DE1089966B

DE1089966B - Process for the production of decorated plastic articles

Info

Publication number: DE1089966B
Application number: DEO2650A
Authority: DE
Inventors: Gustav Hessel
Original assignee: Ornapress AG
Current assignee: Ornapress AG
Priority date: 1951-11-15
Filing date: 1952-11-11
Publication date: 1960-09-29

Description

Verfahren zur Herstellung von verzierten Kunststoffgegenständen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von verzierten Kunststoffgegenständen, nach welchem auf einen Grundkörper eine mit Kunstharz ausgerüstete Auflage unter Aushärtung des Kunstharzes aufgebracht und damit verbunden. wird. Dieses neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination der folgenden Maßnahmen eine dünne, als Farbträger dienende Folie auf langfaseriger, sich gut verfilzender Cellulose mit einer fettfreien bzw. sehr fettarmen Druckfarbe, die einen Katalysator enthält, im Kehrdruck bedruckt, im Hochfrequenzfeld bei mindestens 100° C getrocknet, dann mit einer Harzlösung, die artgleich mit dem Harz des mit ihm zu verbindenden, aus einer Preßmasse aus Harz und Füllstoff hergestellten Grundkörpers ist, im Vakuum imprägniert und anschließend bis auf den Kondensationszustand des bereits formgerecht ausgeformten Grundkörpers vorkondensiert wird, danach durch etwas Feuchtigkeit wieder elastisch gemacht, mit der bedruckten Seite auf den Grundkörper aufgelegt und unter Druck und Hitze durch Kondensation mit diesem zu einem einheitlichen Ganzen verbunden wird.Method of making decorated plastic articles The The invention relates to a method for the production of decorated plastic objects, after which a support equipped with synthetic resin is placed on a base body Curing of the synthetic resin applied and connected to it. will. This new procedure is characterized in that in combination of the following measures a thin, Film serving as a color carrier on long-fiber, well-matting cellulose with a fat-free or very low-fat printing ink that contains a catalyst, printed in reverse printing, dried in a high-frequency field at at least 100 ° C, then with a resin solution of the same type as the resin of the one to be combined with it a molding compound made of resin and filler is the base body, in a vacuum impregnated and then, except for the condensation state, of the already correct shape formed base body is precondensed, then again by a little moisture made elastic, placed with the printed side on the base body and under Pressure and heat combined with this to form a unified whole through condensation will.

Man hat bereits versucht, Kunststoffgegenstände mit einer verzierten Oberfläche zu versehen. Hierbei ist man von einem Grundkörper aus langfaserigen Rohstoffen, wie Sisal oder Hanf, ausgegangen, die man nach dem Imprägnieren mit einem härtbaren Harz bei Drücken von weniger als 35 kg/cm2 vorgeformt hat. Ein solcher Formkörper zeigt die langen Rohfasern eingebettet in die Kunstharzmasse. Er ergibt nur ein poröses Gebilde, welches das Eindringen von Feuchtigkeit und damit die Gefahr des Aufquellens ermöglicht. Ein solcher Grundkörper besitzt auch keinerlei Festigkeit. Man versuchte, dieser Gefahr zu begegnen., dadurch, daß man auf das Gemisch aus Rohfasern (Sisal oder Hanf) und Kunststoff vor der Verformung eine mit Harz getränkte Auflage aus Cellulose aufgebxacht hat. Hierbei wurden relativ dicke Schichten von etwa 0,75 bis 2,3 mm verwendet, die keine vollständige Durchtränkung ermöglichen, so daß auch nach der Verformung des Grundkörpers die Gefahr der Aufblätterung der Schichten und des Eindringens von Feuchtigkeit besonders in der nicht von Harz durchtränkten Mitte dieser Auflage besteht. Auch ist auf diese Weise eine gleichmäßige Durchtränkung bzw. Verbindung der beiden Teile des Grundkörpers nicht zu erzielen.Attempts have already been made to make plastic objects with an ornate Surface to be provided. Here you are from a base body made of long fibers Raw materials, such as sisal or hemp, have run out that can be used after impregnation preformed a curable resin at pressures less than 35 kg / cm2. Such a Shaped body shows the long raw fibers embedded in the synthetic resin compound. He yields just a porous structure, which prevents the penetration of moisture and thus the danger of swelling allows. Such a base body also has no strength whatsoever. One tried to counter this danger, by looking at the mixture Raw fibers (sisal or hemp) and plastic before deforming one soaked in resin Has applied cellulose pad. Relatively thick layers of about 0.75 to 2.3 mm used, which do not allow complete impregnation, so that even after the deformation of the base body there is a risk of the Layers and moisture penetration especially in those not soaked in resin In the middle of this edition. In this way, too, is a uniform impregnation or connection of the two parts of the base body cannot be achieved.

Nach diesem bekannten Verfahren wird anschließend eine Deckplatte aus demselben Material und von derselben Stärke wie die bereits erwähnte Auflage hergerichtet und nach dem Offsetverfahren mit einer Verzierung bedruckt. Es ist jedoch festgestellt worden, daß das Offsetverfahren für den beabsichtigten Zweck ungeeignet ist, weil fetthaltige Farben verwendet werden. Sie zersetzen sich beim Preßvorgang und bilden Blasen, die am fertigen Gegenstand als helle Tropfen oder Flecken dauernd sichtbar bleiben und ihn unverkäuflich machen. Wenn man ferner über die Deckplatte keinen weiteren Schutzfilm aus Kunstharz legt, dann wird beim Verpressen derselben mit dem Grundkörper zwecks Erzielung seiner endgültigen Form die Offsetfarbe teilweise an den Stempel abgegeben und der folgende Preßkörper verschmutzt, so daß ein sauberes, verkaufsfähiges Produkt nicht erzielbar ist.According to this known method, a cover plate is then made made of the same material and of the same thickness as the above-mentioned support prepared and printed with an ornament using the offset process. It is however, it has been found that the offset process works for its intended purpose is unsuitable because greasy paints are used. They decompose when Pressing process and form bubbles that appear as light drops or on the finished object Stains remain permanently visible and make it unsaleable. If you further over the cover plate does not put another protective film made of synthetic resin, then it is pressed during pressing the same with the base body in order to achieve its final shape the offset color partially released to the punch and contaminated the following compact, so that a clean, salable product cannot be obtained.

Hinsichtlich der Imprägnierung gilt für die Deckplatte das gleiche wie für die bereits beschriebene Zwischenlage. Es kann keine vollständige Imprägnierung erzielt werden, was auch hier zum Aufblättern führt und eine ungenügende Verbindung mit dem Grundkörper ergibt.With regard to the impregnation, the same applies to the cover plate as for the intermediate layer already described. It cannot be completely impregnated can be achieved, which also leads to peeling and an insufficient connection with the base body results.

Im Gegensatz zu dem beschriebenen, bekannten Verfahren wird bei dem vorliegenden Verfahren als Verzierungsauflage eine aus langfaseriger, sich gut verfilzender Cellulo-se bestehende Folie verwendet, wobei man als Bindemittel ein Kunstharz, beispielsweise Melanin, unter Zusatz eines Katalysators benutzt; das Harz kann entweder in trockener Substanz auf die verfilzte Cellulose gebracht oder der unverarbeiteten Cellulose in wäßriger Lösung beigemischt werden. Das als Binder zu verwende Harz soll bei einer Temperatur getrocknet bzw. vorkondensiert werden, welche der späteren Imprägnierung des Farbträgers kein erhebliches Hindernis durch zu stark aufgehärtete Harzanteile bereitet. Die Art, wie die Cellulosefasern gebunden werden, ist deshalb wichtig, weil verfilzte, aber ungebundene Cellulose, wie sie beispielsweise in der Form von Löschpapier in _ den Handel kommt, als Farbträger dem Bedrucken und Imprägnieren Schwierigkeiten; bereitet, welche das Verfahren unwirtschaftlich machen. Wird solches Löschpapier beispielsweise im - Druckverfahren verziert, dann verschmutzt der ungebundene und während des Druckvorganges frei werdende Cellulosestaub die Druckplatten, Walzen und Gummizylinder, während bei der Behandlung des Löschpapiers mit der Imprägnierlösung im nassen Zustand seine mechanische Festigkeit absolut ungenügend «gäre und das Löschpapier bei der geringsten Beanspruchung fasern oder zerreißen würde; eine Verarbeitung für den vorliegenden Zweck wäre daher ausgeschlossen. Demgegenüber weisen die Folien nach dem vorliegenden Verfahren trotz geringer Dicke, die aus ihrer Zweckbestimmung resultiert, eine ausreichende Naßreißfestigkeit auf.In contrast to the known method described, in the present process as a decorative overlay one made of long-fiber, well matting Cellulo-se existing film is used, whereby a synthetic resin is used as a binder, for example melanin, used with the addition of a catalyst; the resin can either brought in dry substance to the matted cellulose or the unprocessed Cellulose are added in an aqueous solution. The resin to be used as a binder should be dried or precondensed at a temperature which is the later Impregnation of the ink carrier is not a significant obstacle due to excessively hardened Resin parts prepares. The way the cellulose fibers are bound is therefore important because matted but unbound cellulose, such as in the shape of blotting paper comes into the trade, as an ink carrier for printing and impregnating Trouble; which make the process uneconomical. Will such Blotting paper, for example, decorated in the printing process, then the unbound becomes dirty and cellulose dust released during the printing process, the printing plates, rollers and blanket cylinder while treating the blotting paper with the impregnating solution when wet, its mechanical strength would ferment absolutely insufficiently and that Blotting paper would fray or tear at the slightest stress; a processing for the present purpose would therefore be excluded. In contrast, the foils according to the present method, despite the small thickness, which results from their intended use results, a sufficient wet tensile strength.

Durch den oben beschriebenen Aufbau der als Farbträger dienenden Folie wird eine weitere, sehr wichtige Voraussetzung für die guten Ergebnisse des Verfahrens erfüllt, und zwar eine große, aus dem Preßvorgang resultierende Transparenz der Folien, ohne daß die Leuchtkraft der Farben beeinträchtigt wird. Diese dünne Folie ermöglicht eine Verzierung und das Einlegen und Verpressen mit der bedruckten bzw. verzierten Seite auf den Grundkörper. Dadurch wird die Verzierung, die im fertigen Gegenstand ja nur unter der transparent gewordenen Folie liegt, gegen chemische oder mechanische Einflüsse geschützt, so daß es keiner zusätzlichen Harzauflage bedarf. Die hohe Transparenz der Folie ist auch deswegen von Bedeutung, weil in vielen Fällen der Grundkörper nur zu einem Teil seiner Oberfläche mit Verzierungen versehen ist, während der restliche Teil die Farbe des Grundkörpers beibehalten soll. Deshalb muß nach dem Verpressen die Transparenz des Farbträgers so groß sein, daß die durchscheinende Farbe des Grundkörpers praktisch unverändert sichtbar wird.Due to the above-described structure of the film used as a color carrier becomes another very important prerequisite for the good results of the procedure met, namely a large transparency resulting from the pressing process Foils without affecting the luminosity of the colors. This thin film enables decoration and insertion and pressing with the printed or decorated side on the main body. This will make the ornament that is in the finished The object is only under the film that has become transparent, against chemical or mechanical influences, so that there is no additional resin layer requirement. The high transparency of the film is also important because in in many cases the base body only has a part of its surface with decorations is provided, while the remaining part maintains the color of the base body target. Therefore, after pressing, the transparency of the ink carrier must be so great that that the translucent color of the body is practically unchanged.

Schließlich hängt auch die einwandfreie Imprägnier- und Verformbarkeit der Folie davon ab, daß die Cellulosefasern in einer der beschriebenen Arten gebunden werden. Je mehr ausgehärtete Harzbinder in der zu bedruckenden Folie enthalten sind, um so schwieriger gestaltet sich seine Imprägnierung; selbst die Möglichkeit, ihm den notwendigen Anteil an In iprägnierlösung zuzuführen, kann dadurch in Frage gestellt werden. Bei der Herstellung der Folie ist daher zu beachten, daß der als Bindemittel der Cellulosefasern dienende Harzgehalt sich zwischen einem die Bedruckbarkeit ermöglichenden Minimum von 1 % und einem die Imprägnierung und Verformbarkeit nicht erschwerenden Maximum von 4°/o hält.Ultimately, the impregnability and deformability also depend on it of the film on the fact that the cellulose fibers bound in one of the ways described will. The more hardened resin binders there are in the film to be printed, its impregnation is all the more difficult; even the opportunity to him Adding the necessary proportion of impregnating solution can thereby be called into question will. When producing the film, care should therefore be taken that the as a binder The resin content serving the cellulose fibers is between a resin content that enables printability Minimum of 1% and one that does not make impregnation and deformability difficult Holds a maximum of 4 per cent.

Die Folie wird in einem beliebig wählbaren Druckverfahren mit einer fettfreien oder sehr fettarmen, wasserlöslichen Farbe bedruckt, wobei dem Binder der Farbe vorteilhaft ein saurer Katalysator zugesetzt wird. Um den Druck rasch und gründlich zu festigen, wird die Folie im Lochfrequenzfeld bei einer Temperatur von mindestens 100° C getrocknet. Die Farben haften alsdann so fest, daß sie beim späteren Imprägnieren Harzanteile aufnehmen können, ohne abzuschwimmen, so daß sie, eingebettet in das Harz, beim Verpressen die Entstehung eines homogenen Ganzen nicht verhindern.The film is printed with a grease-free or very low-fat, water-soluble ink in any printing process that can be selected, an acid catalyst advantageously being added to the binder of the ink. In order to fix the pressure quickly and thoroughly, the film is dried in the hole frequency field at a temperature of at least 100 ° C. The colors then adhere so firmly that they can absorb resin parts during later impregnation without floating off, so that, when embedded in the resin, they do not prevent the formation of a homogeneous whole when pressed.

Soll die Folie im Offsetverfahren verziert werden, dann müssen die zu verwendenden Farben nicht nur sehr fettarm, sondern auch gegen Hitze und wäßrige Harzlösungen beständig sein.If the film is to be decorated using the offset process, then the Colors to be used not only very low in fat, but also against heat and water Resin solutions be resistant.

Die bedruckte Folie wird alsdann mit der wäßrigen Lösung eines Kunstharzes. imprägniert, beispielsweise mit Phenol-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd oder Melamin-Formaldehyd, wobei das zu wählende, in wäßriger Lösung zu verarbeitende Kunstharz artgleich mit dem Harz des mit dem Farbträger zu verbindenden, aus einer Preßmasse aus Harz und Füllstoff hergestellten Grundkörpers sein soll.The printed film is then treated with an aqueous solution of a synthetic resin. impregnated, for example with phenol-formaldehyde, urea-formaldehyde or melamine-formaldehyde, whereby the synthetic resin to be selected, to be processed in aqueous solution, is of the same type the resin of the to be connected to the ink carrier, from a molding compound made of resin and Filler should be produced base body.

Um eine rasche gleichmäßige und von Luftblasen freie Harzaufnahme der Folie zu erzielen, kann für eine Mehrzahl derselben die Imprägnierung in einem Kessel vorgenommen werden, in welcher sich abwechselnd ein Vakuum von etwa 30 mm bzw. ein Druck von etwa 3 atü erzeugen läßt. Das Vakuum dient der restlosen Entfernung der Luft aus der Folie, während der Überdruck ihre vollständige Sättigung mit der Imprägnierlösung bewirkt.To ensure that the resin is absorbed quickly, evenly and free of air bubbles To achieve the film, the impregnation in one can for a plurality of the same Boilers are made, in which alternately a vacuum of about 30 mm or a pressure of about 3 atmospheres can be generated. The vacuum is used for complete removal the air out of the film, while the overpressure its complete saturation with the Impregnation solution causes.

Die imprägnierte Folie wird in einem Trockenofen getrocknet und vorkondensiert, und zwar wird dadurch das in ihr enthaltene Harz auf den gleichen Kondensationszustand gebracht, wie ihn der Harzgehalt des vorgeformten Grundkörpers aufweist. Um der dadurch spröde gewordenen Folie die für das Verpressen notwendige Plastizität zu geben, wird sie mit Wasserdampf angefeuchtet, so daß eine Vorformung bei sphärisch geringer Wölbung des Grundkörpers unnötig ist und trotzdem eine Faltenbildung oder ein Brechen der Folie vermieden wird. Diese Vorteile ergeben sich dann, wenn man der imprägnierten und vorkondensierten Folie Katalysatoren zuleitet, weil dadurch beim Pressen die Standzeit des Grundkörpers nach Auflegen der Folie wesentlich verkürzt und die Beschaffenheit der Oberfläche je nach dem prozentualen Anteil des Katalysators zum Harzgehalt der Folie, welcher ihr zwecks Imprägnierung in Form einer wäßrigen Harzlösung zugeführt wurde, verändert und bis zum Hochglanz gesteigert werden.The impregnated film is dried and precondensed in a drying oven, and thereby the resin contained in it is set to the same state of condensation brought as it has the resin content of the preformed base body. To the this gives the film that has become brittle the plasticity necessary for pressing give it is moistened with water vapor so that a preform at spherical slight curvature of the base body is unnecessary and still wrinkles or breaking of the film is avoided. These advantages come when you the impregnated and precondensed film feeds catalysts, because this When pressing, the service life of the base body is significantly reduced after the film has been applied and the nature of the surface depending on the percentage of catalyst to the resin content of the film, which you for the purpose of impregnation in the form of an aqueous Resin solution was added, changed and increased to a high gloss.

Von besonderer Bedeutung für das vorliegende Verfahren ist, daß es, im Gegensatz zu dem eingangs geschilderten, bekannten Verfahren, bei der Herstellung des Grundkörpers von einer Preßmasse ausgeht, welche zum einen Teil aus einem hartbaren Kunstharz und zum andern Teil aus einem feinverteilten Füllkörper, vorzugsweise feinstgemahlener Cellulose, besteht. Diese Preßmasse wird schon bei der Formung des Grundkörpers durch Druck und Wärme, die ihm bereits seine endgültige Form gibt, zum Fließen gebracht. Hierzu benötigt man die für solche Preßmassen notwendigen hohen Drücke von etwa 200 bis 300 kg/cm2. Nach dem Verpressen erhält man dann ein Produkt mit einem absolut dichten Scherben, in den keinerlei Feuchtigkeit eindringen kann und ein Abblättern ausgeschlossen, ist.It is of particular importance for the present proceedings that it in contrast to the known method described at the beginning, in the production of the base body is based on a molding compound, which on the one hand consists of a hardenable Synthetic resin and, on the other hand, a finely divided packing, preferably finely ground cellulose. This molding compound is already used during molding the main body through pressure and heat, which already gives it its final shape, made to flow. For this you need the necessary for such molding compounds high pressures of around 200 to 300 kg / cm2. After pressing, you then get a Product with an absolutely airtight body into which no moisture can penetrate can and peeling is excluded.

Nach der Imprägnierung, jedoch vor der völligen Trocknung kann die Folie zwecks Schaffung einer Materialreserve für das Tiefziehen gekreppt, also gekräuselt oder gewellt werden. Bei der nichtplanen Verformung glätten sich diejenigen Stellen, wo Materialknappheit besteht, während sich die Folie dort, wo genügend Material vorhanden ist, verdichtet. After impregnation, but before complete drying, the film may creped a reserve of material for deep drawing the purpose of creating, are thus curled or wavy. In the case of non-planar deformation, those areas where there is a shortage of material are smoothed out, while the film compacts where there is sufficient material.

Für Proben und Einzelanfertigungen läßt sich der Farbträger auch mit wasserlöslichen Farben bemalen; auch kann z. B. mit Bleistift, Kohlestift und Pastellstift darauf gezeichnet oder geschrieben werden.The color carrier can also be used for samples and individual productions paint water-soluble paints; also can z. B. with pencil, charcoal pencil and pastel pencil drawn or written on it.

Wenn zur Imprägnierung der erfindungsgemäßen Folie eine wäßrige Lösung von Melaminharz, dagegen als Preßmasse für den zu verzierenden Grundkörper eine chemisch weniger beständige Preßmasse, z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Preßmasse, verwendet wird, so erhält der Gegenstand nach seiner Fertigstellung auf seiner verzierten bzw. von der Folie bedeckten Seite eine Oberflächenbeschaffenheit, welche in chemischer und mechanischer Hinsicht der Beständigkeit eines Gegenstandes aus Melamin-Preßmasse entspricht.If an aqueous solution is used to impregnate the film according to the invention of melamine resin, on the other hand as a molding compound for the base body to be decorated chemically less resistant molding compound, e.g. B. urea-formaldehyde molding compound is used is, the object receives after its completion on its ornate or the side covered by the film has a surface quality which is chemically and mechanical point of view of the resistance of an article made of melamine molding compound is equivalent to.

Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Produkte zeichnen sich durch eine hervorragende, sehr klare und präzise Wiedergabe der Verzierung aus. Es ist vor allem möglich, sehr feine und mit allen Details versehene Verzierungen der Folie genau, wiedergabegetreu und gegen chemische und mechanische Beschädigungen gesichert, mit dem Grundkörper zu einem homogenen Ganzen zu verbinden.The products made according to the present invention draw by an excellent, very clear and precise reproduction of the ornament the end. Above all, it is possible to have very fine decorations with all the details of the film exactly, true to reproduction and against chemical and mechanical damage secured to connect with the base body to form a homogeneous whole.

Schließlich ist noch klarzustellen, daß in der vorstehenden Beschreibung wie auch in den Patentansprüchen unter »Verzieren« die ein- und mehrfarbige Anbringung von Bild, Ornament, Zeichnung oder Schrift oder wahlweise Kombinationen dieser Elemente auf der Folie verstanden wird.Finally, it should be made clear that in the above description as in the claims under "decorating" the single and multi-colored attachment of picture, ornament, drawing or writing or optionally combinations of these elements understood on the slide.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A process for the production of decorated plastic objects, according to which on a base body an overlay equipped with synthetic resin is applied with curing of the synthetic resin and connected to it, characterized in that in combination of the following measures a thin film of long-fiber, serving as a color carrier good matting cellulose with a fat-free or very low-fat printing ink that contains a catalyst, printed in the Kelirdruck, dried in a high-frequency field at at least 100 ° C, then with a resin solution of the same type as the resin to be connected to it from a molding compound Resin and filler-made base body is impregnated in a vacuum and then precondensed down to the condensation state of the properly shaped base body, then the film is made elastic again by moisture, placed with the printed side on the base body and condensed under pressure and heat sation is connected with this to form a unified whole-2. Process according to Claim 1, characterized in that cellulose fibers are used which are bound to a film by a binder, in particular melamine, with the addition of a preferably acidic catalyst. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that cellulose fibers are used which are associated with about 1 to 4% resin. 4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that an aqueous resin solution is used for impregnating the ink carrier. Considered publications: German Patent Nos. 825 093, 609 694; U.S. Patent No. 2,466,966; Plastic paperback by S aecht 1 ing - Z e -browski, 10th edition, pages 31, 32.