DE102005043117B4

DE102005043117B4 - Verfahren zum Bedrucken von Glas

Info

Publication number: DE102005043117B4
Application number: DE102005043117A
Authority: DE
Inventors: Andre Lucas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-10
Filing date: 2005-09-10
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2025-09-11
Also published as: DE102005043117A1

Abstract

Verfahren zum Bedrucken von Glas mittels UV-Flachbettdruck, gekennzeichnet durch Anmischen von UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner, Auftragen des Gemisches auf die zu bedruckende Glasfläche als dünne Grundierung, Aufbringen des Druckes aus UV-härtbaren Farben mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen nass in nass auf die Grundierung und gemeinsames Aushärten der Grundierung und des Druckes mittel UV-Licht durch Vernetzen mit dem Verdünner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Glas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt sind UV-Flachbettdrucker. Dabei wird ähnlich dem Tintenstrahldruckverfahren UV-härtbare Tinte aus Farbpatronen über Piezo-Ink-Jet-Druckköpfe auf die zu bedruckende Fläche aufgebracht und anschließend durch Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet. Die Druckköpfe für die benötigten Farben und die UV-Lichtquelle sind auf einem verfahrbaren Schlitten angeordnet, der ähnlich einem Plotter mittels eines zweidimensionalen Antriebs über die zu bedruckende Fläche verfahren wird oder eindimensional verfahren wird, während der zu bedruckende Gegenstand in die andere Dimension verfahren wird.

Nach Herstellerangaben sind flache Gegenstände aus unterschiedlichen Materialien, wie Metall, Keramik, Glas, Holz, Karton, Textilfasern bedruckbar.

Es wurde jedoch festgestellt, dass beim direkten Bedrucken von Glas keine bleibende Haftung zwischen der Glasoberfläche und den ausgehärteten Druckfarben besteht. Vielmehr lässt sich der Druck abkratzen oder sogar abwischen.

Aus der DE 103 40 754 A1 ist ein Sichtelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Eine Dekoration auf einer Sichtscheibe aus Glas ist durch eine Lösemitteldruckfarbe gebildet, die im Ink-Jet-Druckverfahren auf eine unbeschichtete Glasoberfläche der Sichtscheibe aufgebracht ist. Ein Härten des Druckes erfolgt durch Verdunsten des Lösungsmittels.

Aus der DE 27 51 612 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Vielschichten-Überzugs bekannt. Dabei werden auf ein Substrat, das aus Glas bestehen kann, mehrere Schichten von durch Strahlung härtbaren Druckfarbenzusammensetzungen aufgebracht und anschließend durch Bestrahlung gehärtet.

Aus der US 4 168 254 A ist eine für ein Ink-Jet-Druckverfahren geeignete Tintenzusammensetzung bekannt. Die Tintenzusammensetzung umfasst Druckfarbe, Lösungsmittel und Kunstharzkomponenten als Binder.

Aus der JP 63 227 372 A ist ein Glas-Substrat bekannt, das zum Bedrucken geeignet ist. Auf eine Glasoberfläche wird ein transparenter oder transluzenter Überzug aus einem Kunstharz aufgebracht, der die Adhäsion für Drucktinte verbessern soll.

Schließlich ist aus der JP 55 017 566 A ein Verfahren zum Bedrucken von Glaswaren bekannt. Dabei wird ein Silane enthaltender Haftvermittler einer durch UV-Bestrahlung härtbaren Tinte zugesetzt, mit dieser Zusammensetzung die Glasware bedruckt und anschließend durch UV-Bestrahlung gehärtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bedrucken von Glas mittels UV-Flachbettdruck dahingehend zu verbessern, dass eine bessere und bleibende Haftung zwischen der Glasoberfläche und den ausgehärteten Druckfarben erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen aufzubringenden UV-härtbaren Farben nicht unmittelbar auf die Glasoberfläche aufgebracht, sondern auf eine zuvor aufgetragene Grundierung. Bei der Grundierung handelt es sich um eine Schicht aus Materialien, wie sie aus dem Siebdruck auf Glas bekannt sind. Beim Siebdruck würde ein UV-härtbarer Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner angemischt und anschließend über ein teildurchlässiges Sieb auf die Glasoberfläche aufgetragen. Die Durchlässigkeit des Siebes gibt dabei die Konturen des Druckes vor. Zur Erzielung mehrfarbiger Drucke wird der Vorgang mit weiteren Farben wiederholt. Anschließend wird die Beschichtung unter UV-Strahlung gehärtet und ggf. noch in einem Ofen getrocknet.

Bei der Erfindung werden für die Grundierung zwar die gleichen Materialien als Gemisch wie beim Siebdruck verwendet, dieses Gemisch wird aber im Unterschied zum Siebdruckverfahren nicht über ein Sieb, sondern unmittelbar als gleichmäßige konturlose dünne Schicht auf die Glasoberfläche aufgetragen. Da die Grundierung lediglich die Haftung der mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen aufzubringenden UV-härtbaren Farben verbessert, nicht aber selbst als farb- und konturgebende Schicht hervortritt, reicht eine wesentlich geringere Schichtdicke aus als beim Siebdruck erforderlich wäre.

Ferner wird die Grundierung im Unterschied zum Siebdruck nicht für sich durch Bestrahlen mit UV-Licht gehärtet, sondern gemeinsam mit den mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen aufzubringenden UV-härtbaren Farben. Dies geschieht mittels der im UV-Flachbettdrucker integrierten UV-Lichtquelle in einem sich unmittelbar an den Druck anschließenden Arbeitsgang. Durch den Nass-in-Nass-Druck der mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen aufzubringenden Farben in die Grundierung kommt es zu einer besonders guten Anbindung der Druckfarben an die Grundierung. Ein Verlaufen der Farben wird dabei aber durch die unmittelbar anschließende UV-Aushärtung vermieden. Somit können Bilder und Grafiken bis zur maximalen vom Drucker bereitgestellten Bildauflösung gedruckt werden. Wegen der geringen Schichtdicke der Grundierung ist die gemeinsame Aushärtung mittels UV-Licht möglich und ausreichend. Eine anschließende Ofentrocknung kann daher entfallen. Die besonders gute Haftung der Druckfarben ergibt sich auch daraus, dass als Haftschicht gegenüber der Glasoberfläche die gesamte Fläche der Grundierung verfügbar ist.

Zweckmäßig wird vor Auftragen des Gemisches aus UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner die zu bedruckende Glasfläche mit Fett lösenden Substanzen gereinigt.

Dadurch ergibt sich zwischen Glas und Grundierung eine gleichmäßige Oberflächenspannung ohne Störstellen und damit eine optimale Haftung.

Vorzugsweise wird vor Auftragen des Gemisches aus UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner eine Einwirkzeit der Komponenten des Gemisches aufeinander von wenigstens 10 min abgewartet.

Dadurch wird eine sehr homogene Verteilung und Vermischung der Komponenten begünstigt, was bei der geringen Schichtdicke der Grundierung wichtig für homogene Eigenschaften ist.

Das Gemisch aus UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner wird zweckmäßig mittels einer Druckwalze aus Gummi auf die die zu bedruckende Glasfläche aufgetragen.

Dadurch ergibt sich beim Auftragen eine gleichmäßige dünne Schicht, indem überschüssiges Material durch die Druckwalze verdrängt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird UV-härtbarer Siebdrucklack im Anteil zwischen 80 und 95 Gewichtsprozent, vorzugsweise 93,4 Gewichtsprozent, Haftvermittler im Anteil zwischen 1 und 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,9 Gewichtsprozent und Verdünner im Anteil zwischen 2 und 6 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4,7 Gewichtsprozent gemischt.

Bei dieser Zusammensetzung werden sowohl eine gute Verarbeitbarkeit, eine gute Anbindung der Druckfarben an die Grundierung und ein vollständiges Aushärten der endgültigen bedruckten Grundierung erreicht, indem auch der Verdünner vollständig mit dem UV-Lack und den UV-Farben vernetzt wird. Überschüssiger Verdünner muss daher nicht mehr durch nachträgliche Wärmebehandlung verdampft werden.

Als Siebdrucklack wird zweckmäßig ein Transparentlack eingesetzt.

Dadurch bleibt der Farbeindruck der Druckfarben unverfälscht erhalten. Ferner kann eine für eine gute Haftung günstige große Oberfläche grundiert werden, ohne dass dies optisch stört.

Die UV-Beleuchtungsstärke kann höher als die für einen reinen Druck von UV-härtbaren Farben mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen UV-Flachbettdruck benötigte UV-Beleuchtungsstärke, vorzugsweise auf den höchsten Wert eingestellt werden.

In diesem Fall kann die Druckgeschwindigkeit des Flachbettdruckers beibehalten werden, da die für die Aushärtung der Grundierung zusätzliche Energie durch die höhere UV-Leistung bereitgestellt wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Als Material für die Grundierung wird ein UV-Siebdruckfarbensystem eingesetzt. Als Komponenten werden 150 Gramm transparenter UV-Lack, 3 Gramm handelsüblicher Haftvermittler und 7,5 Gramm handelsüblicher Verdünner verwendet. Die Komponenten werden in einen Mischer gegeben, 10 bis 20 Minuten aufeinander einwirken gelassen und gut vermischt. Die Mischung muss innerhalb von 8 Stunden bei Umgebungstemperatur von 18 bis 22 Grad verarbeitet werden. UV-Strahlung auf die unverarbeitete Mischung muss vermieden werden.
Die saubere Seite der zu bedruckenden Glasscheibe, nicht die Zinnbadseite wird mit einer Fett lösenden Substanz gereinigt. Anschließend wird die Mischung auf die Glasscheibe aufgebracht und mit einer Druckwalze aus Gummi dünn auf die Glasfläche aufgetragen. Dabei müssen alle Stellen einen gleichmäßig dünnen Auftrag erhalten.
Die Glasscheibe wird dann auf den Rollentisch eines UV-Flachbettdruckers gelegt und nach dem Piezo-Ink-Jet Verfahren mit der üblichen vom Druckerhersteller angebotenen oder empfohlenen UV-Tinte bedruckt. Gleichzeitig werden im konventionellen Einsatz des Druckers die bedruckten Stellen mit der integrierten UV-Lichtquelle bestrahlt und ausgehärtet. Die Beleuchtungsstärke der UV-Lichtquelle wird allerdings auf den Maximalwert eingestellt.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Grundierung mit einfachen Mittel manuell aufgetragen werden kann und anschließend der Druck mit konventionellen UV-Drucksystemen vorgenommen werden kann.

Claims

Verfahren zum Bedrucken von Glas mittels UV-Flachbettdruck, gekennzeichnet durch Anmischen von UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner, Auftragen des Gemisches auf die zu bedruckende Glasfläche als dünne Grundierung, Aufbringen des Druckes aus UV-härtbaren Farben mittels Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen nass in nass auf die Grundierung und gemeinsames Aushärten der Grundierung und des Druckes mittel UV-Licht durch Vernetzen mit dem Verdünner.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Auftragen des Gemisches aus UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner die zu bedruckende Glasfläche mit Fett lösenden Substanzen gereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor Auftragen des Gemisches aus UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner eine Einwirkzeit der Komponenten des Gemisches aufeinander von wenigstens 10 min abgewartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus UV-härtbarem Siebdrucklack mit Haftvermittler und Verdünner mittels einer Druckwalze aus Gummi auf die die zu bedruckende Glasfläche aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass UV-härtbarer Siebdrucklack im Anteil zwischen 80 und 95 Gewichtsprozent, vorzugsweise 93,4 Gewichtsprozent, Haftvermittler im Anteil zwischen 1 und 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,9 Gewichtsprozent und Verdünner im Anteil zwischen 2 und 6 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4,7 Gewichtsprozent gemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Siebdrucklack ein Transparentlack eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Beleuchtungsstärke höher als die für reinen Druck von UV-härtbaren Farben mittels Piezo-Ink- Jet-Druckköpfen benötigte UV-Beleuchtungsstärke, vorzugsweise auf den höchsten Wert eingestellt wird.