DE102005008574A1

DE102005008574A1 - Verfahren und Vorrichtung zum digitalen Bedrucken von flächigen Materialien wie Textilien, Papier etc.

Info

Publication number: DE102005008574A1
Application number: DE102005008574A
Authority: DE
Inventors: Thomas Poetz
Original assignee: Potz Thomas
Current assignee: Potz Thomas
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum digitalen Bedrucken von flächigen Materialien wie Textilien, Papier etc., mittels eines Tintenstrahldruckers (16), werden die Materialien an denjenigen Stellen, die bedruckt werden sollen, in einem vorausgehenden Arbeitsschritt mittels eines weiteren Tintenstrahldruckers (14) digital mit einem das Verlaufen einer später aufzubringenden Tinte verhindernden Beschichtungsmittel beschichtet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum digitalen Bedrucken von flächigen Materialien wie Textilien, Papier etc. mittels eines Tintenstrahldruckers.

Bekleidungsstücke oder andere textile Materialien können bekannter Weise auf die verschiedensten Arten mit Bildern, Schriftzügen etc. bedruckt werden. Beispielsweise ist es möglich, T-Shirts oder ähnliche Bekleidungsstücke mit der Siebdruck-Technologie zu bedrucken. Das Verfahren des Siebdrucks beruht bekannter Weise darauf, dass jede einzelne Farbe durch ein "Sieb" gepresst wird, wodurch sich der gewünschte Druck ergibt. Dabei werden oft eine Vielzahl von Farben übereinander gedruckt, um die gewünschte Farbe und eine möglichst gute Farbwiedergabe zu erhalten. Dies bedeutet jedoch, dass pro Farbe ein Sieb erstellt werden muss. Für ein Sieb muss jeweils ein Film hergestellt werden, der dann auf das Sieb übertragen wird. Die Art der Darstellung ist jedoch limitiert. Fotographische Bilder und Motive können nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand auf Textilien übertragen werden. Der gesamte Siebdruckprozess ist sehr zeit- und kostenaufwendig und lässt sich nur bei großen Auflagen wirtschaftlich betreiben.

Weiterhin ist es bekannt, anstelle der analogen Siebdruck-Technologie eine digitale Technologie zu verwenden, bei der mit einem Tintenstrahldrucker, d.h. mit dem Inkjet-Verfahren, das Motiv/Bild zunächst auf eine Transferfolie bzw. ein Transferpapier gedruckt wird. Das Motiv/Bild wird dann von der Transferfolie/-papier mittels einer Bügelpresse auf das Textil übertragen. Dieses Verfahren ist jedoch nur für sehr kleine Auflagen, insbesondere Einzelstücke, sinnvoll, da das Verfahren als solches sehr langsam und teuer ist und ein enormer Zeitaufwand benötigt wird. Die Übertragungsqualität hängt dabei sehr von der Transferfolie bzw. dem Transferpapier, der richtigen Temperatur und der Zeit ab. Die Druckergebnisse sind nur für eine kurze Zeit haltbar und halten insbesondere wiederholten Waschvorgängen nicht stand. Weiterhin ist es schwierig, gleiche Bilder/Motive immer mit der gleichen Qualität zu drucken und an der gleichen Stelle zu fixieren.

Es ist auch bekannt, mit Hilfe der Inkjet-Technologie direkt auf die zu bedruckenden Materialien, insbesondere T-Shirts zu drucken, wobei eine wasserlösliche Pigmenttinte verwendet wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Tinte oft zu weit und in nicht vorhersehbarer Weise in das Gewebe eindringt, wodurch sich verschwommene, blasse und nicht sehr dauerhafte Farben ohne scharfe Konturen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der flächige Materialien, insbesondere Textilien, mit hoher Qualität dauerhaft und kostengünstig auch in kleinen bis mittleren Serien bedruckt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß dem Patentanspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien an denjenigen Stellen, die bedruckt werden sollen, in einem vorausgehenden Arbeitsschritt mittels eines weiteren Tintenstrahldruckers digital mit einem das Verlaufen einer später aufzubringenden Tinte verhindernden Beschichtungsmittel beschichtet werden.

Die Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Tintenstrahldrucker zum digitalen Beschichten der zu bedruckenden Materialien mit einem das Verlaufen der Tinte verhindernden Beschichtungsmittel vorgesehen ist, der – in Transportrichtung des Materials gesehen – vor dem Tintenstrahldrucker zum Bedrucken angeordnet ist, und dass mehrere Auflageeinrichtungen für die zu bedruckenden Materialien vorgesehen sind, die unterhalb der Tintenstrahldrucker längs einer Umlaufbahn stationsweise fortbewegbar sind, so dass sie mittels der Tintenstrahldrucker beschichtbar und bedruckbar sind.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung geschaffen, mit dem bzw. mit der flächige Materialien wie Textilien, Papier etc. mit sehr hoher Qualität, dauerhaft und kostengünstig auch in kleinen bis mittleren Serien oder auch in Einzelstücken bedruckt werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass dem eigentlichen Druckvorgang ein Beschichtungsvorgang vorausgeht, der ebenfalls digital mittels eines Tintenstrahldruckers durchgeführt wird. Hierzu können bekannte Tintenstrahldrucker verwendet werden, wodurch das Verfahren kostengünstig durchgeführt werden kann. Das auf die Materialien aufgebrachte Beschichtungsmittel verhindert, dass die anschließend aufzubringende Tinte in unerwünschter Weise weit in das Material eindringt und verläuft. Die Motive/Bilder können besonders konturenscharf und mit brillanten Farben auf die Materialien gedruckt werden. Die Tinte haftet besser, so dass auch die Echtheit (Haltbarkeit) des Aufdrucks verbessert wird. Von besonderem Vorteil ist, dass nur an denjenigen Stellen, an denen das Motiv/Bild auf das Material aufgedruckt wird, das Beschichtungsmittel auf das Material aufgetragen wird. Dies führt zu einem Minimalverbrauch an Beschichtungsmittel, was unter Kosten- und Umweltgesichtspunkten vorteilhaft ist. Weiterhin kann hierdurch die benötigte Zeit zum Auftragen des Beschichtungsmittels minimiert werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist folgende Schritte auf:

a) Befestigen des zu bedruckenden Materials auf eine Auflageeinrichtung in einer ersten Arbeitsstation;
b) Beschichten des Materials mit dem Beschichtungsmittel mittels des weiteren Tintenstrahldruckers in einer zweiten Arbeitsstation;
c) Trocknen des aufgebrachten Beschichtungsmittels in einer dritten Arbeitsstation;
d) Bedrucken des Materials mittels des Tintenstrahldruckers in einer vierten Arbeitsstation;
e) Trocknen der aufgebrachten Tinte in einer fünften Arbeitsstation und
f) Entfernen des gedruckten Materials in der ersten Arbeitsstation.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann das Bedrucken der Materialien auf sehr schnelle, wirtschaftliche Weise durchgeführt werden, wobei die einzelnen Auflageeinrichtungen taktweise von einer Arbeitsstation zur nächsten bewegt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Auflageeinrichtungen sternförmig angeordnet und an Tragarmen befestigt, die sich von einer Mittelachse der Vorrichtung radial nach außen erstrecken und an dieser drehbar gelagert sind. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Vorrichtung geringer Baugröße, die darüber hinaus kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Seitenansicht wichtiger Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
2: eine schematische Draufsicht auf die kreisförmig verfahrbaren Auflageeinrich tungen von 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist, wie aus 1 und 2 ersichtlich, fünf Auflageeinrichtungen 1, 2, 3, 4, 5 auf, die derart ausgebildet sind, dass zu bedruckende Materialien, beispielsweise T-Shirts, darauf genau positioniert und in einer das Bedrucken ermöglichenden Weise befestigt werden können. Die Auflageeinrichtungen 1-5 sind, wie aus 2 ersichtlich, sternförmig angeordnet und jeweils an einem Tragarm 6, 7, 8, 9, 10 befestigt, die sich von einer vertikalen Mittelachse 11 der Vorrichtung radial nach außen erstrecken und an dieser drehbar gelagert sind. Die Auflageeinrichtungen 1-5 befinden sich dabei in einer gemeinsamen, unteren Ebene und bilden einen Rotationstisch. Weiterhin sind die Auflageeinrichtungen 1-5 in Umfangsrichtung gleich weit voneinander beabstandet, d. h. die Winkel zwischen zwei benachbarten Tragarmen 6-10 sind, in der Draufsicht gesehen, jeweils gleich.
In der dargestellten Position befinden sich die einzelnen Auflageeinrichtungen 1-5 jeweils in einer entsprechenden, stationären Arbeitsstation I-V. Im Betrieb kann der Rotationstisch taktweise um jeweils 72° in Richtung der Pfeile 12 weitergedreht werden, wodurch die Auflageeinrichtungen 1-5 zur jeweils nächsten Arbeitsstation I-V gelangen.
Oberhalb des Rotationstisches befindet sich eine Haltevorrichtung 13, beispielsweise in der Form einer durchgehenden Platte, an deren Unterseite, wie aus 1 hervorgeht, ein Tintenstrahldrucker 14 zum Beschichten des Materials mit einem Beschichtungsmittel, eine Trocknungseinrichtung 15 zum Trocknen und Fixieren des Beschichtungs mittels, ein Tintenstrahldrucker 16 zum Bedrucken des Materials mit dem gewünschten Motiv/Bild mittels Tinte, und eine weitere Trocknungseinrichtung 17 zum Trocknen und Fixieren der Tinte befestigt sind. Die Anordnung der letztgenannten Geräte und der Haltevorrichtung 13 ist derart, dass der Tintenstrahldrucker 14 im Bereich der Arbeitsstation II, die Trocknungseinrichtung 15 im Bereich der Arbeitsstation III, der Tintenstrahldrucker 16 im Bereich der Arbeitsstation IV und die Trocknungseinrichtung 17 im Bereich der Arbeitsstation V liegen, bzw. diese Arbeitsstationen II-V bilden.
Wie aus 1 ersichtlich, ist zumindest dann, wenn die einzelnen Auflageeinrichtungen 1-5 von Arbeitsstation zu Arbeitsstation weitergedreht werden, ein genügend großer vertikaler Zwischenraum zwischen der Oberseite der Auflageeinrichtungen 1-5 und der Unterseite der Geräte 14-17 vorhanden, so dass ein Drehen des Rotationstisches behinderungslos möglich ist. Zum Beschichten oder Bedrucken der Materialien können, falls dies erforderlich ist, entweder die Haltevorrichtung 13 mit den daran befestigten Geräten 14-17 nach unten oder der Rotationstisch nach oben verfahren werden, bis der gewünschte Abstand zwischen den Geräten 14-17, insbesondere zwischen den Tintenstrahldruckern 14, 16 einerseits und den zu beschichtenden bzw. zu bedruckenden Materialien andererseits eingestellt ist.
Bei den Trocknungseinrichtungen 15, 17 kann es sich um übliche, auf die Beschichtungsmittel bzw. Tinte abgestimmte Geräte handeln, die beispielsweise durch Auflegen einer Heizplatte auf das Material, mittels Konvektion oder Strahlung den Trocknungs-/Fixierungsvorgang beschleunigen.
Die Vorgehensweise beim Betrieb der dargestellten Vorrichtung ist folgendermaßen: befindet sich, wie in 2 dargestellt, die Auflageeinrichtung 1 im Bereich der Arbeitsstation I, so wird zunächst das zu bedruckende Material, beispielsweise ein T-Shirt oder anderes Kleidungsstück, auf der Auflageeinrichtung 1 befestigt, so dass es für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge genau positioniert ist und sich nicht verschieben kann. Die entsprechende Auflageeinrichtung 1 ist an das jeweilige zu bedruckende Material angepasst und kann von daher je nach Art und Größe der zu bedruckenden Materialien unterschiedlichste Formen haben.
Anschließend wird der Rotationstisch in Richtung der Pfeile 12 weitergedreht, bis sich die Auflageeinrichtung 1 im Bereich der Arbeitsstation II befindet. Dort wird das Material mittels des Tintenstrahldruckers 14 digital mit einem speziellen, auf das jeweilige Material abgestimmten Beschichtungsmittel beschichtet, d. h. derart vorbehandelt, dass ein später durchzuführender Druckvorgang mit Tinte mit optimalem Ergebnis ausgeführt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Auflageeinrichtung 5 im Bereich der Arbeitsstation I, wo das fertig bedruckte Material von der Auflageeinrichtung 5 abgenommen und aus der Vorrichtung entnommen werden kann. Gleich anschließend, d. h. noch in der selben Drehstellung des Rotationstisches, wird auf die Auflageeinrichtung 5 ein neues, noch unbedrucktes Material aufgelegt und befestigt.
Wird der Rotationstisch um einen Takt weitergedreht, befindet sich die Auflageeinrichtung 1 im Bereich der Arbeitsstation III und damit unterhalb der Trocknungseinrichtung 15. Hier wird nun das vorher angebrachte Be schichtungsmittel getrocknet und fixiert. Gleichzeitig wird das an der Auflageeinrichtung 5 befestigte Material im Bereich der Arbeitsstation II beschichtet und das an der Auflageeinrichtung 4 befestigte Material im Bereich der Arbeitsstation I von der Auflageeinrichtung 4 abgenommen und ein neues Material auf die Auflageeinrichtung 4 aufgelegt.
Wird der Rotationstisch um einen Takt weitergedreht, befindet sich die Auflageeinrichtung 1 in einem Bereich der Arbeitsstation IV und damit unterhalb des Tintenstrahldruckers 16. Hier wird nun die Tinte und damit das zu druckende Motiv/Bild mittels des Tintenstrahldruckers 16 auf den vorher beschichteten Bereich des Materials digital aufgebracht. Gleichzeitig wird in der Arbeitsstation III das auf der Auflageeinrichtung 5 aufgelegte Material getrocknet, im Bereich der Arbeitsstation II das auf der Auflagestation 4 aufgelegte Material beschichtet, und im Bereich der Arbeitsstation I das auf der Auflageeinrichtung 3 aufgelegte, fertig gedruckte Material entnommen sowie ein neues Material aufgelegt.
Wird der Rotationstisch um einen Takt weitergedreht, gelangt die Auflageeinrichtung 1 in den Bereich der Arbeitsstation V und damit unterhalb der Trocknungseinrichtung 17. Hier wird die aufgedruckte Tinte getrocknet und fixiert. Gleichzeitig findet wiederum im Bereich der Arbeitsstation IV der Tintendruckvorgang, im Bereich der Arbeitsstation III der Trocknungsvorgang, im Bereich der Arbeitsstation II der Beschichtungsvorgang und im Bereich der Arbeitsstation I der Entnahme- und Beschickungsvorgang für die jeweils dort vorhandenen Materialien statt.
Wird der Rotationstisch um einen Takt weitergedreht, befindet sich die Auflageeinrichtung 1 wiederum im Bereich der Arbeitsstation I und damit in der in 2 dargestellten Ausgangssituation. Hier wird nun das auf der Auflageeinrichtung 1 aufgelegte, und fertig bedruckte Material von der Auflageeinrichtung 1 abgenommen und ein neues, noch nicht bedrucktes Material auf die Auflageeinrichtung 1 aufgelegt.
Dieses Verfahren ermöglicht damit einen kontinuierlichen, taktweisen Arbeitsablauf mit höchster Produktivität.
Die Druckköpfe der Tintenstrahldrucker 14, 16 können sich quer oder längs zum bedruckenden Material bewegen. Weiterhin ist es jedoch auch möglich, dass stationäre Druckköpfe verwendet werden, die sich über den gesamten zu druckenden Bereich erstrecken.
Es ist erkennbar, dass mittels des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung verschiedenste flächige Materialien bedruckt werden können. So ist es ohne Weiteres denkbar, auf diese Weise nicht nur Textilien aller Arten und Zusammensetzungen, sondern auch Tapeten, Vliesstoffe, Papier etc. zu bedrucken.

Claims

Verfahren zum digitalen Bedrucken von flächigen Materialien wie Textilien, Papier etc., mittels eines Tintenstrahldruckers (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien an denjenigen Stellen, die bedruckt werden sollen, in einem vorausgehenden Arbeitsschritt mittels eines weiteren Tintenstrahldruckers (14) digital mit einem das Verlaufen einer später aufzubringenden Tinte verhindernden Beschichtungsmittel beschichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Befestigen des zu bedruckenden Materials auf einer Auflageeinrichtung (1-5) in einer ersten Arbeitsstation (I), b) Beschichten des Materials mit dem Beschichtungsmittel mittels des weiteren Tintenstrahldruckers (14) in einer zweiten Arbeitsstation (II), c) Trocknen des aufgebrachten Beschichtungsmittels in einer dritten Arbeitsstation (III), d) Bedrucken des Materials mittels des Tintenstrahldruckers (16) in einer vierten Arbeitsstation, e) Trocknen der aufgebrachten Tinte in einer fünften Arbeitstation (V) und f) Entfernen des bedruckten Materials in der ersten Arbeitsstation (I).
Vorrichtung zum digitalen Bedrucken von flächigen Materialien wie Textilien etc., mittels eines Tintenstrahldruckers (16), dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Tintenstrahldrucker (14) zum digitalen Beschichten der zu bedruckenden Materialien mit einem das Verlaufen der Tinte verhindernden Beschichtungsmittel vorgesehen ist, der, in Transportrichtung des Materials gesehen, vor dem Tintenstrahldrucker (16) zum Bedrucken mit Tinte angeordnet ist, und dass mehrere Auflagevorrichtungen (1-5) für die zu bedruckenden Materialien vorgesehen sind, die unterhalb der Tintenstrahldrucker (14, 16) längs einer Umlaufbahn stationsweise fortbewegbar sind, so dass sie mittels der Tintenstrahldrucker (14, 16) beschichtbar und bedruckbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, in Transportrichtung des Materials gesehen, hinter jedem Tintenstrahldrucker (14, 16) eine Trocknungseinrichtung (15, 17) zum Fixieren des Beschichtungsmittels bzw. der Tinte angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass fünf Auflageeinrichtungen (1-5) für die zu bedruckenden Materialien vorgesehen sind, die um eine Mittelachse (11) der Vorrichtung herum bewegbar sind und nacheinander fünf Arbeitsstationen (I-V) durchfahren, wobei die erste Arbeitsstation (I) zum Auflegen der Materialien auf die Auflageeinrichtungen (I-V) und zum Entfernen der Materialien von den Auflageeinrichtungen (1-5) dient, und in der zweiten Arbeitsstation (II) der Tintenstrahldrucker (14) zum Beschichten der Materialien mit dem Beschichtungsmittel, in der dritten Arbeitsstation (III) eine Trocknungsein richtung (15) zum Fixieren des Beschichtungsmittels, in der vierten Arbeitsstation (IV) der Tintenstrahldrucker (16) zum Bedrucken der Materialien mit Tinte, und in der fünften Arbeitsstation (V) eine Trocknungseinrichtung (17) zum Fixieren der Tinte angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageeinrichtungen (1-5) sternförmig angeordnet und an Tragarmen (6-10) befestigt sind, die sich von einer Mittelachse (11) der Vorrichtung nach außen erstrecken und an dieser drehbar gelagert sind.