auf die dünne abziehbare Übertragungsschicht gelegt. Ähnlich der vorherigen Ausführung kann auf die ungleichmäßige bedruckbare Schicht ein Bild gedruckt werden. Anschließend können, wie zuvor beschrieben, Entwürfe mit diesem Material erzeugt werden, indem auf der bedruckbaren Schicht ein Bild gedruckt wird, das Bild aus dem Wärmeübertragungsmaterial heraus geschnitten wird, das Trennschichtsubstrat entfernt wird, das heraus geschnittene Bild mit der Vorderseite nach oben auf einem Stoff aufgebracht wird, so dass die dünne abziehbare Schicht mit dem Stoff in Berührung kommt, und die bedruckbare Schicht freigelegt wird, und anschließend Wärme auf sie aufgebracht wird. Zwischen der ungleichmäßigen bedruckbaren Schicht und der Wärmequelle wird ein Trennpapier verwendet. Weil jedoch diese Materialart keine ungleichmäßige undurchsichtige Schicht enthält, wird dieses Material am besten mit weißem oder leicht gefärbtem Stoff verwendet.
Schließlich können die ungleichmäßigen Überzüge nach der vorliegenden Erfindung Vernetzungsmittel enthalten. Die Vernetzungsmittel halten den Überzug oder Überzüge auf der Oberfläche des Stoffs, während die dünne abziehbare Schicht schmilzt und in den Stoff eindringt und sich dauerhaft mit dem Bild verbindet. Vernetzungsmittel können sowohl in den bedruckbaren Überzügen als auch den undurchsichtigen Überzügen oder in beiden enthalten sein.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines druckfähigen Wärmeübertragungsmaterials gerichtet, das die oben beschriebenen Strukturen aufweist.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf ein Verfahren der Übertragungsbeschichtung gerichtet, das die oben beschriebenen druckfähigen Wärmeübertragungsmaterialien nach der vorliegenden Erfindung verwendet. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anwendens von Wärme und Druck auf das Wärmeübertragungsmaterial.
Diese und andere Merkmale und Vorteilen nach der vorliegenden Erfindung werden nach Durchsicht der folgenden ausführlichen Beschreibung der offenbarten Ausführungen und der angefügten Patentansprüche deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht eines Wärmeübertragungsmaterials nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittansicht eines Wärmeübertragungsmaterials nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
3 ist die Querschnittansicht eines Wärmeübertragungsmaterials nach einer zum besseren Verständnis nützlichen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein einzigartiges Wärmeübertragungsmaterial zur Verwendung beim Übertragen eines Bild tragenden Überzuges auf ein Substrat, wie zum Beispiel ein Bekleidungsgegenstand, gerichtet. Das Wärmeübertragungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung kann in einem kalten Abziehübertragungsprozess verwendet werden, das einen Bild tragenden Überzug mit im Vergleich zu herkömmlichen Bild tragenden Überzügen besserem Risswiderstand, Waschbarkeit, der Fähigkeit schöne Fal ten zu bilden und Atmungsfähigkeit ergibt. Außerdem können die Materialien auf dunkel gefärbtem Stoff genutzt werden, ohne verwaschen auszusehen, was typischerweise mit dem Drucken auf dunklerem Stoff verbunden ist. Das Wärmeübertragungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung erzeugt ausgezeichnete Ergebnisse auf Grund der Verwendung der ungleichmäßigen Überzüge.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die vorliegende Erfindung ein Wärmeübertragungsmaterial 10 und ein Verfahren, bei dem eine abziehbare dünne Übertragungsschicht 16 genutzt wird, die schmilzt und in Stoff oder ein anderes biegbares Material eindringt. Unter dieser befindet sich ein Trennschichtsubstrat 14 und ein Substrat 12. Gewünscht wird, dass dieses Substrat 12 Papier ist. Die abziehbare dünne Schicht 16 wird mit zwei oder mehreren ungleichmäßigen Schichten 18 überzogen, deren Zusammensetzung zur Anpassung an mehrere Verwendungen zugeschnitten werden kann. In einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung umfasst einer der ungleichmäßigen Überzüge ein weißes Pigment, um Undurchsichtigkeit und Helligkeit zu bewirken. Es können damit Entwürfe erzeugt werden, indem aus diesem Wärmeübertragungsmaterial Formen oder Buchstaben herausgeschnitten werden, die herausgeschnitten Formen oder Buchstaben entfernt werden, Trennschichtsubstrat 14 und Substrat 12 von der dünnen abziehbaren Schicht 16 abgezogen werden, die Formen oder Buchstaben mit der Vorderseite nach oben auf einen Stoff aufgebracht werden, so dass die abziehbare dünne Schicht 16 mit dem Stoff in Berührung kommt und die undurchsichtige Schicht freigelegt wird, auf anschließend Wärme auf sie aufgebracht wird. Ein Trennpapier (nicht dargestellt) wird zwischen der dünnen Schicht 16 und der Wärmequelle genutzt. Die Wärmequelle kann aus unterschiedlichen Einrichtungen wie ein Bügeleisen oder einer Wärmepresse ausgewählt werden. Der ungleichmäßige Überzug stellt ein Mittel bereit, die Porosität und Dehnbarkeit des Stoffes zu erhalten, ohne in der dünnen Schicht nicht anziehende, wahllose Risse einzuführen. Außerdem ist der Stoff als Folge der Unregelmäßigkeiten in dem Wärmeübertragungsmaterial 10 atmungsfähiger.
Wie in 2 dargestellt ist, nutzt das Wärmeübertragungsmaterial 20 nach der vorliegenden Erfindung die gleiche Papierart 22, Trennschichtsubstrat 20, dünne Schicht 26 und die ungleichmäßige undurchsichtige Schicht 28. Es weist eine zusätzliche ungleichmäßige bedruckbare Schicht 29 auf der Oberseite der ungleichmäßigen undurchsichtigen Schicht 28 auf. Diese Schicht 29 kann so zugeschnitten werden, dass sie mit verschiedenen Druckern insbesondere Tintenstrahldruckern verwendet werden kann. Es wird auf die gleiche Art und Weise wie das erste verwendet, mit der Ausnahme, dass zuerst Bilder darauf gedruckt werden können. Die ungleichmäßige undurchsichtige Schicht 28 und die ungleichmäßige bedruckbare Schicht 29 bleiben freigelegt und der Oberfläche des Stoffs gegenüber liegend, wenn die dünne abziehbare Schicht 26, die das Bild trägt, mit dem Stoff in Berührung gebracht wird. Anschließend schmilzt die abziehbare dünne Schicht 26 mit Wärme und Druck und dringt in den Stoff ein. Es ist wünschenswert, dass ein Trennpapier (nicht dargestellt) verwendet wird, um zu vermeiden, dass die bedruckbare Schicht an der Wärmequelle anklebt. Die dünne abziehbare Schicht 26 schmilzt und dringt in den eine dauerhafte Verbindung bildenden Stoff ein. Das Trennpapier kann ein beliebiges Trennpapier sein, wie zum Beispiel von Brownbridge erhältliches mit Silicon beschichtetes Papier.
Eine zum besseren Verständnis nützliche Ausführung nach der vorliegenden Erfindung, wie sie in 3, zur Verwendung mit weißem oder leicht gefärbtem Stoff gewünscht, dargestellt ist, verwendet das gleiche Papier 32, die Trennschicht 34 und die dünne abziehbare Schicht 36. Sie besitzt keine ungleichmäßige undurchsichtige Schicht. Stattdessen befindet sich die ungleichmäßige bedruckbare Schicht 39 auf der Oberseite der abziehbaren dünnen Schicht 36. Auf der ungleichmäßigen bedruckbaren Schicht 39 kann ein Bild aufgedruckt werden. Das Bild und die ungleichmäßige bedruckbare Schicht 39 verbleiben auf der Oberfläche, wenn die das Bild tragende, abziehbare dünne Schicht 36 von der Trennschicht 34 und dem Papier 32 abgezogen wird und das Bild mit der Vorderseite nach oben auf einem Stoff erhitzt wird, indem zwischen der ungleichmäßigen bedruckbaren Schicht 39 und der Wärmequelle Trennpapier verwendet wird.
Eine vierte Ausführung verwendet in der ungleichmäßigen undurchsichtigen Schicht und/oder den ungleichmäßigen bedruckbaren Schichten Vernetzungsmittel. Die Vernetzungsmittel halten den Überzug oder Überzüge auf der Oberfläche des Stoffes, während die abziehbare dünne Schicht in den Stoff eindringt und sich mit dem Bild dauerhaft verbindet.
Deshalb stellt die vorliegende Erfindung ein Wärmeübertragungsmaterial mit einem Substrat, einer Trennschicht, einer abziehbaren dünnen Schicht und zwei oder mehre ren ungleichmäßigen Schichten zur Verfügung. Die ungleichmäßigen Schichten sind aus einer ungleichmäßigen undurchsichtigen Schicht, einer ungleichmäßigen bedruckbaren Schicht, einer ungleichmäßigen undurchsichtigen Schicht mit Vernetzungsmitteln, einer ungleichmäßigen bedruckbaren Schicht mit Vernetzungsmitteln oder einer Kombination dieser Schichten ausgewählt.
Die innen liegende abziehbare Schicht des Wärmeübertragungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges Material aufweisen, das in der Lage ist, auf der Oberfläche eines zu beschichtenden Substrats zu schmelzen und sich anzupassen. Um zu schmelzen und sich ausreichend zu verbinden, ist erwünscht, dass die innen liegende abziehbare Schicht einen MFI-Index von kleiner als etwa 800 besitzt, wie es durch ASTM D1238-82 festgelegt ist. Es ist zu wünschen, dass die abziehbare Schicht außerdem eine Schmelztemperatur und/oder Erweichungstemperatur von weniger als etwa 204°C (400°F) besitzt. Die hier verwendete „Schmelztemperatur" und „Erweichungstemperatur" werden zum Bezug auf die Temperatur verwendet, bei der die abziehbare Schicht schmilzt und/oder unter Bedingungen von Scherbeanspruchung fließt. Mehr erwünscht ist, dass die abziehbare Schicht einen MFI-Index von etwa 0,5 bis etwa 800 und eine Erweichungstemperatur von etwa 66°C (150°C) bis etwa 149°C (300°F) besitzt. Noch mehr erwünscht ist, dass die abziehbare Schicht einen MFI-Index von etwa 2 bis etwa 600 und eine Erweichungstemperatur von etwa 93°C (200°F) bis etwa 121°C (250°F) besitzt.
Die abziehbare Schicht kann ein oder mehrere thermoplastische Polymere umfassen, einschließlich aber nicht darauf beschränkt Polyolefine, Polyethylen, Ethylen enthaltende Copolymere oder Mischungen davon. Zusätzlich zu dem (den) thermoplastischen Polymer(en) können zu der abziehbaren Schicht andere Materialien zur Bereitstellung verbesserter Schmelzflusseigenschaften, wie zum Beispiel Weichmacher in fester oder flüssiger Form, hinzugefügt werden. In einer gewünschten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung kann die abziehbare Schicht in Form einer Extrusionsfolie sein. Die Extrusionsfolie kann eine oder mehrere der oben beschriebenen Materialien mit den gewünschten Eigenschaften von Schmelzfähigkeit und Anpassungsfähigkeit aufweisen. Die abziehbare Schicht des Wärmeübertragungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung kann eine Schichtdicke aufweisen, die in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, des zu beschichtenden Substrats, der Presstemperatur und der Presszeit, erheblich abweicht. Gewünscht ist, dass die abziehbare Schicht eine Dicke von weniger als etwa 0,13 mm (5 mil) aufweist. Mehr gewünscht ist, dass die abziehbare Schicht eine Dicke von etwa 0,013 mm (0,5 mil) bis etwa 0,1 mm (4 mil) besitzt. Noch mehr gewünscht ist, dass die abziehbare Schicht eine Dicke von etwa 0,025 mm (1,0 mil) bis etwa 0,05 mm (2,0 mil) besitzt.
Zusätzlich zu der abziehbaren Schicht umfasst das Wärmeübertragungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung eine ablösbare Überzugschicht. Die ablösbare Überzugschicht trennt das übertragbare Material des Wärmeübertragungsmaterials von dem nicht übertragbaren Material des Wärmeübertragungsmaterials. Die ablösbare Überzugschicht lässt sich nicht auf ein beschichtetes Substrat übertragen. Folglich kann die ablösbare Überzugschicht ein beliebiges Material aufweisen, das Ablöseeigenschaften besitzt. Die ablösbare Überzugschicht grenzt an eine Oberfläche der abziehbaren Schicht an.
Dem Fachmann ist eine Anzahl von ablösbaren Überzugschichten bekannt, von denen einige in der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Geeignete Polymere umfassen Silicon enthaltende Polymere, Acrylpolymere, Polyvinylacetat oder Mischungen davon, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Des Weiteren können in der ablösbaren Überzugschicht andere Materialien mit geringer Oberflächenenergie wie zum Beispiel Polysiloxane und Fluorkohlenstoffpolymere verwendet werden. Wünschenswert ist, dass die ablösbare Überzugschicht ein vernetztes, Silicon enthaltendes Polymer oder ein vernetztes Acrylpolymer enthält. Geeignete, Silicon enthaltende Polymere umfassen SYL-OFF^® 7362, ein von Dow Corning Corporation (Midland, MI) erhältliches, Silicon enthaltendes Polymer, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Acrylpolymere umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, HYCAR^® 26672, ein von B. F. Goodrich, Cleveland, OH erhältliches Acryl-Latex; HYCAR^® 26684, ein ebenfalls von B. F. Goodrich, Cleveland, OH erhältliches Acryl-Latex; und Rhoplex SP 100, ein Acryl-Latex von Rohm und Hass, Wilmington, DE.
Die ablösbare Überzugschicht kann außerdem Beimengungen enthalten, einschließlich eines Vernetzungsmittels, eines Ablösung modifizierenden Zusatzes, einer oberflächenaktiven Substanz, eines Viskosität modifizierenden Mittels oder Mischungen davon, wobei sie aber nicht darauf beschränkt sind. Geeignete Vernetzungsmittel umfassen XA MA7, einen von Sybron Chemical, Biringham, NJ erhältlichen Aziridin-Vernetzer, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Ablösung modifizierende Zusätze umfassen SYL-OFF^® 7210, einen von Dow Corning Corporation erhältlichen Modifizierer, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Aushärtungsmittel umfassen SYL-OFF^® 7367, ein von Dow Corning Corporation erhältliches Aushärtungsmittel, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete oberflächenaktive Substanzen umfassen TERGITOL^®15-S40, von Union Carbide erhältlich; TRITON^® X100, von Union Carbide erhältlich; und Silicon Surfactant 190, von Dow Corning Corporation erhältlich, sind aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich zur Wirkung als oberflächenaktive Substanz funktioniert Silicon Surfactant 190 auch als Ablösemodifizierungsmittel, das verbesserte Ablösungseigenschaften insbesondere bei Anwendungen mit kaltem Abziehen zur Verfügung stellt.
Die ablösbare Überzugschicht kann eine Schichtdicke aufweisen, die die sich erheblich in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren ändert, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, des zu beschichtenden Substrats und der damit zeitweilig zu verbindenden Folie. Typisch ist das die ablösbare Überzugschicht eine Dicke von weniger als etwa 52 μm (2 mil) besitzt. Mehr gewünscht ist, dass die ablösbare Überzugschicht eine Dicke von etwa 0,025 mm (0,1 mil) bis etwa 0,025 mm (1,0 mil) besitzt. Noch mehr gewünscht ist, dass die ablösbare Überzugschicht eine Dicke von etwa 0,05 mm (0,2 mil) bis etwa 0,02 mm (0,8 mil) besitzt.
Die Dicke der ablösbaren Überzugschicht kann außerdem unter dem Aspekt einer auf die Fläche bezogenen Masse beschrieben werden. Wünschenswert ist das die ablösbare Überzugschicht eine auf die Fläche bezogene Masse von weniger als 45 g/m² (12 lb./144 yd²) besitzt. Mehr erwünscht ist, dass die ablösbare Überzugschicht eine auf die Fläche bezogene Masse von etwa 22,5 g/m² (6,0 lb./144 yd²) bis etwa 2,2 g/m² (0,6 lb./144 yd²) (2,2 gsm) besitzt. Noch mehr erwünscht ist, dass die ablösbare Überzugschicht eine auf die Fläche bezogene Masse von etwa 15 g/m² (4,0 lb./144 yd²) bis etwa 3,8 g/m² (1,0 lb./144 yd²) besitzt.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Schichten weist das Wärmeübertragungsmaterial ein weißes Substrat auf. Die genaue Zusammensetzung, Dicke oder Gewicht des Basissubstrats ist nicht entscheidend für den Übertragungsprozess, da das Basissubstrat entfernt wird, bevor das Bild auf den Stoff aufgebracht wird. Somit kann es für verschie dene Druckprozesse, die in der oben erwähnten Erörterung enthaften sind, angepasst werden. Einige Beispiele von möglichen Basissubstraten umfassen zellulosehaltige Vliesstoffe und Polymerfolien. Im Allgemeinen ist für die meisten Anwendungen ein Kaschierpapier mit einer Dicke von etwa 104 μm (4 mils) geeignet. Zum Beispiel kann das Papier von der Art sein, wie es in geläufigen Bürodruckern oder Kopierern genutzt wird, wie zum Beispiel Avon Classic Crest (0,09 kg/m² [24 lb pro 1300 sq ft]) von Kimberly Clark Neenah Paper Für die vorliegende Erfindung ist eine Anzahl von unterschiedlichen Papierarten einschließlich gewöhnliches Lithographenpapier, Banknotenpapier und mit Latex gesättigte Papiere, aber nicht darauf beschränkt, geeignet.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine ungleichmäßige Polymerschicht. Diese Schicht weist ein deckendes Material auf und kann ein polymeres Bindemittel enthalten. Das Deckmaterial ist ein Partikelmaterial, das an seinen Schnittflächen Licht streut, so dass deshalb die Überzugschicht relativ undurchsichtig ist. Vorzugsweise ist das Deckmaterial weiß und besitzt eine Partikelgröße und eine Dichte, die für Lichtstreuung gut geeignet ist. Diese Deckmaterialien sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Grafik bekannt und enthaltenen Partikel von Mineralien, wie Aluminiumoxid und Titandioxid oder von Polymeren wie Polystyrol. Die Menge von benötigtem Deckmaterial wird in jedem Fall von der gewünschten Undurchsichtigkeit, der Wirkung des Deckmaterials und der Dicke des Überzugs abhängig sein. Zum Beispiel bewirkt Titandioxid bei einem Verhältnis von ungefähr 20% in einer Folie von 1 mil Dicke eine genügende Undurchsichtigkeit zur Dekoration von schwarzen Stoffmaterialien. Titandioxid ist ein sehr wirksames Deckmaterial, wobei andere Arten im Allgemeinen eine höhere Belegung benötigen, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen.
Um die zur Stoffdekoration benötigte Undurchsichtigkeit zur Verfügung zu stellen, muss der Überzug im Wesentlichen auf der Oberfläche des Stoffes bleiben. Wenn beim Übertragungsvorgang Wärme und Druck verursachen, dass der Überzug im Wesentlichen in den Stoff eingebettet wird, ist die dunkle Farbe des Stoffes durchsichtig, was der übertragenen Kunst ein graues oder kaltes Aussehen verleiht. Daher sollte der Überzug dem Weichwerden bis zu dem Punkt standhalten, bei dem er bei der gewünschten Übertragungstemperatur flüssig wird. Wir erinnern uns, dass die abziehbare Folie, die den undurchsichtigen Überzug trägt, bei der Umwandlungstemperatur schmelzen und in den Stoff fließen muss, so dass die zwischen der abziehbaren Folie und dem undurchsichti gen Überzug benötigte Beziehung deutlich wird. Der undurchsichtige Überzug darf am Erweichungspunkt oder darunter der abziehbaren Folie nicht flüssig werden. Die Begriffe "flüssig" und „Erweichungspunkt" werden hier im praktischen Sinne verwendet. Mit flüssig ist gemeint, dass der Überzug leicht in den Stoff fließen würde. Der Begriff „Erweichungspunkt" kann in verschiedener Weise wie Ring- und Kugel-Erweichungspunkt definiert werden. Die Bestimmung des Ring- und Kugel-Erweichungspunkt wird nach ASTM E28 vorgenommen. Ein MFI-Index ist zur Beschreibung der Fließeigenschaften von abziehbaren Polymeren nützlich. Zum Beispiel ist für die abziehbare Folienschicht nach der vorliegenden Erfindung ein MFI-Index von 0,5 bis etwa 800 nach ASTM Verfahren D 1238-82 festgelegt. Für die undurchsichtige Schicht sollte der MFI-Index um einen Faktor von mindestens 10, vorzugsweise um einen Faktor von 100 und am besten um einen Faktor von mindestens 1000 kleiner sein als der der abziehbaren Folienschicht. In dem undurchsichtigen Überzug könnten viele Arten von extrudierbaren Polymeren verwendet werden, wobei die Wahl in erster Linie von anderen Forderungen abhängig sein kann, die man bei dem dekorierten Stoff haben kann. Zum Beispiel können Polyurethane ausgezeichnete Wasserbeständigkeit, Haltbarkeit und Elastizität bewirken. Polyolefine wie Polypropylen und Polyethylen sind ökonomischer, jedoch nicht so haftbar und regenerieren sich nicht so wenn sie gedehnt werden, würden jedoch vielen Zwecken dienen. Andere nützliche Arten von Polymeren umfassend Polyester, von denen einige Eigenschaften aufweisen, die Polyurethanen ähnlich sind, und von denen einige sehr steif sind. Noch andere umfassend Polyamide wie zum Beispiel Nylon 6 und Nylon 12. Noch andere nützliche Polymere umfassen Copolymere wie Ethylenvinylacetat und Ethylenmethacrylsäureionomere.
Gewünscht ist, dass der undurchsichtige Überzug als Polymerdispersion oder -lösung in Wasser oder einem Lösungsmittel zusammen mit dem fein verteilten Deckmaterial aufgebracht wird. Viele der oben erwähnten Polymerarten sind als Lösungen in einem Lösungsmittel oder als Dispersionen in Wasser verfügbar. Zum Beispiel sind Acrylpolymere und Polyurethane in vielen Varianten in Lösungsmitteln oder Latex-Formen auf Wasserbasis verfügbar. Andere nützliche Arten auf Wasserbasis umfassen Gitter aus Ethylenvinylacetatcopolymer, Ionomere Dispersionen von Ethylenmethacrylsäure-Copolymeren und Dispersionen von Ethylenacrylsäure-Copolymeren. In vielen Fällen wird zwar spart Zeit und ausgezeichneter Wasserbeständigkeit der dekorierten Stoffe erforderlich seien. Polymereherstellungen, die keine Oberflächen aktive Substanz enthal ten, wie zum Beispiel Polyurethane in Lösungsmitteln oder Polymere mit fein verteiltem Amin im Wasser wie Polyurethane und Dispersionen von Ethylenacrylsäure können diese Anforderungen erfüllen.
Das Wärmeübertragungsmaterial umfasst außerdem eine ungleichmäßige bedruckbare Schicht, die mit einem Bild bedruckt werden kann. Wie zuvor erörtert, wiesen Bilder im Stand der Technik die Tendenz auf, zu reißen und unsichtbar zu werden, wenn sie gedehnt oder gewaschen werden. Außerdem waren die Bild tragenden Überzüge ungleichmäßige Folien, die dem Stoff ein Gummi artiges Gefühl begraben, während sie dem Stoff auf Grund des Fehlens von Atmungsfähigkeit außerdem unbequem machten. Die vorliegende Erfindung stellt eine Schicht auf der abziehbaren Folie, die das Bild enthält zur Verfügung, ist jedoch kein gleichmäßiger Überzug. Im Grunde genommen wird sich diese ungleichmäßige Schicht nicht spalten oder reißen, wenn der Stoff gedehnt oder gerissen wird, wodurch die Unversehrtheit des Bildes und einen Gefühl erhalten wird, das kleidungsähnlicher ist.
Die ungleichmäßige bedruckbare Schicht kann angepasst werden, so dass sie für verschiedene Druckverfahren einschließlich des Tintenstrahldruckens geeignet ist. Zum Tintenstrahldrucken kann die Schicht denjenigen sehr ähnlich sein, die in den US-Patenten Nr. 5 748 179, 5 501 402 und 6 033 739 beschrieben sind. Diese Schichten enthalten thermoplastische Partikel, Bindemitteln und kationenaktive Kunstharze sowie Tintenviskositäts-Modifikationsmittel und sind brauchbar bei Anwendungen mit normalem Tintenstrahldrucken für Stoffübertragung. In der vorliegenden Erfindung werden diesen Schichten Vernetzungsmittel hinzugefügt, so dass sie auf der Oberfläche gehalten werden, wenn eine Übertragung durchgeführt wird. Weil die Vernetzungsmittel die Fähigkeit des Polymers verhindern, sich unter Wärme und Druck mit dem Stoff zu verbinden, ist die Ergänzung einer nicht vernetzten, abziehbaren Folie erforderlich. Bei Verwendung mit anderen Bilderzeugungsverfahren sind die Anforderungen etwas unterschiedlich. Zum elektrostatischen Drucken wäre ein Acryl- oder Polyurethanbindemittel und ein Vernetzungsmittel ausreichend, weil das Druckverfahren keine pulverförmigen Polymere zur Aufnahmefähigkeit von Tinte, kationenaktive Polymere oder Tintenviskositäts-Modifikationsmittel erforderlich machen würde. Stattdessen können der vernetzbaren Schicht Gleitmittel und Antistatikmittel hinzugefügt werden, um eine zuverlässige Blattzuführung in die Drucker zu bewirken. Für thermische Drucke oder Überzüge mit Zeichenstiftmarkierung, wie die im US-Patent Nr. 5 342 379 beschriebenen, können diese Schichten durch Hinzufügen eines Vernetzungsmittels modifiziert werden. Für dieses Verfahren sollte die Schicht mit den Tinten auf der Basis von thermischem Streifenwachs oder Kunstharz verträglich sein und muss für einen guten Streifenkontakt und für gleichmäßiges Aufbringen von Wärme glatt und gleichmäßig sein.
Wie angegeben wurde, kann die ungleichmäßige Schicht eine undurchsichtige Schicht oder eine bedruckbare Schicht sein. Die ungleichmäßige weiße undurchsichtige Schicht ist speziell für dunkle Stoffe brauchbar, weil die ungleichmäßige undurchsichtige Schicht für Kontrast sorgt.
Eine bedruckbare Schicht ermöglicht es, auf den Träger ein Bild wie mit einem Tintenstrahldrucker zu drucken und anschließend auf den Träger zu übertragen. Ungleichmäßige bedruckbare Schichten können mit dunkler gefärbten Stoffen oder auf leichter gefärbten Stoffen verwendet werden. Die ungleichmäßige bedruckbare Schicht wird über der ungleichmäßigen undurchsichtigen Schicht aufgebracht. Die undurchsichtige Schicht stellt für die gefärbten grafischen Darstellungen einen Hintergrund mit weißer Fläche zur Verfügung.
In einer weiteren Ausführung nach dieser Erfindung ist die undurchsichtige Schicht vernetzt. Die Vernetzung ergibt eine dreidimensionale Polymerstruktur, die bei Wärme und Druck nicht fließt. Vernetzung bewirkt außerdem eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Beständigkeit gegenüber Wasser. Vernetzung ist bei geschmolzenen extrudierten Schichten im Großen und Ganzen nicht möglich. Schichtungen auf der Basis von Wasser und Lösungsmittel können ohne weiteres vernetzt werden, nachdem die Schicht getrocknet ist, normalerweise durch die Wirkung von Wärme auf ein multifunktionales Vernetzungsmittel. Die für diesen Zweck verfügbaren Vernetzungsmittel umfassen multifunktionale Isocyanate, Epoxidharze, Aziridine, Oxazoline, Kunstharze aus Melaminformaldehyd und andere. Im Allgemeinen ist die benötigte Menge eines Vernetzungsmittels klein im Verhältnis zur Menge von Polymer, zum Beispiel 10% oder weniger.
Die zum Vollenden der Vernetzungsreaktion benötigte Wärmemenge verändert sich mit der Art und Menge des Vernetzungsmittels, und kann meistens von den Lieferanten von Vernetzungsmitteln erhalten werden. Zum Beispiel erfordern polyfunktionale Aziridine sehr wenig Wärme. Die Vernetzung kann in etwa eine Minute bei 100°C oder an einem Tag bei Raumtemperatur vollendet werden. Isocyanate Herzen auch sehr schnell aus werden jedoch im Allgemeinen nicht in Wasser verwendet, da sie mit Wasser reagieren. Epoxidharze können ebenfalls angesetzt werden, die durch eine geeignete Wahl eines katalytischen Amin-Wertung mittels schnell reagieren.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung eine zweite ungleichmäßige vernetzte Polymerschicht entweder allein oder in Verbindung mit der ungleichmäßigen vernetzten undurchsichtigen Schicht verwenden. Die zweite ungleichmäßige vernetzte Polymerschicht ist eine ungleichmäßige vernetzte bedruckbare Schicht. Die ungleichmäßige vernetzte bedruckbare Schicht ermöglicht es, auf die Polymerschicht Bilder wie mit einem Tintenstrahldrucker zu drucken. Wenn die bedruckte Folie von dem Träger abgezogen und anschließend auf einen Stoff aufgebracht wird, schmilzt die vernetzbare Polymerschicht nicht, die ein dreidimensionales Polymernetzwerk ist, und fließt nicht merklich in den Stoff. Dadurch bleibt das Bild hell und scharf und sieht nicht verblasst oder ausgewaschen aus. Am besten funktioniert die ungleichmäßige vernetzte bedruckbare Polymerschicht auf weißem oder leicht gefärbtem Stoff. Jedoch kann die ungleichmäßige vernetzte bedruckbare Schicht mit einer ungleichmäßigen vernetzten undurchsichtigen Schicht genutzt werden, um die Vorteile zu bewirken, das Bild wie mit einem Tintenstrahldrucker drucken zu können, während außerdem die Vorteile einer Verwendung auf dunklen Stoffen, die mit der ungleichmäßigen vernetzten undurchsichtigen Schicht angeboten werden, zur Verfügung gestellt werden.
Die ungleichmäßige vernetzte bedruckbare Schicht, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, nutzt Vernetzungsmittel, die unter dem Warenzeichen XAMA 7 (Sybron Chemical Co., Birmingham, NJ) verkaufte polyfunktionale Aziridin-Vernetzungsmittel, multifunktionale Isocyanate, Epoxidharze, Oxazoline und Melaminformaldehyd-Kunstharze umfassen, wobei sie aber nicht darauf beschränkt sind.
Die Bild tragende Schicht des Wärmeübertragung Materials, die eine oder mehrere der oben beschriebenen Überzugschicht den umfasst, kann auf einen Bekleidungsartikel oder eine andere flexible Oberfläche übertragen werden, indem die Folie vom Rennen entfernt wird die Bildseite auf einen Stoff nach oben gelegt wird, ein Trennpapier aufgebracht wird und Wärme und Druck aufgebracht werden.
In der vorliegenden Erfindung passt sich die abziehbare Schicht wegen der ungleichmäßigen Beschaffenheit außerdem an die Oberfläche des Stoffes oder eines anderen Trägers, der eine unregelmäßige (nicht flache) Oberfläche aufweist. Dies ermöglicht das Eindringen der ungleichmäßigen undurchsichtigen Schicht und/oder der ungleichmäßigen bedruckbaren Schicht in tief liegende Bereiche des Materials. Die Unregelmäßigkeiten bewirken Unterbrechungen in den Rücken zwischen benachbarten Feldern, so dass das Stoffgefühl und eine Dehnung gegenüber mit herkömmlicher Übertragung beschichteten Stoffen stark verbessert ist.
Die vorliegende Erfindung des außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung eines bedruckbaren Materials gerichtet. Das Verfahren um fast das aufnehmen einer Trägerschicht, aufbringen einer ablösbaren Überzugschicht auf die Trägerschicht, aufbringen einer abziehbaren Folienschicht auf die ablösbare Überzugschicht und anschließenden aufbringen zweier ungleichmäßigen Schichten aus Polymer. Die ungleichmäßigen Schichten können aus einer undurchsichtigen Polymerschicht, einer bedruckbaren Schicht, einer vernetzbaren undurchsichtigen Schicht, einer vernetzbaren bedruckbaren Schicht oder einer Kombination dieser Schichten ausgewählt werden. In einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung werden eine oder mehrere der oben beschriebenen Schichtzusammensetzungen auf die Trägerschicht durch bekannte Beschichtungsverfahren wie durch Lösungs-, Rollen-, Klingen- und Luftrakel-Beschichtungsverfahren aufgebracht. Jede einzelne Beschichtung muss anschließend durch eine beliebige Trocknungseinrichtung, die dem gewöhnlichen Fachmann bekannt ist, getrocknet werden. Geeignete Trocknungseinrichtungen umfassen dampfbeheizte Trommeln, Aufprall von Luft, Strahlungsheizung oder eine Kombination davon, wobei sie aber nicht darauf beschränkt sind. In einer anderen Ausführung können eine oder mehrere der oben beschriebenen Schichten auf die Oberfläche der Trägerschicht oder einer Schicht darauf durch Extrusion beschichtet werden. In der vorliegenden Erfindung kann jedes der dem gewöhnlichen Fachmann bekannten Beschichtungsverfahren durch Extrusion eingesetzt werden.
Wenn es gewünscht ist, kann jede der vorhergehenden Überzugschicht den anderen Materialien enthalten wie Verarbeitungshilfsmittel, Ablösungsmittel, Pigmente, Mittel zum glanzlos machen, Antischaum-Wirkstoffe und dergleichen. Die Verwendung dieser und ähnlicher Materialien ist dem gewöhnlichen Fachmann bekannt.
Um die ungleichmäßigen Schichten nach der vorliegenden Erfindung herzustellen, können spezielle Einrichtungen zum aufbringen der Schichten eingesetzt werden. Zum Beispiel können Schichten auf Wasser oder Lösungsmittelbasis auf die abziehbare Folienschicht mit flexografischen oder Kupfertiefdruck-Druckpressen gedruckt werden. Das Drucken auf Basis von Wasser und Lösungsmittel mit den oben erwähnten Schichttypen ist gut eingerichtet.
Wenn die undurchsichtige Überzugschicht durch Explosion geschmolzen werden solle, könnte eine Einrichtung zum aufbringen der gemusterten Schichten wie zum Beispiel explodiert streifen oder Fasern angewendet werden, oder die Schicht könnte durch eine Schmelzende sprühen Ausrüstung in Mustern aufgebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführung nach der vorliegenden Erfindung wird die undurchsichtige Schicht auf Grund von Furchen, die in die abziehbare Folienschicht eingebunden werden, ungleichmäßig. Die auf Wasser basierende undurchsichtige Schicht füllt die Bereiche zwischen den Furchen, wenn sie aufgebracht wird. Die Furchen werden in der undurchsichtigen Schicht zu Unregelmäßigkeiten. Dies wird in den Beispielen nachstehend ausführlich beschrieben.
Die vorliegende Erfindung wird des Weiteren durch die folgenden Beispiele beschrieben. Diese Beispiele sind jedoch nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einschränkend aufzufassen. In den Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile, es sei denn, dass es anders angegeben ist.
BEISPIEL 1
Es wurden ungleichmäßige Schichten durch Verwendung einer abziehbaren Folienschicht mit Furchen hergestellt. Die undurchsichtige vernetzbare weiße Schicht und die bedruckbaren vernetzbaren Überzugschichten wurden nach dem Aufbringen auf die mit Furchen versehenen Folie in durch Furchen der abziehbaren Folie unterbrochen, die die Kontinuität der Schichten unterbrechen. Die mit Furchen versehene Folie wurde hergestellt unter Verwendung von Kaschierpapier mit einer Ablöseschicht und einer abziehbaren Folie über der Ablöseschicht. Das Kaschierpapier war 24 lb. Avon White Class Crest von Kimberly Clark Neenah Paper mit 0,09 kg/m (24 lb. pro 1300 sq. ft). Dieser Ablöseschicht enthielt 100 trockene Teile von Rhoplex SP 100 (Rohm und Hass, Philadelphia, PA) und 60 Teile ganz weißen Ton 90 (Englehard, Iselin, NJ). Das Beschichtungsgewicht betrug 0,01 kg/m (2,7 lb. Pro 1300 sq. ft). Die abziehbare Folie war Nucrel 599, ein Ethylenmethacrylsäurecopolymer mit einem MFI-Index von 500, von Dupont (Wilmington, DE). Die abziehbare Folie war 0,045 mm (1,8 mils) dick.
In die abziehbare Folie wurden Furchen eingedrückt, indem eine Stahlplatte mit darin eingravierten Ausnehmungen bei einer Temperatur von 177°C (350°F) verwendet wurde. Die Ausnehmungen nur in einer Richtung waren 0,1 mm (4 mils) breit und 0,05 mm (2 mils) tief, der Abstand zwischen den Ausnehmungen betrug 1 mm (40 mils). Das Plattenmaterial war Federstahl einer Dicke von 0,575 mm (23 mils). Eine Ablöseschicht wurde auf die mit Ausnehmungen versehene Platte aufgebracht, um das Ankleben der abziehbaren Folie zu verhindern. Die Ablöseschicht enthielt 100 Trockenteile Rhoplex SP 100, 2 Trockenteile „Silicone Surfactant 190° (Dow Corning Midland, MI), 5 Trockenteile multifunktionalen Aziridin-Vernetzers XAMA 7 von Sybron Chemical, Birmingham, NJ, 0,1 Trockenteile oberflächenaktive Siliconsubstanz von Dow Corning und 10 Trockenteile Carbowax 8000, ein Polyethylenglycol von Union Carbide, Danbury, CT. Der gesamte Feststoffgehalt der Schicht betrug ungefähr 25%. Das Schichtgewicht betrug 0,009 kg/m² (2,5 lb. pro 1300 sq. ft.). Der pH-Wert der Schicht wurde mit Ammoniak auf zwischen 9 und 10 eingestellt.
Die Ablöseschicht wurde zuerst auf ein durch Extrusion beschichtetes Papier aufgebracht und anschließend mit Wärme und Druck auf die Metallplatte übertragen. Bei dem für die Übertragung verwendeten Papier handelte es sich um Avon White Classic Crest mit einer Nucrel 599-Extrusionsschicht und der Ablöseschicht. Die Übertragung wurde mit einer T-Shirt-Presse 30 Sekunden lang bei 177°C (350°C) vorgenommen. Die Ablöseschicht blieb nach dem Abkühlen und Entfernen des Papiers auf der Metallplatte. Sobald sie aufgebracht war, bewirkte sie eine Ablösung der abziehbaren Folien von der Metallplatte, wenn anschließende Proben der mit Furchen versehenen Folien hergestellt wurden.
Die mit Furchen versehenen Folien auf dem Ablöseschichtträger wurden einfach hergestellt, indem die abziehbare Folie und der Ablöseschichtträger gegen die mit Ausneh mungen versehene Platte 30 Sekunden lang bei 177°C (350°F) in einer T-Shirt-Presse gedrückt, dann gekühlt und entfernt wurden.
Wenn auf die mit Furchen versehene Folie undurchsichtige oder bedruckbare Schichten aufgebracht wurden, verblieb nach dem Trocknen nur wenig oder keine Beschichtung auf den Furchen. Nach dem Trocknen wurde die Folie, wo es anwendbar war, bedruckt, von der Unterlage entfernt und anschließend mit der Vorderseite nach oben auf einen Stoff übertragen. Eine T-Shirt-Presse wurde 30 Sekunden lang bei 177°C (350°F) eingesetzt. Zwischen dem beheizten Pressentisch und der Folie wurde ein Trennpapier verwendet, um Ankleben zu verhindern. Das Ablösepapier war Neenah Avon White Classic Crest mit 0,09 kg/m² (24 lb. pro 1300 sq. ft.) von Kimberly Clark, mit einer Extrusionsfolie von Elvax 3200 (Dupont Wilmington, DE), 0,038 mm (1,5 mils) dick. Die Elvax-Folie wurde durch Teilentladung behandelt, um eine Haftung der Ablöseschicht zu bewirken. Die Ablöseschicht war die gleiche wie die oben beschriebene Ablöseschicht, die auf der Metallplatte verwendet wurde.
BEISPIEL 2
Dies ist ein Beispiel, das zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Die Unterlage, die mit der mit Ausnehmungen versehenen Folie beschichtet ist, wurde mit einem Gemisch von 100 Trockenteilen Michem Prime 4990, 50 Trockenteilen einer Titandioxid-Dispersion, 2 Trockenteilen der oberflächenaktiven Substanz Tergitol 15 S40 und 3 Trockenteilen XAMA7 beschichtet. Der gesamte Feststoffgehalt der Schicht betrug ungefähr 38%. Das Schichtgewicht betrug ungefähr 0,02 kg/m (6 lb. pro 1300 sq. ft.). Michem Prime 4990 ist eine Ethylen-Säure-Dispersion von Michleman Chemical, Cincinatti, OH. Die Titandioxid-Dispersion war Ti-Pure Vantage von Dupont, Wilmington, DE Tergitol .15 S40 ist eine oberflächenaktive Substanz von Union Carbide, Danbury, CT. Michem Prime 4990 ist ein Ethylenacrylsäurepolymer. Der pH-Wert der Schicht wurde mit Ammoniak von 9 auf 10 erhöht.
BEISPIEL 3
Dies war das gleiche wie im Beispiel 2, mit der Ausnahme, dass eine Druckschicht über der undurchsichtigen Schicht aufgebracht und ein mehrfarbiger Testdruck aufgebracht wurde, indem 690-Tintenstrahldrucker von Hewlett-Packard verwendet wurde. Die Druckschicht enthielt 100 Trockenteile Orgasol 350 EXD, 40 Trockenteile Benzoflex 352, 5 Trockenteile Triton X100, 4,5 Trockenteile Alcostat 167, 3 Trockenteile Lupasol SC 86X, 2 Trockenteile Polyox N60K und 3 Trockenteile XAMA7. Der gesamte Feststoffgehalt betrug ungefähr 25%. Die Schicht wurde gemischt und Sorgfalt geübt, um die kationenaktiven Polymere Lupasol und Alcostat mit Wasser zu verdünnen und sie unter gutem Mischen hinzu zu geben, um ein Verklumpen zu verhindern. Der pH-Wert der Schicht wurde mit Ammoniak auf zwischen 9 und 10 eingestellt. Die gesamte Schicht wurde in einer Kolloidmühle gemahlen, um über die pulverförmigen Materialien zu verfügen. Orgasol 3501 EXD ist ein pulverisiertes Polyamid aus Atofina, Philadelphia, PA. Benzoflex 352 ist Cyclohexandimethanoldibenzoat von Velsicol Chemical. Es wurde vor Gebrauch auf eine durchschnittliche Größe von 8 μm (8 Mikrometer) geschliffen. Triton X 100 ist eine oberflächenaktive Substanz von Union Carbide, Danbury, CT. Alcostat 167 ist eine Lösung von Polydimethyldiallylammoniumchlorid von Allied Colloids, Suffolk, VA. Lupasol SC86X ist eine Lösung eines mit Epichlorhydrin behandelten Polyethylenimin von BASF, Mount Olive, NJ. Polyox N60K ist ein Polyethylenoxid von Union Carbide. Es wurde vor dem Hinzufügen zu einer 2%-igen Lösung gemacht. Das Schichtgewicht der Tintenstrahldruck-Beschichtung betrug (4,8 lb. pro 1300 sq. ft).
BEISPIEL 4
In diesem Beispiel, das zum besseren Verständnis der Erfindung nützlich ist, wurde keine undurchsichtige ungleichmäßige Beschichtung aufgetragen. Die Unterlage, die mit der mit Furchen versehenen Folie beschichtet wurde, wurde nur mit der Druckbeschichtung von Beispiel 3 beschichtet. Das Beschichtungsgewicht betrug 0,018 kg/m (5 lb. pro sq. ft.). Diese Probe wurde ebenfalls mit einem mehrfarbigen Testdruck unter Verwendung des 694-Druckers von Hewlett-Packard aufgedruckt, bevor das Bild abgezogen und übertragen wurde.
Die Beispiele 2 und 3 wurden beide auf schwarzem T-Shirt-Material aufgebracht, während Beispiel 4 auf weißem T-Shirt-Material aufgebracht wurde. Die Bilder wurden ausgerichtet, so dass die Folienfurchen beschichtenden Ungleichmäßigkeiten in der gleichen Richtung wie das T-Shirt-Material waren. Bei wiederholtem bis zu fünfmaligem Waschen, blieben die Bilder der Beispiele 3 und 4, die nach der Übertragung sehr hell waren, sehr kräftig. In keiner der Schichten gab keinen Reißen außer in den Ungleichmäßigkeitsbereichen. Nachdem die Stoffe gedehnt wurden, schnellten sie zurück, so dass die Ungleichmäßigkeiten eher sehr klein und doch regelmäßig beanstandet waren, als dass sie zufällig oder verzerrt aussahen.
BEISPIEL 5
Beispiel 5 wurde ausgeführt, indem das folienbeschichtete Papier mit einer Kühlprägewalze hergestellt wurde. Die Walze hatte eine Verchromung und Mattierung.
Auf die Walze wurden Gravurflächen gelegt. Jede Fläche war 30,48 cm (12 Zoll) lang und 21,6 cm (8,5 Zoll) breit. Die Länge von 30,48 cm (12 Zoll) war in der Breitenrichtung der Walze und wurde zentriert, was 7,62 cm (3 Zoll) auf jeder Seite ohne Muster ergab. Die Breite der Flächen von einem 21,6 cm (8,5 Zoll) musste um die Walze herum verlängert werden.
Fläche Nr. 1
Es wurden Vertiefungen in beiden Richtungen eingeschnitten, was ein quadratisches Gittermuster ergibt. Die Vertiefungen waren 0,075 mm (3 mils) breit und 0,075 mm (3 mils) tief. Die Abstände zwischen den Vertiefungen (hervorstehende Flächen) betrugen 0,75 mm (30 mils). Die Kanten der Vertiefungen waren ohne scharfe Kanten glatt oder abgerundet.
Fläche Nr. 2
Es wurden Vertiefungen nur in der Richtung von 30,48 cm (12 Zoll) eingeschnitten, was ein lineares Muster ergibt. Die Vertiefungen waren 0,075 mm (3 mils) bereit unter,075 mm (3 mils) tief. Die Abstände zwischen den Vertiefungen (der vorstehende Flächen) betrogen 0,75 mm (30 mils).
Das in den Experimenten zur Extrusionsbeschichtung verwendete Papier war „Supersmooth Nr. 24 Avon White Class Crest", Gütecode 0016V0 von Kimberly Clark, von Neenah Paper. Die Ablöseschicht, die auf die zu beschichtende Seite aufgebracht wurde, betrug 1,2 kg (2,7 lb.) pro Ries von 60 Trockenteile Ultraweiß-Ton 90 pro 100 Trockenteile Rhoplex enthaltendem Rhoplex SP100. Unter Verwendung der Kühlprägewalze wurde das Papier mit Nucrel 599, Elvax 3200 und Surlyn 1702 beschichtet. Surlyn 1702 ist ein Ethylenmethacrylsäurecopolymer mit einem MFI-Index von 15 von Dupont, Wilmington, DE. Wenn 1,8 mils (Nenndicke der Folie, gemessen in einem Bereich ohne Muster) von einem beliebigen dieser Polymere aufgebracht wurde, wiesen die Folien ein sehr kleines Muster in sich auf.
Wenn die Temperatur der Kühlwalze über 32°C (90°F) erhöht wurde, um die Extrusionsfolie besser in die Kühlwalzenmuster einzubetten, hafteten die Folien zu stark an der Kühlwalze, und das Papier konnte nicht beschichtet werden.
Wenn die wendige der Folie in den flachen Bereichen auf 0,075 mm (3 mils) erhöht wurde, betrug die Dicke in einigen der gemusterten Bereiche ungefähr 0,11 mm (4,5 mils), was eine erhöhte Ausnehmung in der Folie von etwa 0,038 mm (1,5 mils) anzeigt.
Es wurden Bereiche des mit Surlyn 1702-Folie beschichteten Papiers, die aus den oben genannten Mustern 1, 2 und 4 hergestellt wurden, mit einer undurchsichtigen Schicht und einer Druckschicht (OP1 und PC1 unten) beschichtet. Anschließend wurden die Proben mit einem mehrfarbigen Druckmuster unter Verwendung eines 895-Druckers von Hewlett-Packard gedruckt. Die gedruckten Folien wurden anschließend von dem Papier abgezogen und mit der Druckseite nach oben auf schwarzes T-Shirt-Material aus hundertprozentiger Baumwolle unter Verwendung eines mit Silicon beschichteten Abziehpapiers übertragen. Die Übertragungen legten die gewünschten Räume in der undurchsichtigen Schicht und der Druckschicht frei, jedoch waren die Übertragungen aufgrund der Dicke der Surlyn-Folie ganz steif und fühlten sich schwer an.
In einer zweiten Gruppe von Experimenten wurde die gleiche Kühlwalze verwendet. Dem Nucrel 599-Polymer wurden Mittel hinzu gegeben, um das Ankleben an der Walze zu verringern. Diese waren Surfactant 190 von Dow Corning, Midland, Michigan, eine oberflächenaktive Siliconsubstanz, die auf 2% getrocknet wurde, und Micropowders MPP 635, ein Polyethylenwachs hoher Dichte von Micropowders, Scarsdale, NY in Höhe von 10%, beide je Gewicht. Beide waren erfolgreich. Die Kühlwalzentemperatur wurde auf 140°F erhöht, bevor die Extrusionen anfingen, an der Walze zu kleben. Bei einer Foliendicke von 0,045 mm (1,8 mils) in den flachen Bereichen hatten die Folien eine Dicke in den Bereichen der Muster von ungefähr 0,095 mm (3,8 mils).
Die OP1- und PC1-Beschichtungen wurden auf Bereiche des Papiers aufgebracht, die Muster von beiden mustergestochenen Bereichen aufweisen. Nachdem drucken mit 89,05 DM-Drucker von Hewlett-Packard, wurden die bedruckten Folien entfernt und wie oben beschrieben auf das schwarze T-Shirt-Material übertragen. Wenn der die Übertragungen aufweisende Stoff gedehnt wurde, teilte er sich nur in den Bereichen, wo die Folienfurchen gewesen sind. Nach dem Dehnen waren die Übertragungen weicher und atmungsaktiver als Übertragungen, die mit den gleichen Formgüssen unter Verwendung einer weichen Kühlwalze für den Folien-Extrusionsschritt hergestellt wurden.
Man vermutet, dass, obwohl es hier nicht getestet wurde, eine Kühlwalze mit Vertiefungen von etwa 0,125 oder 0,15 mm (5 oder 6 mils) Breite und Tiefe auch bessere Ergebnisse zur Verfügung stellen würde, so dass die Übertragungen weich und atmungsaktiv sein würden, ohne sich zu dehnen.
Undurchsichtige Schicht OP1
Dies waren 100 Trockenteile Sancure 2710, 40 Trockenteile von Titanoxid-Titan-Dispersion, 3 Trockenteile Triton X 100 und 5 Trockenteile XAMA 7. Sancure 2710 ist ein Polyurethanlatex von Noveon, Cleveland, OH. Das Beschichtungsgewicht betrug ungefähr 22 g/m² (6 lb. pro 144 sq. yd.)
Druckschicht PC1
Dies waren 100 Trockenteile Orgasol 3501 EXD NAT 1, 40 Trockenteile Benzoflex 352, 5 Trockenteile Triton X 100, 6 Trockenteile Alcostat 167, 3 Trockenteile Polyox N60K und 4 Trockenteile von XAMA 7. Der gesamte Feststoffgehalt betrug ungefähr 25%. Alcostat wurde auf 10% Feststoffe verdünnt und langsam zugegeben, um Verklumpen zu verhindern. Die gesamte Schicht wurde in einer Kolloidmühle bei einer Einstellung von etwa 1 mil gemahlen. Der pH-Wert wurde mit Ammoniak auf zwischen 10 und 12 eingestellt. Polyox N60K wurde als eine 2%-ige Lösungen zugegeben. Das Schichtgewicht betrug 19 g/m (5 lb. pro 144 sq. yd.)
Während die Patentbeschreibung mit Bezug auf deren spezifischen Ausführungen beschrieben worden ist, wird sich dem Fachmann nach Erreichung des Verständnisses des vorhergehenden erschließen, dass man sich an den Ausführungen ohne weiteres Abänderungen, Variationen und Äquivalente vorstellen kann. Folglich sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung als der der angefügten Patentansprüche eingeschätzt werden.

Claims

Ein Thermo-Transfermaterial (20) umfassend: eine Träger-Schicht (22); eine ablösbare Überzug-Schicht (24); eine abziehbare Folien-Schicht (26); eine diskontinuierliche, druckbare Schicht (29); das Thermo-Transfermaterial (20) dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine diskontinuierliche Polymerschicht (28) umfasst, die ein opak machendes Material aufweist, wobei die diskontinuierliche, druckbare Schicht (29) an der diskontinuierlichen Polymerschicht (28) anliegt.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 1, wobei die ablösbare Überzug-Schicht (24) ausgewählt ist aus Silikon enthaltenden Polymeren; Acrylpolymeren; Poly(vinylacetaten); Polysiloxanen; Fluorocarbonpolymeren; oder Mischungen aus diesen.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 2, wobei die ablösbare Überzug-Schicht (24) einen Zusatz ausgewählt aus einem Vernetzungsmittel; einem das Ablösen modifizierenden Zusatz; einem Aushärtemittel; einem oberflächenaktiven Stoff; einem die Viskosität modifizierenden Mittel; und Mischungen aus diesen beinhaltet.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 2, wobei die Träger-Schicht (22) ausgewählt ist aus cellulosehaltigen Vliesen und polymeren Folien.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 2, wobei die diskontinuierliche Polymerschicht (28) ein Vernetzungsmittel beinhaltet.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 5, wobei das Vernetzungsmittel ein polyfunktionales Aziridin-Vernetzungsmittel ist.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 1, wobei die diskontinuierliche, druckbare Schicht (29) ein Vernetzungsmittel beinhaltet.
Das Thermo-Transfermaterial nach einem der Ansprüche 5 und 7, wobei das Vernetzungsmittel ausgewählt ist aus multifunktionalen Isocyanaten, Epoxidharzen, Aziridinen, Oxazolinen, und Melamin-Formaldehyd-Harzen.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 1, wobei die diskontinuierliche Polymerschicht (28) ein weißes Pigment enthält.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 7, wobei die diskontinuierliche, druckbare Schicht (29) und die diskontinuierliche Polymerschicht (28) jeweils ein Vernetzungsmittel beinhalten.
Das Thermo-Transfermaterial nach einem der Ansprüche 8 und 10, wobei das Vernetzungsmittel ein polyfunktionales Aziridin-Vernetzungsmittel ist.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 1, wobei die abziehbare Folien-Schicht (26) ausgewählt ist aus Polyolefinen; Polyethylen, Ethylen enthaltenden Copolymeren, und Mischungen aus diesen.
Das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 1, wobei die abziehbare Folien-Schicht (26) einen Zusatz enthält, ausgewählt aus einem Ablösemittel, einem oberflächenaktiven Stoff aus einem ethoxylierten Alkohol, einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff, einem Wachs, und Mischungen aus diesen.
Ein Verfahren zum Bilden einer ein Bild tragenden Beschichtung auf einer Oberfläche einer Struktur, wobei das Verfahren umfasst: Entfernen eines nicht-transferierbaren Anteils eines Thermo-Transfermaterials, wobei das Thermo-Transfermaterial das Thermo-Transfermaterial nach Anspruch 1 ist und der nicht-transferierbare Anteil des Thermo-Transfermaterials die Träger-Schicht (22) und die ablösbare Überzug-Schicht (24) umfasst; Platzieren der abziehbaren Folien-Schicht (26) auf die Oberfläche mit der iskontinuierlichen, druckbaren Schicht (29), wobei die diskontinuierliche, druckbare Schicht (29) und die diskontinuierliche Polymerschicht (28) exponiert sind; und Aufbringung von Hitze und Druck auf die exponierte, diskontinuierliche, druckbare Schicht (29), wobei die abziehbare Folien-Schicht (26) schmilzt und in die Struktur eindringt.