Verfahren zur Herstellung von prägbaren, blattförmigen Gegenständen und nach diesem Verfahren hergestellter Gegenstand Die Erfindung bezieht sich auf ein Blattmaterial, das .durch Prägen mit Buchstaben, Ziffern und ande ren Zeichen oder dekorativen Mustern versehen wer den kann, die eine von der ursprünglichen Farbe des Blattmaterials abweichende Farbe haben, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von solchem Blattma terial.
Es sind verschiedene Materialien und Verfahren bekannt, um Etiketten und Erkennungsmarken her zustellen. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, Buchstaben oder Ziffern auf Streifen aus Papier oder ähnlichem Material oder auf Blätter, die dann in Eti ketten zerschnitten werden, zu schreiben oder zu drucken. Dieses altbewährte Verfahren ist für viele Anwendungen sehr nützlich, hat jedoch den Nachteil, dass es die Verwendung von Tinte oder Farbe und von Einrichtungen zum Anbringen der Tinte oder Farbe erfordert. Auch sind die so hergestellten Eti ketten nicht immer genügend dauerhaft.
Ein anderes bekanntes Verfahren umfasst die Herstellung von geschichteten Blättern mit einer Oberflächenschicht m einer ersten Farbe und einer tieferen Schicht in einer zweiten Farbe. Um die ge wünschten Buchstaben oder Ziffern zu erzeugen, wird die Oberflächenschicht in geeigneter Weise gra viert oder stellenweise weggeschnitten, so dass Teile der tieferen Schicht sichtbar werden. Auf diese Weise werden Buchstaben und Ziffern erzeugt, die eine von der Farbe der Oberflächenschicht des geschichteten Blattes abweichende Farbe haben.
Die nach diesem Verfahren hergestellten Etiket ten und Erkennungsmarken sind sauber und dauer haft; das Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass das Gravieren oder stellenweise Ausschneiden relativ zeitraubend ist und nur mit teuren Spezialgeräten durchgeführt werden kann. Ein weiteres bekanntes Verfahren .umfasst das Prägen von Ziffern und Buchstaben in Blätter oder Streifen aus geeignetem Material mit Hilfe zusam menpassender Formen, zwischen welche die Blätter gelegt werden. So werden z. B. Etiketten durch Ein prägen von Buchstaben und Ziffern in Blätter oder Streifen aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt.
Die so hergestellten Etiketten sind sehr dauerhaft; sie haben jedoch den Nachteil, dass die Buchstaben und Ziffern dieselbe Farbe haben wie die Blätter oder Streifen, in die sie geprägt sind, so dass die Buchsta ben und Ziffern nicht immer genügend sichtbar sind. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist schon vorge schlagen worden, die geprägten Buchstaben und Zif fern zu schwärzen oder sonstwie zu färben. Dadurch wurde jedoch wieder die Verwendung von Tinte oder Farbe und von Einrichtungen zum Auftragen dersel ben erforderlich.
Nach einem anderen bekannten Verfahren wer den andersfarbige Prägungen ohne Verwendung von Tinte oder Farbe durch Deformationskräfte in steifen Blättern aus thermoplastischem Harz erzeugt, welche Deformationskräfte eine bleibende Kaltverformung der Blätter an den geprägten Stellen ergeben. Die er forderlichen Kräfte werden normalerweise durch zu sammenpassende Prägewerkzeuge erzeugt, welche den gewünschten Buchstaben und Ziffern entspre chen. Blattmaterialien, die für die Durchführung die ses Prägeverfahrens geeignet sind, sind z.
B. steife thermoplastische aus einer Polyvinylchloridverbin- dung oder gewissen Kopolymeren von Polyvinylchlo- rid im Gemisch mit Zusatzstoffen, welche Harzblätter geschichtet sind und eine vergütete, micellare Struk tur sowie anfänglich eine gleichmässige Grundfarbe aufweisen, welche durch die .beschriebene Deforma tion geändert wird, um die abweichende Farbe der Prägungen zu erzeugen. Die Zusatzstoffe können z.
B. einen Stabilisator, ein Schmiermittel und Farb stoffe, wie Aluminiumhydrat, hydratisiertes Chrom hydroxyd, Magnesiumsilikat, Schlämmkreide, Diato- meenerde oder Tone, enthalten.
Dieses letztere Verfahren ergibt gut aussehende und dauerhafte Etiketten und Erkennungsmarken mit gutem Farbkontrast. Im allgemeinen wird durch das Prägen der beschriebenen Materialien deren Farbe in weiss geändert, die Ausdrücke andersfarbig und Farbänderung sollen daher insbesondere auch weiss umfassen. Bei diesem bekannten Verfahren werden also Farbänderungen durch einen einfachen Prägevorgang erzeugt, wobei keine Tinten oder Far ben nötig sind.
Oft wird es jedoch als nachteilig emp funden, dass die bei diesem Verfahren verwendeten Blätter eine gewisse .minimale Dicke aufweisen müs sen, um genügend steif zu sein, so dass sie beim Prä gen die gewünschte Farbänderung zeigen. Dies ob wohl natürlich auch Blätter der angegebenen Art, die zu dünn sind, um im freitragenden Zustand die ge- wünschte Farbänderung zu zeigen, latente Farbände- rungseigenschaften aufweisen.
Solche dünneren Blät ter wären aus den folgenden Gründen oft wünschbar: Erstens sind die Materialien, aus welchen diese bei Prägung farbändernden Blätter hergestellt wer den, relativ teuer, so dass merkliche Einsparungen möglich wären, wenn die Blattdicke unter die er wähnte minimale Dicke herabgesetzt werden könnte.
Zweitens sind Blätter, die genügend .dick sind, um die gewünschte Farbänderung in ihrem freitragenden Zustand zu zeigen, so steif, dass ihre Steifigkeit in manchen Fällen, so bei der Verwendung als Klebe- Etikette, störend ist. Blätter mit geringerer Dicke wür den sich besser an Oberflächen verschiedener For men anpassen lassen und würden weniger zum Krümmen und Knittern neigen als die dickeren, stei feren Blätter. Mit einem Klebstoff versehene Blätter, die so dünn sind, dass sie nur latente Farbänderungs- eigenschaften aufweisen, wären sehr geeignet für Klebe-Etiketten oder als Dekorationsmaterial.
Drittens sind Blätter, die genügend dick sind, um die gewünschte Farbänderung in ihrem freitragenden Zustand zu zeigen, im allgemeinen gegen mechani sche Deformationen anderer Art als das Prägen, z. B. gegen Verbiegen, empfindlich, indem sie Farbände rungen zeigen, wenn sie verbogen oder sonstwie mechanisch deformiert werden. Blätter, die so dünn sind, dass sie nur latente Farbänderungseigenschaften aufweisen, wären gegenüber diesen mechanischen Deformationen weniger empfindlich. Auf diese Weise könnte also der Unterschied der Reaktion der Blätter auf Prägen und andere mechanische Deformationen erhöht werden.
Viertens wurde festgestellt, dass Blätter, die ge nügend dick sind, um die gewünschte Farbänderung im freitragenden Zustand zu zeigen, eine uner wünschte Unschärfe der andersfarbigen Prägungen ergeben, indem gewisse Farbänderungen auch in den Gebieten unmittelbar neben den geprägten Buchsta- ben und Ziffern auftreten. Dünnere Blätter, die den vorstehend erwähnten grösseren Reaktionsunter schied auf Prägen .und andere mechanische Deforma tionen, einschliesslich mechanische Deformationen, die beim Prägen unbeabsichtigt auftreten, aufweisen, würden diese Unschärfe der Prägungen in geringerem Masse zeigen und damit sauberere Etiketten ergeben.
Fünftens wäre es für manche Anwendungen, z. B. wenn Etiketten in Reiter bestehender Karteien einge führt werden sollen, wünschbar, Blätter oder Streifen zu haben, deren Dicke geringer ist als die bisher für Farbänderungen in freitragenden Blättern oder Strei fen erforderliche minimale Dicke.
Das Hauptproblem bei der Erfüllung dieser Wün sche liegt darin, dass Blätter, die nicht die erwähnte minimale Dicke haben, in ihrem freitragenden Zu stand keine genügende Farbänderung zeigen, sondern praktisch nur latente Farbänderungseigenschaften aufweisen.
Um dieses Problem zu lösen und die Erfüllung der genannten Wünsche zu ermöglichen, ist das erfin- dungsgemässe Verfahren zur Herstellung von präg baren, blattförmigen Gegenständen, welche an ge prägten Stellen Farbänderungseffekte zeigen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Film aus einem Material hergestellt wird, das die Eigenschaft hat, bei Prägung einen Farbänderungseffekt zu zeigen, wobei die Dicke des Films auf ein Mass begrenzt wird, das un ter der Dicke liegt, welche nötig ist, um einen nützli chen Farbänderungseffekt beim Prägen des Films in freitragendem Zustand zu erzielen, und dass der Film mit einer :
daran haftenden Stützschicht versehen wird, deren Dicke und Steifigkeit ausreichen, um dem Film beim Prägen deutliche Farbänderungseigenschaften zu verleihen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht also .die wünschbare Verwendung von nur latent farb ändernden Filmen und verleiht diesen Filmen deut liche Farbänderungseigenschaften.
Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht zu verwechseln mit denjenigen bekannten Verfahren, bei welchen eine Schutzschicht zum Schutze eines Klebstoffes auf einer Seite des Films oder zur Ver stärkung des Films an einem Film angebracht wurde, der selbst schon genügend dick war, um eine genü gende Farbänderung beim Prägen zu zeigen.
Die im erfindungsgemässen Verfahren zu ver wendende Filmdicke kann nicht zahlenmässig genau angegeben werden, da das Mass der Filmdicke, wel ches nur latente und noch nicht deutliche Farbände- rungseigenschaften ergibt, von der Art und Zusam mensetzung des Filmmaterials abhängt. Im allgemei nen werden latente - und nicht deutliche - Farbän- derungseigenschaften erhalten, wenn die Filmdicke unterhalb etwa 0,075 bis 0,1 mm liegt. Dünnere Filme, etwa mit einer Dicke von 0,025 bis 0,05 mm, können ebenfalls verwendet werden.
Die am Film haftende Stützschicht kann eine Dicke aufweisen, die grösser ist als die Dicke des Films mit latenten Farbänderungseigenschaften. Auch die Dicke der Stützschicht kann nicht zahlen- mässig genau angegeben werden, da die Dicke der Stützschicht, die erforderlich ist, um dem Film deutli che Farbänderungseigenschaften zu verleihen, von verschiedenen Faktoren abhängt, unter anderem von der Steifigkeit der Stützschicht und des Films und von der Art, Zusammensetzung und Dicke des Films.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Stützschicht mit einer Dicke von etwa 0,125 bis 0,2 mm verwendet.
Die Stützschicht kann .aus einem steifen Material bestehen, z. B. aus steifem Polyvinylchlorid, Acrylo- nitril-Butadien-Styren, Polystyren, Polyäthylen oder harzimprägniertem Papier. Die Stützschicht kann auch aus zwei oder mehr Lagen zusammengesetzt sein, von denen mindestens eine aus steifem Material bestehen kann.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten, prägbaren, blattförmigen Gegenstand. Dieser Gegen stand umfasst einen Film aus einem Material, das die Eigenschaft hat, bei Prägung einen Farbänderungsef- fekt zu zeigen, wobei die Dicke des Films unter der Dicke liegt, welche nötig ist, um einen nützlichen Farbänderungseffekt beim Prägen des Films in frei tragendem Zustand zu erzielen, und eine am Film haftende Stützschicht, deren Dicke und Steifigkeit ausreichen, um dem Film beim Prägen deutliche Farbänderungseigenschaften zu verleihen.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend Aus führungsbeispiele der Erfindung im einzelnen erläu tert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1A und 1B ein nicht geschichtetes Blatt aus bei Prägung farbänderndem Material, Fig. 2A und 2B ein geschichtetes, bei Prägung farbänderndes Blatt gemäss einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 ein geschichtetes, bei Prägung farbändern- des Blatt gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel und Fig. 4 ein geschichtetes,
bei Prägung farbändern- des Blatt gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel. Fig. 1A zeigt in Seitenansicht .einen Streifen oder ein Blatt 10 aus einem Material, welches bei Prägung die eingangs erwähnten Farbänderungseffekte zeigt. Das Blatt 10 besteht z.
B. aus einer der in der USA- Patentschrift Nr. 2 925 625 angegebenen Polyvi- nylchlorid- oder Polyvinylchlorid-Kopolymer-Ver- bindungen. Gewünschtenfalls kann der Streifen oder das Blatt 10 auch aus Verbindungen bestehen, die Acrylonitril-Butadien-Styren oder Polystyren statt Polyvinylchlorid enthalten.
Der Streifen oder das Blatt aus einem dieser Styrene kann wie in der USA- Patentschrift Nr. 2 925 625 beschrieben hergestellt werden, z. B. durch Kalandern, Strang-Pressen oder auf einer Schlichtpresse.
Damit der Streifen oder das Blatt 10 eine nützli che Farbänderung zeigt, muss er bzw. es an den Stel len, welche die Farbe ändern sollen, einer gewissen Kaltverformung unterworfen werden. Zu diesem Zweck ist es nötig, dass die Dehnungszonen beim Prägen auf die Gebiete beschränkt sind, in welchen die Farbe ändern soll. Wenn dünne Blätter verwendet werden, erstrecken sich die Dehnungszonen von den Prägstellen aus über einen gewissen Bereich der Blät ter. Dies ist in Fig. 1B dargestellt.
Nach Fig. 1B ist das Blatt 10 mit einer einfachen Prägung 11 versehen worden. Wenn die Dicke des Blattes 10 kleiner als etwa 0,075 bis 0,1 mm ist, dann erstreckt sich die Dehnungszone D beim Prägen auf beiden Seiten der Prägestelle über einen beträchtli chen Bereich des Blattes, da die Beweglichkeit des Blattmaterials relativ gross und die Steifigkeit des Blattes bei derart kleinen Dicken relativ gering ist. Dies hat zur Folge, dass die Deformationskräfte beim Prägen in einem relativ grossen Bereich des Blattes oder Streifens wirksam werden, so dass eine genü gende Kaltverformung nur in den Gebieten 12 und 13 auftritt, wo das Blatt gebogen wird.
Diese verteilte Farbänderung ergibt keinen als nützlich zu bezeich nenden Farbänderungseffekt.
Wäre der Streifen oder das Blatt 10 so .dick wie die in den bekannten Farbänderungs-Prägeverfahren verwendeten Blätter, dann wäre er bzw. es. genügend steif und hätte eine genügend kleine Beweglichkeit, um einen nützlichen Farbänderungseffekt zu ergeben. Dadurch würden jedoch die eingangs geschilderten Vorteile dünner Blätter verloren.
Nach Fig. 2A ist eine Stützschicht 20 an dem dünnen Streifen oder Blatt oder Film 10 befestigt, z. B. mittels eines Klebstoffes. Die Stützschicht 20 besteht aus einem der eingangs genannten Stützmate rialien.
Wenn die geschichtete Struktur aus den Lagen oder Schichten 10 und 20 geprägt wird, wie in Fig. 2B bei 21 angedeutet, dann wird dabei durch die Steifigkeit der Stützschicht 20 der Streifen oder Film 10 versteift, sodass die Dehnungszone D mindestens annähernd auf die Prägestelle beschränkt bleibt. Die Längen der Dehnungszonen sind in den Fig. 1A, 113, 2A und 2B durch strichpunktierte Linien angegeben.
Wenn die Dehnungszone wie in Fig. 2B angegeben beschränkt ist, dann heisst das, dass beim Prägen praktisch kein Material in merklichem Ausmass von der Seite gegen die Prägestelle gezogen wird, so dass im Gebiet der Prägung eine genügende Kaltverfor mung auftritt, um die gewünschte Farbänderung, wie bei 22 angedeutet, zu erzeugen. Gleichzeitig wird das Auftreten von Farbänderungen in dem der Prägung benachbarten Gebiet herabgesetzt oder beseitigt. Es ergibt sich daher eine sehr scharf begrenzte, saubere Farbänderung der Prägung.
Um das vorstehend Gesagte besser zu erläutern, ist in Fig. 1A ein Element 1 einer bestimmten Länge a eingezeichnet, und in Fig. 2A ist ein Element 2 der selben Länge a eingezeichnet. Wenn das in Fig. 1A gezeigte Blatt 10 wie in Fig. 1B dargestellt, geprägt wird, dann nimmt die Länge des Elementes 1 um einen.
Betrag Ala zu; es ergibt sich also eine neue Länge von a+Ala und eine relative Dehnung e1 von
EMI0004.0001
wobei a die ursprüngliche Länge des Elementes 1 und Aia die schon erwähnte Längenzunahme des Elamentes 1 ist.
Wenn die in Fig. 2A dargestellte, die Lagen 10 und 20 umfassende, geschichtete Struktur wie in Fig. 2B gezeigt, geprägt wird, dann nimmt die Länge des Elementes 2 um einen Betrag A2a zu; es ergibt sich also eine neue Länge von a+A2a und eine rela tive Dehnung c, von
EMI0004.0016
wobei a die ursprüngliche Länge des Elementes 2 und A2a die Längenzunahme des Elementes 2 ist.
Wenn die Dehnungszone D wie in Fig. 2B gezeigt auf das Gebiet der Prägung beschränkt ist, dann sind die Spannungen im Film 10 bei der Dehnung um den Betrag e2 grösser als die Spannungen im Film 10, die bei der Dehnung um den Betrag .e1 auftreten, wenn die Dehnungszone sich über das Prägegebiet hinaus erstreckt und bewegliches Material, wie durch die Pfeile 16 in Fig. 1B angedeutet, während der Prägung gegen die Prägestelle und nach dem Prägevorgang elastisch zurückfliessen kann.
Man sieht also, dass das Vorhandensein der Stützschicht 20 die Entstehung von Kaltverfor- mungskräften ermöglicht, die ausreichen, um eine Farbänderung in einem streifen- oder blattförmigen Film 10 zu erzeugen, welcher ohne die Stützschicht 20 keine genügenden Spannungen zur Erzeugung einer nützlichen Farbänderung bilden könnte.
Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Stützschicht 50 von der Art der Stütz schicht 20 nach Fig. 2A und 2B an einem bei Prä gung farbändernden Film 40 von der Art des Films 10 nach Fig. 2A und 2B lösbar befestigt ist. Auch hier ist der Film 40 so dünn, dass er für sich allein nur latente Farbänderungseigenschaften aufweist.
Um dem Film 40 beim Prägen deutliche Farbände- rungseigenschaften zu verleihen, ist die Stützschicht 50 am Film 40 mittels eines Klebstoffes 47 befestigt. Der Klebstoff 47 kann einer der bekannten druck- empfindlichen Klebstoffe sein, die eine feste Ver bindung gegen Gleiten zwischen dem Film und der Stützschicht bilden, die jedoch gewünschtenfalls ein Abschälen der Stützschicht vom Film gestatten.
Klebstoffe dieser Art sind für Etiketten seit Jahren gebräuchlich.
Da der bei Prägung farbändernde Film 40 so dünn ist, dass er nur latente Farbänderungseigen- schaften aufweist, entsteht nach dem Abschälen der Stützschicht 50 nach der Prägung ein ideales, selbst klebendes Etiketten- oder Dekorationsmaterial, da ein so dünner Film sich viel leichter an verschiedene Oberflächen anpasst und weniger zu Verbiegung und Knickung neigt als ein bei Prägung farbänderndes Blatt, das dick genug ist,
um für sich allein deutliche Farbänderungseigenschaften aufzuweisen.
Vor dem Abschälen der Stützschicht 50 verleiht dieselbe dem nur latente Farbänderungseigenschaften aufweisenden Film 40 beim Prägen deutliche Far- bänderungseigenschaften, so dass eine Prägung mit scharf begrenzter, deutlicher Farbänderung entsteht, wenn die Schichten 40 und 50 zusammen wie bei 41 in Fig. 3 angegeben geprägt werden.
Gewünschtenfalls kann das Abnehmen der Stütz schicht 50 durch einen Löseüberzug 51 bekannter Art auf der Oberfläche der Stützschicht 50 und in Berührung mit dem Klebstoff 47 erleichtert werden. Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches wiederum einen latent farbändernden Film 40a von der Art des Films 40 nach Fig. 3 und des Films 10 nach Fig. 2A und 2B umfasst.
An dem Film 40a ist eine aus mehreren Lagen zusammengesetzte Stützschicht 50a befestigt. Die Stützschicht 50a um- fasst eine lösbare Schicht 52 von der Art der Stütz schicht 50 nach Fig. 3, oder der Stützschicht 20 nach Fig. 2A und 2B, eine dauernd mit dem Film 40a ver bundene Schicht 53 und eine Klebstoffschicht 47a zwischen den Schichten 52 und 53. Auch hier kann die innere Oberfläche der lösbaren Schicht 52 mit einem Löseüberzug bekannter Art versehen sein, der das Abnehmen der Schicht 52 nach dem Prägen er leichtert.
Die Zwischenschicht 53 kann aus .dünnem Faser material bestehen, z. B. aus imprägniertem oder un- imprägniertem Papier oder Gewebe, oder aus gefärb ter oder ungefärbter Metallfolie oder aus gefärbtem, ungefärbtem oder metallisiertem Kunststoff. Ge- wünschtenfalls kann das den Film 40a bildende Material in der Form eines flüssigen Überzuges auf die Zwischenschicht 53 aufgetragen und dann ge trocknet oder auf andere Weise verfestigt werden, um einen Film der gewünschten Dicke zu bilden. So kann z.
B. eine Acrylonitril-Butadien-Styren-Verbin- dung auf eine eloxierte Aluminiumfolie aufgetragen und zu einem Film verfestigt werden. Die Zwischenschicht 53 schafft für den Film 40a eine Untergrundfarbe,
welche das Aussehen der her gestellten Etiketten oder Dekorationsgegenstände verbessert und die verschiedensten Farbwirkungen ermöglicht. Ähnliche Wirkungen können beim Aus- führungsbeispiel nach Fig. 3 dadurch erzielt werden, dass man. in die Klebstoffschicht 47 einen Farbstoff einbaut.
Bei manchen Anwendungen kann der Film 40 nach Fig. 3 bzw. 40a nach Fig. 4 ungefärbt gelassen werden, wobei die Farbwirkung durch den Farbstoff bzw. eine gefärbte oder metallisierte Zwischenschicht erzeugt wird, wie im vorangehenden Abschnitt be schrieben. Man wird auch erkennen, dass es nicht nötig ist, die beschriebenen Filme auf eine hohe Stei- figkeit 3a zu vergüten, wenn die Stützschicht dem Film eine genügende Steifigkeit verleiht.