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Dokumentenidentifikation DE69736591T2 30.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000896550
Titel DEKORATION UND DRUCK AUF POLYOLEFINOBERFLÄCHE
Anmelder Stevenson, Michael J., Sedona, Ariz., US
Erfinder STEVENSON, J., Michael, Sedona, AZ 86336, US;
REEVES, A., Robert, Cottonwood, AZ 86326, US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69736591
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.11.1997
EP-Aktenzeichen 979476025
WO-Anmeldetag 21.11.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/US97/21254
WO-Veröffentlichungsnummer 1998022226
WO-Veröffentlichungsdatum 28.05.1998
EP-Offenlegungsdatum 17.02.1999
EP date of grant 30.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.08.2007
IPC-Hauptklasse B05D 3/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B05D 3/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B32B 27/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B05D 7/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B05D 5/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B41M 3/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B41M 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B44C 1/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B44C 1/165(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B44C 1/17(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Dekoration oder das Drucken auf eine Polyethylenoberfläche, und insbesondere ein Verfahren zum permanenten Aufbringen von Zeichen auf die Oberfläche eines Polyethylenobjekts.

Kurze Beschreibung des Stands der Technik

Polyethylenoberflächen sind sehr unempfänglich für Beschichtungen wie Farben, Tinten und Ähnliches. Konsequenterweise ist es schwierig, Permanentzeichen, entweder Dekoration oder Gedrucktes, auf der Oberfläche eines Polyethylenobjekts anzubringen. Verschiedene Techniken wurden versucht wie Flammenbehandlung, um die Oberfläche eines Polyethylenobjekts zu konditionieren oder teilweise zu oxidieren, um sie empfänglich für ein pigmentiertes Beschichtungsmaterial wie Tinten oder Farben zu machen.

In US-A-4,252,762 und US-A-4,519,972 sind Verfahren offenbart zum Bedrucken oder Dekorieren der Oberfläche von rotationsgeformten Produkten. Die Verfahren weisen das Beschichten der inneren Oberfläche der Rotationsform mit einer Suspension eines Pigments in einem Öl oder Wachs auf, gefolgt von einem im übrigen konventionellen Rotationsformungsvorgang. Während diese patentierten Verfahren ein permanentes Binden der Farben oder Tinten an ein Polyethylenobjekt erreichen, ist es häufig wünschenswert, Graphiken oder Druck auf Polyethylenobjekte nach ihrer Formung anzuwenden.

US-A-4 466 994 betrifft wärmeübertragbare Etiketten und offenbart einen Siebdruckvorgang zum Einprägen eines Tintendesigns über entfernbare Beschichtungssubstrate, welche auf einem Netz getragen werden, um wärmeübertragbare Etiketten zu bilden. Der Vorgang weist Siebdrucken eines Tintendesignbilds auf das Substrat auf, gefolgt von dem Durchleiten des eingedruckten Substrates durch einen Trocknungsabschnitt und nachfolgendes Übertragen des Designbilds auf einen Artikel. Die Tintenzusammensetzung, welche in dem Siebdruckschritt verwendet wird, ist aus einem Basistintenträger, welches ein Polyamidklebeharz enthält, und eine Film bildende Komponente, ein thixotropes Füllmaterial und einen Weichmacher gebildet. Die Zusammensetzung weist Fluidität, adhäsive und plastische Charakteristika auf, welche die Tinte insbesondere geeignet machen zum Bedrucken und Bilden von wärmeübertragbaren Etiketten durch Siebdruck.

US-A-4 557 964 betrifft ein wärmeübertragbares Laminat und offenbart eine entfernbare Beschichtung für wärmeübertragbare Laminate, in welchen eine Tintendesignschicht von einem Trägerppier bzw. -streifen auf einen Artikel wie einen Plastik- oder Glascontainer beim Anwenden von Wärme oder Druck übertragen wird. Die entfernbare Beschichtung wird mit der Tintendesignschicht übertragen und bildet eine optisch klare Schutzbeschichtung über die übertragene Tintendesignschicht aus. Die übertragene entfernbare Beschichtung hat bei der Wiederverfestigung eine überragend hohe optische Klarheit, ohne wahrnehmbare Trübung, Flecken oder Ringe über der übertragenen Tintendesignschicht. Die entfernbare Beschichtung enthält ein klebrig machendes Harz in einer Wachsbasis. Die Wachsbasis weist ein Montanwachs und ein kristallines Wachs wie Parafinwachs auf. Die Wachsbasis kann auch eine mikrokristalline Wachskomponente enthalten. Das klebrig machende Harz ist ein transparentes hydrogenisiertes Kohlenwasserstoffharz.

Ähnlich betrifft US-A-4 536 434 ein WärmeÜbertragungslaminat und offenbart eine nicht glänzende entfernbare Zusammensetzung zur Verwendung in einem wärmeübertragbaren Laminat, wobei ein Tintendesignbild von einem Trägerhalter zu einem Artikel durch die Anwendung von Wärme auf den Trägerhalter übertragen wird. Die entfernbare Rezeptur verbessert das Haften des Tintendesignbilds während der benötigte Grad des Entfernens während der Übertragung zu einem Artikel erhalten wird. Das Entfernen verhindert eine Zerstörung des Bilds während der WärmeÜbertragung zu dem Artikel und versieht das übertragene Bild mit einer transparenten, nicht glänzenden, abrieb- und korrosionsbeständigen Schutzschicht. Die entfernbare Rezeptur ist aus einem Parafinwachs und einem bindenden Adhäsion vermittelnden Harz zusammengesetzt, welches aus einem Mono-Olefin/Vinylacetat/Acrylsäure Terpolymer oder einem Mono-Olefin/Ethylacrylat Copolymer zusammengesetzt ist.

Schließlich betrifft US-A-3 616 015 eine klare Wärmeübertragung und ein Verfahren des Anwendens des Selbigen und offenbart eine WärmeÜbertragung zum Etikettieren von klaren Plastiken, welches als die Wärmeübertragungsschicht eine Beschichtung verwendet, welche mindestens 30 Gewichtsprozent eines oxidierten, veresterten, teilweise verseiften Montanwachs enthält. Ein Tintenbild wird über das Wachs gedruckt und nach der Übertragung durch die Anwendung von Wärme und Druck wird es geglättet, geklärt und glänzend gemacht durch Aussetzen zu einem Strom von heißem Gas oder anderem Wärmemittel, um das übertragene Wachs erneut zu schmelzen, gefolgt von einer Verfestigung in den klaren Zustand.

Die Aufmerksamkeit wird auch auf US-A 4 592 946, US-A-4 548 857 und US-A-2 990 311 gelenkt.

ZIELE DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel dieser Erfindung ein Verfahren zum Anbringen von Zeichen auf die Oberfläche eines Polyethylenobjekts vorzusehen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren für das permanente Anbringen von Zeichen auf die Oberfläche eines Polyethylenobjekts vorzusehen.

Es ist ähnlich ein Ziel dieser Erfindung ein Verfahren zum Schützen von Zeichen auf der Oberfläche eines Polyethylens gegen Abrieb oder chemische Zerstörung vorzusehen.

Es ist auch ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren vorzusehen, wodurch Zeichen in ein Polyethylenobjekt gebunden werden.

Es ist ein zusätzliches Ziel dieser Erfindung, ein effizientes Verfahren zur Anbringung von Zeichen auf die Oberfläche eines Polyethylenobjekts nach seiner Herstellung vorzusehen.

Andere und dazu in Beziehung stehende Ziele werden von der folgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung umfasst ein Verfahren für die permanente Anbringung von Zeichen auf die Oberfläche eines Polyethylenobjekts gemäß Anspruch 1. Bevorzugterweise ist das pigmentierte Material eine Mischung von fein unterteilten Pigmenten, Kohlenwasserstoffwachs und fein unterteiltem Polyolefin. Die Polyethylenoberfläche, welche die Zeichen trägt, ist mit einer Beschichtungsmischung beschichtet, welche eine Mischung aus Polyethylen und eines Bindemittels wie einem klebrig machenden Harz, Kunstharz oder Wachs enthält. Danach wird die beschichtete, Zeichen tragende Polyethylenoberfläche oberflächenerhitzt auf eine Temperatur, welche ausreichend ist um die Beschichtung zu schmelzen und die Beschichtung und die Zeichen permanent in das Polyethylenobjekt einzubauen. Das Heizen kann durch das Vorbeibewegen einer Wärmequelle über die Oberfläche durchgeführt werden. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können von den abhängigen Ansprüchen erhalten werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren beschrieben, wobei folgendes gilt:

1 zeigt den Schritt des Siebdrucks eines umgekehrten Bilds von Zeichen, welche auf das Polyethylenobjekt angewandt werden sollen;

2 ist eine Ansicht entlang der Linie 2-2' von 1;

3 zeigt die Übertragung der Zeichen von dem Übertragungsblatt zu dem Polyethylenobjekt;

4 zeigt die Anbringung des Beschichtungsmaterials auf die Zeichen tragende Oberfläche auf dem Polyethylenobjekt;

5 zeigt die Anbringung des Beschichtungsmaterials auf das Übertragungsblatt, welches in der Erfindung verwendet wird;

6 zeigt das Erwärmen der beschichteten, Zeichen tragenden Oberfläche des Polyethylenobjekts.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Die Erfindung umfasst die Anbringung eines pigmentierten Materials in einem dekorativen oder gedruckten Muster, das heißt Zeichen, auf eine ausgewählte Oberfläche eines Polyethylenobjekts. Das Zeichenmaterial weist eine physikalische Mischung eines Pigments, Polyethylen und Wachs auf, mit geringen Mengen von anderen Komponenten wie Füllmaterial, Viskositätsadditiven und Ähnlichem.

Das Kohlenwasserstoffwachs ist bevorzugterweise ein transparentes oder leicht gefärbtes Wachs, welches nicht irgendeine Färbung oder Schattierung zu den Zeichen beitragen wird. Beispiele von geeigneten Wachsen sind Parafinwachs, synthetisches Wachs, mikrokristallines Wachs und plastisches Wachs. Ein sehr geeignetes Wachs ist ein mikrokristallines Wachs, welches einen Schmelzpunkt von 32 bis 149 Grad Celsius (90 bis 300 Grad F.) hat, bevorzugterweise von 43 bis 121 Grad Celsius (110 bis 250 Grad F.), und ein Molekulargewicht von 500 bis 1000, bevorzugterweise von 600 bis 750. Mikrokristalline Wachse sind raffinierte Petroleumwachse, welche aus Lösungsmitteln kristallisiert wurden, welche verwendet werden, um Wachs aus hochparafinem Ölgemisch zu extrahieren.

Plastische Wachse sind weniger raffiniert und enthalten verzweigte Ketten und naphthionischen Kohlenwasserstoffe. Typischerweise haben plastische Wachse Härtewerte und Kristallinietät geringer als diejenigen von mikrokristallinen Wachsen.

Paraffinwachs enthält im Wesentlichen n-Parafine Kohlenwasserstoffe, welche von 16 bis 38 Kohlenstoffatome mir begrenzten Mengen von Paraffinen mit verzweigten Ketten, monozyklischen und polyzyklischen Paraffinen aufweisen.

Synthetische Kohlenwasserstoffwachse werden durch die Polymerisierung von Kohenwasserstoffolefinen wie Ethylen, Propylen, Propylen und Copolymerisation dieser Monomerer erhalten. Typischerweise haben diese synthetischen Wachse Molekulargewichte von 400 bis ungefähr 3000 mit einer geringen Molekulargewichtsverteilung.

Das Wachs soll einen Schmelzpunkt von zwischen 38 und 121 Grad Celsius (100 und 250 Grad F.) aufweisen. Verschiedene Additive können in das Wachs in geringen Mengen eingearbeitet werden, um die Flexibilität des Wachses zu verbessern, und diese enthalten Polybutadien, Polystyrenbutadien, Butylharze, Polyterpenharze, Kunstharze und aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe. Diese Additive können in geringen Mengen von ungefähr 0,5 bis 20 Gewichtsprozent des Wachses verwendet werden.

Das Polyethylen, welches in dem pigmentierten Material verwendet wird, hat einen fein aufgeteilten oder pulverförmigen Zustand mit einer Teilchengröße von weniger als ein &mgr;m bis ungefähr 120 &mgr;m maximalem Teilchendurchmesser. Typische Dichten von solchen Pulvern reichen von ungefähr 0,86 bis 0,97 Gramm pro Kubikzentimeter. Beispiele von geeigneten Polyethylenen weisen Polyethylene geringer, hoher und linearer geringer Dichte, Polyethylene mit sehr hohem Molekulargewicht und Polyethylene mit Metallocenkatalysator auf.

Verschiedene Farbstoffe können auch als das Pigment verwendet werden. Zweckmäßige Farbstoffe umfassen solche, welche anorganische Pigmente wie Titandioxide (Rutil, Anatas), Zinkoxide, Eisenoxide in Schattierungen wie gelb, gelbbraun, hellbraun, braun, lachs und schwarz, Eisenchromate und Molybdate für Farben von hellgelb bis rotorange, Bleichromate, Bleisulfate, Bleimolybdate, chromgelbe und orange, Cadmiumpigmente in einer Vielzahl von Gelb-, Orange-, Rot- und Kastanienbrauntönen als reine Cadmiumfarben oder mit Bariumsulfid (Lithopone), Cadmiumquecksilbermischungen, Cadmiumsulfide oder Cadmiumsulfoselenide, Nickel und Titandioxidmischungen, Natrium-, Kalium- oder Ammonium-Koordinationsverbindungen von Ferriferrocyanid, Ultramarinblau (eine calzinierte Mischung von Porzellanerde, Natriumcarbonat, Silikaten, Schwefel und reduzierenden Agentien), Kobaldaluminat (kobaltblau), Chromoxid, Metallflockenpigmente wie Aluminium, Zink, Kupfer, Bronzepulver, Metallsilberpigmente, permuttartige und schillernde Flocken von basischen Bleicarbonaten, Wismutoxychloride und Titan beschichteter Glimmer, etc. Verschiedene organische Pigmente, welche nützlich sind, weisen auch Azopigmente, wie Benzimidazolonpigmente, Pyrazolonpigmente, Kupfer-Phthalocyanine, Quinacridone, Anthraquinone, Kondensationspigmente, Tetrachlorisoindolinone, Kohlenschwarz (carbon black), etc auf.

Die Zutaten sollen gründlich vermischt und vermengt werden in einem Mischer, welcher geeignet ist zum Mischen von Feststoffen in geheizte, viskose Flüssigkeiten. Beispiele von verschiedener Mischausrüstung, welche verwendet werden kann, weist Kneter, Blattrührer mit doppelter Bewegung, rotierende Tiegelmischer, Lehmmühlen, Kolloidmühlen, Votatoren (Schabewärmeaustauscher) und Ringwalzmühlen auf. Das Mischen und Vermengen kann kontinuierlich oder schrittweise durchgeführt werden, abhängig von der Auswahl der bestimmten Mischausrüstung. Im Allgemeinen ist Mischausrüstung, welche eine hohe Scherwirkung vorsieht, am meisten wünschenswert, um eine gründliche Vermischung der Feststoffe in der flüssigen Phase zu erreichen.

Die Ausrüstung wendet ausreichende Scherung auf die Mischung an, um jedes Pigment oder Polyolefinagglomerate durch die flüssige (Wachs-)Phase zu dispergieren. Das Wachs wird geschmolzen und in die Mühle eingeführt, welche bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Wachses während des Mischungsschritts gehalten wird,

Es wurde herausgefunden, dass ein sehr nützliches Material für den Siebdruck der Zeichen eine Mischung von 30 bis 60 Prozent Wachs, 30 bis 60 Gewichtsprozent Polyethylen und 10 bis 50 Gewichtsprozent von Pigmenten und optionalen Additiven als Füllmaterial, zum Beispiel Kieselerde, Silikate, Glasblasen, etc. enthält, wie gewünscht, um die optimale Viskosität der endgültigen Vermengung zur Verwendung in dem Druckschritt vorzusehen. Ein bevorzugtes Material weist eine Mischung von 20 bis 35 Gewichtsprozent fein unterteiltes Pigment, 50 bis 60 Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffwachs, und 20 bis 30 Gewichtsprozent fein unterteiltes Polyethylen auf.

Das pigmentierte Material wird in ein Zeichenmuster durch verschiedene Verfahren geformt. Bevorzugterweise wird ein Siebdruckschritt verwendet, weil dieses Verfahren genaue Kontrolle über die Auflösung der Zeichen bietet, was scharfe oder gestochen scharfe Zeichen zur Anbringung auf der Oberfläche des Polyethylenobjekts sicherstellt.

1 zeigt eine Siebdruckausrüstung 18, auf welcher der Druckvorgang ausgeführt werden kann, um ein umgekehrtes Bild der Zeichen auf ein flexibles Übertragungsblatt 22 zu bringen. Das Übertragungsblatt 22 kann ein flexibles Blatt oder ein Film aus verschiedenen Materialien wie Papier, Plastik, zum Beispiel Filme aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylacetat, Zelluloseacetat, etc. sein, welches eine Dicke von ungefähr 51 bis ungefähr 508 &mgr;m (ungefähr 2 bis 20 mils) hat. Bevorzugterweise wird ein nicht gewebtes Schichtmaterial wie ein Pergamentpapier verwendet, aufgrund seiner Abmessung und thermischen Stabilität, Flexibilität und Verfügbarkeit. Vor der Verwendung kann das Übertragungsblatt 22 mit einem Ablösemittel wie einem konventionellen Silikonablösemittel zum Erleichtern der nachfolgenden Übertragung der Zeichen auf das Polyolefinobjekt beschichtet sein.

Siebdruck ist ein Beispiel eines Schablonendrucks der Zeichen auf die Oberfläche des Übertragungsblatts 22. In dem konventionellen Siebdruck ist einer einer Vielzahl von Seidensieben 24 in Tragerahmen 26 montiert und wird nachfolgend verwendet, um ein umgekehrtes Bild der Zeichen auf das Übertragungsblatt 22 einzuprägen. In einer typischen Anwendung werden Seidensiebe, welche eine Maschengröße von 100 bis 600, bevorzugterweise 200 bis 450 haben, verwendet und werden photographisch in der konventionellen Art und Weise verarbeitet, um eine Schablone 20 der gewünschten Zeichen zum Drucken auf das Übertragungsblatt 22 zu erhalten. Das pigmentierte Material 28 wird auf die obere Oberfläche des Seidensiebs 24 angewandt, welche in registrierter Ausrichtung über der Oberfläche des Übertragungsblatts 22 positioniert ist und ein Gummiwischer 30 oder ein anderes Werkzeug wird verwendet, um das pigmentierte Material über der Oberfläche des Siebs 24 zu verteilen, wodurch es durch die offene Webart des Siebs 24 gezwungen wird, wodurch ein umgekehrtes Bild der Zeichen auf das Übertragungsblatt 22 abgelagert wird.

Bevorzugterweise wird der Siebdruckschritt mit dem pigmentierten Material in einem heißen, geschmolzenen Zustand, typischerweise bei einer Temperatur von ungefähr 40 Grad Celsius (104 Grad F) durchgeführt. Das pigmentierte Material kann bei der erwähnten Temperatur gehalten werden durch die Verwendung von elektrisch geheizten metallischen Sieben. In der Anwendung wird das Sieb aus Metall, bevorzugterweise rostfreier Stahl, gebildet, welches sich zwischen Elektroden 32 (siehe 3) erstreckt, welche an entgegengesetzten Enden des Seidensiebs angeordnet sind. Die Elektroden 32 werden in physikalischem und elektrischem Kontakt mit den Metalldrähten des Seidensiebs 24 gehalten, wodurch erlaubt wird, dass elektrischer Strom zwischen den Elektroden 32 fließt, wodurch das Sieb aufgeheizt wird und bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Wachses in dem pigmentierten Material gehalten wird. Wie in 2 gezeigt ist werden die Elektroden 32 und das metallische Sieb 24 ohne physikalischen und elektrischen Kontakt mit dem Tragerahmen 26 durch verschiedene Isolatoren 34 gehalten.

Das umgekehrte Bild der Zeichen wird auf der Oberfläche des Übertragungsblatts 22 unter Verwendung von einem oder mehreren Sieben zum Einprägen der Zeichen beschichtet. Wenn das Bild monochromatisch ist wird ein einziges Sieb 24 verwendet, während wenn die Zeichen aus zwei oder mehr Farben bestehen, eine Vielzahl von Schablonensieben verwendet wird, um das gewünschte Farbmuster in dem Zeichenbild auf dem Übertragungsblattträger zu erhalten.

Das Übertragungsblatt 22 wird dann auf eine ausgewählte Oberfläche auf dem Polyethylenobjekt 40 in einer in 3 gezeigten Art und Weise angewandt. Wie dort gezeigt ist wurde das Übertragungsblatt 22 mit der Zeichenseite gegen eine Fläche 38 auf der Oberseite des Polyethylenobjekts 40 angewandt, welches mit den Zeichen 45 dekoriert werden soll bzw. welche darin eingeprägt werden sollen, welche in unterbrochenen Linien gezeigt sind, da sie auf der Unterseite des Blatts 22 in 3 sind. Das Polyethylenobjekt 40 in 3 kann ein erleuchtetes Schild für einen im Freien liegenden Ort sein und eine oder mehrere seiner Seiten können mit Zeichen bedeckt sein.

In dieser Anwendung wird das Übertragungsblatt 22 über der Fläche 38 des Polyethylenobjekts 40 platziert und durch das druckempfindliche Band 42 gesichert. Das Übertragungsblatt 22 wird auf die Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 mit seiner Zeichen tragenden Seite gegen die Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 aufgebracht. Der Benutzer überträgt dann die Zeichen 45 von dem Filmträger zu der Oberfläche des Polyethylenobjekts durch die Anwendung von Druck auf die freigelegte obere Oberfläche 44 des Übertragungsblatts 22. Dies kann durch Verwendung eines Rollier- bzw. Brünierwerkzeugs 46 erreicht werden, welches ein flaches Kissen aufweisen kann, welches eine Vielzahl von Stahlkugeln aufweist. Das Rollier- bzw. Brünierwerkzeug 46 wird über die freigelegte obere Oberfläche 44 des Übertragungsblatts 22 gerieben, wodurch die Zeichen gegen die Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 gedrückt werden und ihre Übertragung von dem Übertragungsblatt 22 zu dem Polyethylenobjekt 40 ausgeführt wird.

Nach dem Übertragen der Zeichen zu der Oberfläche des Polyethylenobjekts wird das Übertragungsblatt 22 entfernt und die Zeichen tragende Fläche 38 auf der Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 wird mit einer Schutzschicht beschichtet. Diese Schicht wird aus einem Beschichtungsmaterial ausgebildet, welches eine Mischung aus Polyolefin und einem Bindemittel enthält, welches aus der Gruppe ausgebildet ist, welche aus Kunstharzen, aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffharzen und -wachsen und Harzen auf Terpenbasis besteht. Diese Beschichtung kann als eine Flüssigkeit angewandt werden, in welcher die vorstehend genannten Komponenten dispergiert, aufgelöst oder suspendiert sind, in einem geeigneten flüchtigen Lösungsmittel. Wie in 4 gezeigt ist kann die Beschichtung auf die Zeichen tragende Oberfläche 38 des Polyethylenobjekts 40 als eine Schutzschicht 47 durch die Verwendung einer Spritzpistole 48 mit Aerosol, luftfrei oder mit komprimierter Luft angewandt werden. Alternativ kann die Beschichtung auf die Zeichen tragende Oberfläche mit Pinsel oder Walze aufgetragen werden. Bevorzugter Weise wird die Beschichtung auf eine Dicke von ungefähr 6,35 bis ungefähr 76,2 &mgr;m (ungefähr 0,25 bis ungefähr 3 mils) Dicke aufgebracht. Nach der Anbringung wird der Beschichtung erlaubt, zu trocknen, durch das Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels, wodurch eine Mischung des Polyethylenpulvers und klebrig machendem Harz, eingearbeitet in die Zeichen 45 auf der Zeichen tragenden Oberfläche 38 des Polyethylenobjekts 40 zurückgelassen wird.

Als eine Alternative zu der Anbringung des Beschichtungsmaterials direkt auf die Zeichen tragende Fläche 38 der Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 kann das Beschichtungsmaterial auf das Übertragungsblatt 22 als der erste Schritt in dem Siebdruck eines umgekehrten Bilds 20 der Zeichen auf dem flexiblen Übertragungsblatt 22 eingearbeitet sein. Dies ist in 5 gezeigt, in welcher das Übertragungsblatt 22 mit dem Beschichtungsmaterial 27 zum Ausbilden einer Schicht 23 des Beschichtungsmaterials auf der Oberfläche des Blatts 22 gesprüht wird, bevor die Siebe 24 verwendet werden, um die Zeichen auf das Blatt anzuwenden. Das nachfolgende Aufdrücken durch Rollieren bzw. Brünieren des Filmträgers auf der Oberfläche des Polyethylenobjekts wird auch die Schicht 23 des Beschichtungsmaterials von dem Übertragungsblatt 22 zu der Zeichen tragenden Fläche 38 der Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 übertragen, wodurch eine Schutzschicht über den Zeichen 45 ausgebildet wird.

Das Polyethylenobjekt wird dann einer Hochtemperaturoberflächenheizung ausgesetzt unter Verwendung einer geeigneten Strahlungsquelle wie einer offenen Flamme oder eines elektrischen Hochtemperaturheizers. Wie in 6 gezeigt ist kann dies durch Bewegen des Polyethylenobjekts 40 vorbei unter einem Infrarotheizgerät 50 erreicht werden, welcher aus einer Vielzahl von Hochtemperaturwiderstandsheizgeräten 52, zum Beispiel Calrods und Ähnlichem ausgebildet ist. Die Infrarotstrahlung überträgt Wärme zu der Zeichen tragenden Fläche 38 auf der Oberfläche des Polyethylenobjekts 40, und diese Wärmeübertragung kann durch erzwungene Luftzirkulation mit einem Gebläse 54 und einer Eingrenzungshaube 46, wie in 6 gezeigt ist, erhöht werden.

Während des Oberflächenheizens des Polyethylenobjekts 40 wird Wärme auf eine unterbrochene Art und Weise angewandt, um nur die Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 ausreichend zu erhitzen, um die Schutzschicht 47 des Beschichtungsmaterials und pigmentierten Materials der Zeichen 45 in die Oberfläche des Polyethylenobjekts 40 zu schmelzen. In einem Fließbandheizgerät 50, wie in 6 gezeigt ist, kann die unterbrochene Anwendung von Wärme durch individuelle Steuerung von elektrischer Leistung zu jedem der Heizgeräte 52 gesteuert werden, welche auch beabstandet sein können, wie in 6 gezeigt ist, um unterbrochene Wärmeanwendung vorzusehen, wenn das Objekt durch die Heizzone bewegt wird.

Es soll darauf geachtet werden in dem Heizschritt, übermäßiges Heizen zu vermeiden, was zu thermischer Verzerrung oder Verschlechterung des Polyethylenobjekts 40 führen kann.

Die Beschichtung und Zeichen und die Oberfläche des Polyethylenobjekts werden geheizt, bis eine glatte klare Oberfläche auf der Fläche 38 auf der Oberfläche des Polyethylenobjekts erkannt werden kann, was anzeigt, dass die Beschichtung und die Zeichen in das Polyethylenobjekt in dessen Oberfläche eingearbeitet wurden. Danach wird das Polyethylenobjekt auf Umgebungs- oder Raumtemperatur gekühlt.

Wenn es einmal auf Umgebungstemperatur gekühlt wurde wird es erkannt werden, dass das Polyethylenobjekt permanente Zeichen 45 erhalten hat, welche in seiner äußeren Oberfläche eingebettet sind, und mit einer Schutzschicht gegen externen Bedingungen wie raue chemische Umgebungen, Abrieb und Ähnlichem versiegelt sind.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf das gezeigte und derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Erfindung in unangemessener Weise durch diese Offenbarung des derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels eingeschränkt wird. Stattdessen ist es beabsichtigt, dass die Erfindung durch die folgenden Ansprüche definiert wird.


Anspruch[de]
Verfahren für die permanente Anbringung von Zeichen auf einer Oberfläche eines Polyethylen-Gegenstandes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a. Aufbringen von Zeichen, die aus einem pigmentierten Material, das eine Mischung aus Polyethylen, Wachs und Pigment aufweist, gebildet ist, auf der Oberfläche, um eine zeichentragende Fläche davon vorzusehen;

b. Vorsehen einer Beschichtung über der zeichentragenden Fläche, und zwar aus einer Beschichtungsmischung aus 1 bis 99 Gew.-% Polyethylen und 1 bis 10 Gew.-% eines Bindemittels, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Kunstharzen, aromatischen und aliphatischen Kohnenwasserstoffharzen und -wachsen und Harzen auf Terpen-Basis besteht, um eine beschichtete, zeichentragende Fläche zu erhalten;

c. Erwärmen der beschichteten, zeichentragenden Fläche auf der Oberfläche des Polyethylen-Gegenstands, um die Oberfläche, die Beschichtung und das pigmentierte Material auf eine Temperatur zu erwärmen, die ausreichend ist, um die Beschichtung und das pigmentierte Material in die Oberfläche des Polyethylen-Gegenstands zu schmelzen, um dadurch die Beschichtung und die Zeichen permanent in die Oberfläche des Polyethylen-Gegenstands einzuarbeiten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Erwärmens das Oberflächenerwärmen des Polyethylen-Gegenstands durch zeitweiliges Aufbringen von Wärme dorthin aufweist, und zwar in beabstandeten Zeitintervallen, die ausreichend sind, um eine thermische Verformung bzw. Verzerrung des Gegenstands zu vermeiden. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Erwärmen durchgeführt wird durch Bewegen einer Flamme über die Oberfläche hinweg. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Erwärmen durchgeführt wird durch Infrarotstrahlung von einer Hochtemperaturquelle. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Zeichen von einem Übertragungsblatt oder Trägerpapier auf die Fläche der Oberfläche des Polyethylen-Gegenstands aufgebracht werden durch Aufbringen des die Zeichen tragenden Übertragungsblatts oder Trägerpapiers auf die Fläche und durch Aufdrücken der Zeichen gegen die Fläche, um die Zeichen von dem Blatt oder Trägerpapier auf die Fläche zu übertragen und durch Entfernen des Blatts oder Trägerpapiers von der Oberfläche, wobei die Zeichen auf der Oberfläche abgelagert zurück bleiben. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Aufdrücken der Zeichen durchgeführt wird durch Reiben gegen das Blatt bzw. das Trägerpapier: Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Reiben mit einem Rollier- bzw. Brünierwerkzeug durchgeführt wird. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Zeichenmischung eine Mischung aus 20 bis 35 Gew.-% fein unterteiltem Pigment, 50 bis 60 Gew.-% Kohlenwasserstoffwachs und 20 bis 30 Gew.-% fein unterteiltem Polyethylen aufweist. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Verfahren die Vorbereitung eines Übertragungsblatts oder Trägerpapiers durch Siebdruck eines umgekehrten Bilds der Zeichen auf das flexible Blattmaterial umfasst, wobei der Schritt a. die Übertragung der Zeichen von dem flexiblen Blattmaterial auf den Polyethylen-Gegenstand umfasst. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Beschichtung auf ein Übertragungsblatt oder Trägerpapier aufgebracht wird. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Zeichenmischung eine Mischung aus 30 bis 60 Gew.-% Wachs, 30 bis 60 Gew.-% Polyethylen und 10 bis 50 Gew.-% Pigmente und optionale Zusätze aufweist.






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