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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.