DE102011103695A1

DE102011103695A1 - Verfahren zur Veredlung von Druckbildern

Info

Publication number: DE102011103695A1
Application number: DE201110103695
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hechler; Dr. Peschke Jörg
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Veredlung von Druckbildern, insbesondere auf ein Verfahren zur Veredlung von per Laserdrucker oder Kopierer erzeugten Druckbildern auf Papier- oder Foliensubstraten, die ganz oder teilweise mit Glanz-, Interferenz- und/oder Metalleffekten versehen werden, auf nach diesem Verfahren veredelte Druckbilder sowie deren Verwendung.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Veredlung von Drucken, insbesondere zur Veredlung von per Laserdrucker oder Kopierer erzeugten Druckbildern auf Papier- oder Foliensubstraten, die ganz oder teilweise mit Glanz-, Interferenz- und/oder Metalleffekten versehen werden, auf nach diesem Verfahren veredelte Druckbilder sowie deren Verwendung.
Verfahren zum Veredeln von vorbedruckten Materialien mit Metall- und/oder Glanzeffekten, beispielsweise für den Buchdruck, für künstlerische Anwendungen, für hochwertige Verpackungen, Prospekte oder Etiketten sind an sich bekannt.
So werden bei so genannten Bronzierverfahren im Offset- oder Flexodruck mit mehrfarbigen Motiven vorbedruckte Substrate an den zu veredelnden Stellen mit einem Haftgrund (Unterdruckfarbe) vorbedruckt und dann das Bronzepulver [metallische Effektpigmente aus Aluminium (Silberbronze), Kupfer (Kupferbronze) oder Kupfer-Zink-Legierungen (Messing, Goldbronze)] in einer Bronziermaschine aufgebracht. Dabei bleibt das Bronzepulver an den mit Haftgrund vorbedruckten Stellen haften und verleiht dem damit versehenen Substrat einen glänzenden Metalleffekt. Die Unterdruckfarbe muss in nassem Zustand klebrig sein, darf nur wenig in den Bedruckstoff eindringen und muss sich durch oxidatives Trocknen mit dem Bronzepulver verfestigen. Dieser Prozess erfordert in der Regel eine lange Standzeit der bronzierten Drucke, da die Unterdruckfarbe nur sehr langsam trocknet und die bedruckten und bronzierten Substrate daher über einen relativ langen Zeitraum nicht gestapelt werden können. Außerdem ist der hohe apparative und zeitliche Aufwand nur für große Stückzahlen gerechtfertigt.
Um die Abriebfestigkeit der erhaltenen veredelten Drucke zu erhöhen, wird oft noch mit einer zusätzlichen Lackschicht überlackiert.
Weitere Einzelheiten zum klassischen Bronzierverfahren sind beispielsweise im Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Thieme Verlag 1998, Metalldruckfarben, S. 376 ff., dargestellt.
Alternativ zu den beschriebenen Bronzierverfahren sind auch Überdruckverfahren entwickelt worden, bei denen die Bronzen direkt in einen Lackfirnis gemischt und mit diesem verdruckt werden. Solche Drucke weisen höhere Abriebfestigkeiten auf als die per Bronzierverfahren erhaltenen veredelten Drucke, besitzen jedoch eine deutlich geringere Brillanz.
Als Substitut für den Einsatz von Bronzepulvern sind sowohl für das Bronzierverfahren als auch für die Überdruckverfahren mit effektpigmenthaltigen Druckfarben bereits Perlglanzpigmente bzw. Interferenzpigmente vorgeschlagen worden.
So werden beispielsweise in der DE 33 21 953 A1 und in der EP 0 177 637 B1 Verfahren zum Bronzieren von mit Unterdruckfarbe behandelten Farbdrucken beschrieben, bei denen statt der üblichen Bronzen für den Bronzierschritt Perlglanzpigmente eingesetzt werden. Letztere müssen jedoch, auf Grund ihres zu Metallpigmenten (Bronzen) unterschiedlichen Fließverhaltens, mit besonderen, geeigneten Massnahmen während des Bronzierverfahrens fliessfähig gemacht und gehalten werden, damit es nicht zu Verklumpungen in den eingesetzten Apparaturen kommt. Der damit verbundene apparative Aufwand ist ebenso wie bei den klassischen Bronzierverfahren nur über hohe Stückzahlen zu rechtfertigen.
Werden Perlglanzpigmente oder Interferenzpigmente in Überdrucklacken eingesetzt, lassen sich zwar gute Glanz- oder Metallglanzeffekte erzielen, aber, da Perlglanz- oder Interferenzpigmente in der Regel auf transparenten oder semitransparenten Trägermaterialien basieren, die wiederum mit transparenten oder semitransparenten Schichten verschiedener Brechzahl beschichtet sind, decken diese Effektpigmente den Untergrund oft nicht vollständig ab, d. h. das Deckvermögen solcher Pigmente ist meist nicht besonders stark ausgeprägt. Daher sind die erzielbaren Effekte in der Regel optisch nicht so auffällig wie beim Einsatz klassischer Metalleffektpigmente.
Den vorab beschriebenen Verfahren gemeinsam ist der hohe apparative und zeitliche Aufwand, der im industriellen Maßstab hingenommen werden muss. Für Kleinserien oder Einzelproduktionen müssen dagegen alle Arbeitsschritte in Handwerkstechnik erfolgen, was ebenso aufwändig wie teuer ist und oftmals, insbesondere im Bereich feinster Strukturen, auch ohne Verunreinigungen des Untergrundes mit Unterdruckfarbe in der Umgebung zu veredelnder Muster nur schwer zu bewerkstelligen ist.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Veredlung von vorbedruckten Substraten, welches gut verfügbar ist, einen sehr geringen apparativen Aufwand erfordert und, insbesondere auch für den Kleinserien-, Privat- und Künstlerbedarf, eindrucksvolle Druckveredlungen, vorzugsweise im Silber- und Goldbereich, in guter Qualität liefert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Veredlung von vorbedruckten Substraten zur Verfügung zu stellen, welches einfach und ohne spezielle Vorrichtungen ausführbar, kostengünstig, auch für den Hobby- und Privatbedarf anwendbar und ohne großen Zeitaufwand bei guter Qualität durchführbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein nach dem vorab beschriebenen Verfahren hergestelltes veredeltes Druckprodukt zur Verfügung zu stellen.
Darüber hinaus besteht eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung darin, die Verwendung eines nach dem genannten Verfahren hergestellten Produktes aufzuzeigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Veredlung von Druckbildern auf einem Substrat, wobei ein mit einem Druckbild versehenes Substrat auf einer das Druckbild aufweisenden Fläche des Substrates ganzflächig oder teilflächig auf eine Temperatur im Bereich von größer als 40°C bis 200°C erwärmt wird, auf den erwärmten Flächenbereich des Substrates ein Effektpigmentpulver aufgebracht wird, wobei das Effektpigmentpulver an dem Druckbild anhaftet, das Substrat abkühlen gelassen und anschließend nicht anhaftendes Effektpigmentpulver vom Substrat entfernt wird, und wobei das Druckbild auf dem Substrat eine verfestigte Druckfarbe umfasst, die mindestens ein bei einer Temperatur oberhalb von 40°C erweichbares Bindemittel und/oder Wachs enthält.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch ein veredeltes Druckbild mit Glanz- und/oder Metalleffekt gelöst, welches gemäß dem genannten erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird.
Außerdem wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch durch die Verwendung eines veredelten Druckbildes der genannten Art als dekoratives oder künstlerisches Element auf mit Druckbildern versehenen Substraten gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, mit schwarzen und/oder farbigen sowie ggf. sogar mit farblosen Druckbildern versehene Substrate ganz- oder teilflächig mit Glanz- und wahlweise mit Metalleffekten, aber auch mit vom ursprünglichen Farbdruckbild abweichenden farbigen, glänzenden Effekten zu veredeln.
Für die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dabei entscheidend, dass das auf dem Substrat vorab aufgebrachte Druckbild eine verfestigte Druckfarbe umfasst, die mindestens ein Bindemittel und/oder mindestens ein Wachs aufweist, welche(s) bei einer Temperatur oberhalb von 40°C erweichbar ist (sind).
Als Bindemittel kommen dabei verschiedene polymere Bindemittel in Frage, beispielsweise modifizierte Maleinsäure-Alkydharz-Polymere, Polyamide, Phenol-Formaldehyd-Polymere sowie verschiedene Derivate von diesen, Polyesterkondensate, modifizierte Alkydharz-Polymere, aromatische Polymere mit alternierenden Methylen- und aromatischen Einheiten, wie sie beispielweise in US 3,809,554 beschrieben sind, aber auch die in US 3,694,359 beschriebenen Polycarbonate, Polyester von Acryl- und Methacrylsäure, wie Poly(alkylacrylate) und Poly(alkylmethacrylate), Polyester und Copolyester mit Terephthalsäure-Einheiten, Bis (hydroxyalkoxy)phenylalkane, sowie verschiedene Styrol-haltige Polymere, beispielsweise die in US 2,917,460 , US 2,788,288 , US 2,638,416 , US 2,618,552 oder US 2,659,670 beschriebenen Bindemittel. Es können auch die Veresterungsprodukte einer Dicarbonsäure und eines Diols, welches insbesondere ein Diphenol ist, eingesetzt werden, wie sie in US 3,590,000 beschrieben sind. Besonders bevorzugt sind Copolymere von Styrol oder Styrolderivaten mit Acrylaten oder Methacrylaten, vorzugsweise mit Butylacrylat, Styrol/Butadien-Copolymere, oder die suspensionspolymerisierten Styrolbutadiene, die in US 4,558,108 beschrieben sind.
Als Wachse werden natürliche oder synthetische Wachse mit einem Molekulargewicht von ca. 1000 bis 6000 eingesetzt, wie Polyethylen, Polypropylen oder Paraffinwachse, oder auch Ester aus Fettsäuren und langkettigen Alkoholen. Die genannten Wachse müssen nicht notwendigerweise vorhanden sein, wenn bereits das Bindemittel eine Erweichungstemperatur oberhalb 40°C aufweist. Allerdings ist das Vorhandensein mindestens eines Wachses in der verfestigten Druckfarbe des Druckbildes von Vorteil, da Wachse generell Erweichungstemperaturen von knapp über 40°C aufweisen.
Bindemittel und Wachse der vorab beschriebenen Art sind lipophil, d. h. sie lassen sich gut in Fetten und Ölen lösen oder lösen ihrerseits gut Fette und Öle.
Die Erweichungstemperatur des Bindemittels und/oder des Wachses liegt im Bereich von größer als 40°C bis 200°C, vorzugsweise vom größer als 40°C bis 130°C und insbesondere von größer als 40°C bis 100°C.
Wie vorab bereits erwähnt, enthält das vorab erzeugte Druckbild in seiner Druckfarbe auch bevorzugt farbgebende Pigmente. Diese Pigmente liegen kleinteilig in Form von beispielsweise Ruß, Magnetit, cyan, magenta, gelben, blauen, grünen, roten und braunen Komponenten in der verfestigten Druckfarbe vor. Damit lassen sich die üblicherweise schwarzen und/oder farbigen Druckbilder erzeugen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem auf dem Substrat vorhandenen Druckbild um ein mittels eines Laserdruckers oder Kopierers erzeugtes Druckbild.
Im Gegensatz zu Druckbildern, die per Ink-Jet-Drucker oder Nadeldrucker auf Substrate aufgebracht werden, werden per Laserdrucker oder Kopierer erzeugte Druckbilder nicht auf die Substrate aufgespritzt und getrocknet, sondern aufgeschmolzen, entwickelt und ggf. stabilisiert, und anschließend verfestigt. Nach dem Abkühlen sind die erhaltenen Druckbilder wischfest und stabil gegen Feuchtigkeit.
Die verfestigte Druckfarbe auf dem Substrat im erfindungsgemäßen Verfahren ist daher vorzugsweise ein Toner, wie er üblicherweise für Laserdrucker und Kopierer eingesetzt wird.
Die gebräuchlichen Toner für Laserdrucker und Kopierer enthalten mindestens ein Bindemittel und/oder Wachs, welches eine Erweichungstemperatur von größer als 40°C, insbesondere im Bereich von größer als 40°C bis 200°C aufweist. Darüber hinaus enthalten handelsübliche Toner auch mindestens ein farbgebendes Pigment, welches entweder schwarz (Ruß, Magnetit) oder farbig (cyan, magenta, gelb) ist, je nachdem, ob es sich um einen schwarzen oder farbigen Toner handelt. Die enthaltenen Pigmente sind die üblicherweise für Toner eingesetzten Pigmente und für die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahren lediglich hinsichtlich der Farbigkeit des erzeugten Druckbildes, nicht jedoch hinsichtlich ihrer stofflichen Zusammensetzung von Bedeutung.
Des weiteren enthalten die verwendbaren Toner alle Hilfs- und Zusatzstoffe, die üblicherweise für Toner eingesetzt werden. Dabei handelt es sich neben den Harzpartikeln (Bindemittel) in der Regel um magnetisierbare Metalloxide und geringe Mengen an Trennmitteln, beispielsweise amorphes Siliziumdioxid.
Alle handelsüblichen Laserdrucker und Kopierer können daher zur Erzeugung des zu veredelnden Druckbildes auf dem Substrat im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, was erfindungsgemäß auch bevorzugt ist.
Das auf dem Substrat vorhandene Druckbild kann jedoch auch mit jeder anderen geeigneten Methode auf das Substrat aufgebracht werden, beispielsweise auch in Handarbeit. Für die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich ist dabei lediglich das Vorhandensein von mindestens einem Bindemittel und/oder Wachs mit einer Erweichungstemperatur von größer als 40°C in der verfestigten Druckfarbe auf dem Substrat.
Das auf dem Substrat befindliche Druckbild kann farblos, einfarbig, mehrfarbig und/oder schwarz vorliegen, und jeweils vollflächig oder in Teilbereichen des Substrates ausgebildet sein. In der Regel handelt es sich dabei um gedruckte figürliche oder Bildmotive, Schriftzüge, Piktogramme, Fantasiemuster oder andere, üblicherweise durch Druckverfahren übertragbare Motive.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem auf dem Substrat befindlichen Druckbild wegen des erzielbaren stärkeren Kontrastes des resultierenden veredelten Druckbildes um ein schwarzes oder farbiges Druckbild, oder um eine Kombination aus beiden.
Im letzteren Falle enthält die Druckfarbe, mit der das Druckbild vorab auf dem Substrat erzeugt wird, selbstverständlich noch mindestens ein farbgebendes Pigment, wie vorab bereits beschrieben.
Zur Veredlung des auf dem Substrat befindlichen Druckbildes wird der Flächenbereich des Substrates, der das zu veredelnde Druckbild bzw. den zu veredelnden Teil des Druckbildes aufweist, auf eine Temperatur im Bereich von größer als 40°C bis 200°C erwärmt. Je nach Bedarf kann es sich dabei um die Gesamtfläche oder aber auch um eine oder mehrere Teilflächen des das Druckbild aufweisenden Substrates handeln. Im letztgenannten Falle werden die Teilflächen vorzugsweise nacheinander erwärmt, was die Steuerbarkeit und Präzision des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert.
Die in der Druckfarbe des Druckbildes enthaltenen Bindemittel und/oder Wachse weisen nicht nur eine Erweichungstemperatur im Bereich von größer als 40°C bis 200°C auf, vorzugsweise von größer als 40°C bis 130°C, sondern in der Regel auch eine Schmelztemperatur im Bereich von etwa 50°C bis 200°C, vorzugsweise von 50°C bis 150°C.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darauf zu achten, dass die Erwärmung des das Druckbild aufweisenden Substrates jeweils in einem Temperaturbereich erfolgt, der oberhalb der Erweichungstmperatur der in der verfestigten Druckfarbe enthaltenen Bindemittel und/oder Wachse, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur dieser Bindemittel und/oder Wachse liegt. Die Ermittlung der geeigneten Erwärmungstemperatur im erfindungsgemäßen Verfahren innerhalb der vorab beschriebenen Grenzen kann dabei vom Fachmann, aber auch vom Laien über einfache Vorversuche leicht ermittelt werden. Da der Erwärmungs- und Abkühlungsschritt im erfindungsgemäßen Verfahren mehrfach wiederholt werden kann, auch nachdem bereits ein Effektpigmentpulver auf das erwärmte Druckbild aufgebracht worden ist, kann die Ermittlung der bevorzugten Erwärmungstemperatur auch in kleinen, sich in der Temperatur steigernden Temperaturintervallen erfolgen, ohne dass damit das zu veredelnde oder bereits veredelte Druckbild in seinem optischen Erscheinungsbild negativ beeinträchtigt wird. Vorzugsweise wird die im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgende Erwärmung des das Druckbild aufweisenden Substrates mit einer Temperatur durchgeführt, die innerhalb des genannten Temperaturbereiches im oberen Teil des für das jeweilige spezielle Druckbild zulässigen Temperaturbereiches liegt, da tendenziell eine höhere Erwärmungstemperatur des Druckbildes zu einer erhöhten Aufnahme an Effektpigmentpulver führt. Aus demselben Grund sind auch Druckbilder bevorzugt, die eine vergleichsweise hohe Schichtdicke aufweisen, wobei die Schichtdicke des Druckbildes auf dem Substrat selbstverständlich vorn jeweiligen Laserdruck- oder Kopierverfahren bzw. -gerät abhängt und grundsätzlich jedes gebräuchliche Laserdruck- bzw. Kopierverfahren geeignet ist.
Werden Druckbilder mit höheren Schichtdicken gewünscht, beispielsweise um das Erscheinungsbild des Druckbildes nach bereits erfolgter erfindungsgemäßer Veredlung zu optimieren oder um die Stabilität des Druckbildes zu erhöhen, ist es auch möglich, das Druckbild mehrfach hintereinander und vorzugsweise auch passgenau übereinander auf das Substrat aufzudrucken. Diese mehrfache Bedruckung kann sowohl insgesamt vor dem Aufbringen des Effektpigmentpulvers, als auch alternativ jeweils abwechselnd mit dem Auftragen des Effektpigmentpulvers in mehreren Schritten durchgeführt werden.
Die Erwärmung des das Druckbild aufweisenden Substrates erfolgt mittels bekannter, geeigneter Heizgeräte, beispielsweise mittels Heißluft oder Wärmeplatten oder anderen, gleichartigen Vorrichtungen. Vorzugsweise kommen dabei Heizgeräte zum Einsatz, deren Wärmeabgabe über Temperaturregler steuerbar ist. Alternativ können jedoch auch Heizgeräte ohne eine solche Steuerungsmöglichkeit eingesetzt werden, bei denen die dem Substrat zugeführte Wärmeenergie beispielsweise einfach über den Abstand der Heizquelle vom Substrat eingestellt werden kann. Letzteres ist insbesondere für den Heim- und Hobbybedarf hinreichend (beispielsweise handelsübliche Heizlüfter).
Bei den vorab mit dem Druckbild versehenen Substraten handelt es sich um Substrate, die vorzugsweise mit einem handelsüblichen Laserdrucker oder Kopierer direkt bedruckt werden können, beispielsweise um Papiere, Spezialpapiere, polymere Folien, Laminate aus wenigstens zwei dieser Materialien oder Kompositmaterialien, zum Beispiel für den Etikettendruck. Außer den genannten Substraten sind aber auch textile Materialien, Pappen oder sogar Metallsubstrate einsetzbar, auf die ein per Laserdrucker hergestelltes Druckbild im Transferverfahren übertragen werden kann, so dass auch auf diesen Substraten Druckbilder vorliegen können, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens veredelt werden können.
Die vorab genannten Substrate müssen selbstverständlich bei der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Erwärmungstemperatur stabil bleiben und dürfen keine Hitzeschäden entwickeln. Die üblicherweise für den Einsatz in Laserdruckern oder Kopiergeräten verwendeten Substrate sind erfindungsgemäß jedoch problemlos einsetzbar.
Das Aufbringen des Effektpigmentpulvers auf das mit dem Druckbild versehene, erwärmte Substrat erfolgt mittels eines weichen Gegenstandes, der über eine große Oberfläche verfügt und daher eine größere Menge an Effektpigment aufnehmen kann, also beispielsweise mittels eines Pinsels, einer Bürste, einer Watte, eines Vlieses oder eines Vliesstoffes. Dabei ist das Material des das Effektpigmentpulver übertragenden Gegenstandes im Prinzip nicht wesentlich, solange eine ausreichend große Oberfläche zur Aufnahme und Abgabe des Effektpigmentpulvers zur Verfügung steht. Natur- oder Kunsthaar sowie Baumwolle oder Zellwolle sind jedoch als Material bevorzugt.
Bedingt durch seine große Oberfläche kann der übertragende Gegenstand, nachfolgend beispielhaft als Pinsel bezeichnet, eine erhebliche Menge an Effektpigmentpulver aufnehmen. Der Pinsel wird dann mit einem leichten Druck über die mindestens auf die Erweichungstemperatur des Bindemittels und/oder Wachses erwärmte Fläche des mit dem Druckbild versehenen Substrates geführt. Dabei bleibt ein Teil des am Pinsel haftenden Effektpigmentpulvers an den erwärmten Flächenteilen des Druckbildes haften. Sollte der erwünschte Effekt nicht stark genug sein, kann der Vorgang des Erwärmens/Übertragens auch ein- oder mehrfach wiederholt werden. Sobald das Veredlungsergebnis zufriedenstellend ist, wird das Substrat abgekühlt und die überschüssige Menge an Pigmentpulver vom Substrat entfernt. Die Entfernung kann mit geeigneten mechanischen Mitteln erfolgen, beispielsweise ebenfalls mit einer Bürste oder einem Pinsel. Die überschüssigen Mengen an Effektpigmentpulver können dabei geeignet aufgefangen und wieder verwendet werden.
Abhängig von der Art des eingesetzten Effektpigmentpulvers und von der Farbe des Untergrunddruckes erfolgt die Veredlung des ursprünglichen Druckbildes mit Silber-, Gold- oder Farbeffekten, die durchweg glänzend sind, wahlweise Interferenzfarben oder optisch variable Interferenzfarben aufweisen, aber beispielsweise auch metallglänzend sein und eine sehr große Intensität aufweisen können, insbesondere im Gold- und Silberbereich, die der üblichen Belegung mit Metallbronzen qualitativ entspricht oder zumindest nahe kommt.
Unter Effektpigmenten werden im allgemeinen Pigmente verstanden, die einem Anwendungsmedium neben Farbe zusätzliche Eigenschaften wie zum Beispiel Winkelabhängigkeit der Farbe, Glanz oder Textur verleihen. Dabei ist ein Pigment definiert als eine aus Teilchen bestehende, im Anwendungsmedium praktisch unlösliche Substanz, die als Farbmittel oder wegen ihrer korrosionshemmenden, magnetischen, elektrischen oder elektromagnetischen Eigenschaften verwendet wird. Zu den Effektpigmenten zählen Glanzpigmente, Metalleffektpigmente, Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente.
Glanzpigmente sind vorwiegend plättchenförmig ausgebildete Effektpigmente, die sich parallel orientieren lassen und dann durch Lichtreflexion einen charakteristischen Glanz aufweisen. Glanzpigmente aus Metall werden als Metalleffektpigmente bezeichnet. Unter Perlglanzpigmenten werden Glanzpigmente verstanden, die aus transparenten Plättchen mit hoher Brechzahl bestehen. Zeigen solche Perlglanzpigmente auch Interferenzfarben, werden sie als Interferenzpigmente bezeichnet.
Effektpigmente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die vorab genannten Glanzpigmente, Metalleffektpigmente, Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente. Diese können, je nach der Art ihres Aufbaus, transparent oder opak sein. Die Effektpigmente werden erfindungsgemäß in Form eines Pigmentpulvers eingesetzt.
Transparente Effektpigmente bestehen aus transparenten oder im wesentlichen transparenten Schichten. Darunter werden im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Trägerschicht sowie gegebenenfalls zusätzliche, die Trägerschicht vorzugsweise umhüllende, Schichten verstanden, die auftreffendes Licht zu mindestens 60%, vorzugsweise zu mindestens 70% und mehr, insbesondere zu mindestens 90%, transmittieren.
Opake Effektpigmente sind insbesondere Metalleffektpigmente, also solche, die aus Metallen oder Metalllegierungen bestehen, oder solche, die mindestens eine Schicht aufweisen, die auftreffendes Licht zu mindestens 41%, vorzugsweise zu mindestens 50% und mehr, insbesondere zu mindestens 70%, absorbieren und/oder reflektieren. Solche Schichten können beispielsweise aus SiO₂ bestehen, in welches organische oder anorganische Farbpigmente eingeschlossen sind. Diese Schichten können ebenfalls aus Metallen oder Metalllegierungen bestehen. Als Metalle kommen insbesondere Eisen, Stahl, Aluminium, Kupfer, Nickel, Chrom, Silber, Gold, Kobalt, Titan, Wolfram, Molybdän, Palladium, Vanadium, Niob oder Platin, als Legierungen insbesondere Messing und Bronzen in Betracht Besonders bevorzugt ist Aluminium.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Effektpigmente sind plättchenförmig und können sowohl einschichtig als auch mehrschichtig aufgebaut sein.
Sind sie einschichtig aufgebaut, bestehen sie im Falle der transparenten Effektpigmente aus hochbrechenden Materialien wie beispielsweise Titandioxid. Solche Pigmente sind jedoch schwer zu handhaben und daher nicht bevorzugt. Einschichtige opake Pigmente bestehen aus Metallen oder Metalllegierungen, aus plättchenförmigem Fe₂O₃, oder aus plättchenförmigen Borosilikaten, Glas oder SiO₂, welche mit Farbpigmenten organischer oder anorganischer Natur eingefärbt sind, und zwar in der Weise, dass die Farbpigmente in einer plättchenförmigen Matrix eingeschlossen sind.
Mehrschichtig aufgebaute Effektpigmente, die erfindungsgemäß als Effektpigmentpulver eingesetzt werden, weisen als transparente Effektpigmente einen plättchenförmigen Träger aus einem Borosilikat, Glas, SiO₂, Al₂O₃, natürlichem oder synthetischem Glimmer, Talk oder einem anderen Schichtsilikat, als opake Effektpigmente einen plättchenförmigen Träger aus einem Metall, einer Metalllegierung, Fe₂O₃, oder aus einem Borosilikat, Glas oder SiO₂, welche mit Farbpigmenten eingefärbt sind, auf.
Auf diesem Träger ist mindestens eine anorganische Beschichtung angeordnet, die aus TiO₂, ZrO₂, SnO₂, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ oder Cr₂O₃, oder Mischungen oder Mischoxiden (z. B. Pseudobrookit, Ilmenit) aus diesen besteht. Dabei ist die direkt auf dem Träger befindliche Beschichtung vom Träger verschieden. Vorzugsweise umhüllt die mindestens eine anorganische Beschichtung den Träger weitestgehend oder vollständig.
Die anorganische Beschichtung sollte dabei vorzugsweise eine Schichtdicke aufweisen, die groß genug ist, um einen selbständigen Beitrag der Beschichtung zur Erzeugung von Interferenzfarben zu gewährleisten.
Ausnahmen bilden SiO₂-Beschichtungen, die, insbesondere wenn sie als einzige Beschichtung auf dem vorzugsweise metallischen Träger vorliegen, auch in höherer Schichtdicke (bis etwa 50 nm) als reine Schutzschicht vorliegen können.
Als Trägermaterialien sind erfindungsgemäß insbesondere Borosilikat-Trägerplättchen, Glas-Trägerplättchen, Aluminiumoxid-Trägerplättchen und Glimmer-Trägerplättchen bevorzugt, als Beschichtungen solche aus TiO₂ (Anatas oder Rutil), Fe₂O₃ oder Pseudobrookit.
Auf dem Träger können auch mehrere anorganische Schichten übereinander angeordnet sein. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn sich hoch- (n > 1,8) und niedrigbrechende (n ≤ 1,8) Schichten in der Beschichtung abwechseln. Bei den oben genannten Materialien handelt es sich bei TiO₂, ZrO₂, Fe₂O₃, Pseudobrookit und Cr₂O₃ um hochbrechende Materialien, während SnO₂, SiO₂, Al₂O₃ zu den niedrigbrechenden Materialien zählen.
Von den opaken Pigmenten sind besonders Aluminium-Plättchen mit Beschichtungen aus SiO₂, SiO₂-TiO₂, SiO₂-Fe₂O₃ oder SiO₂-TiO₂-SiO₂-TiO₂ bevorzugt:
Die Ausdehnung der Effektpigmente in Länge und Breite beträgt für die erfindungsgemäß eingesetzten Effektpigmente zwischen 1 und 200 μm, vorzugsweise zwischen 10 und 125 μm sowie zwischen 10 und 100 μm. Diese Ausdehnung wird gewöhnlich auch als Teilchengröße der Pigmente bezeichnet. Obwohl grundsätzlich alle Teilchengrößen im oben genannten Bereich eingesetzt werden können, sind zur Erzielung besonders markanter Glanz- und Glitzereffekte gröbere Pigmentfraktionen bevorzugt, also solche, die einen hohen Anteil an Pigmenten mit einer Teilchengröße von 100 μm und größer aufweisen. Feinere Pigmente führen zu einer besseren Abdeckung der zu veredelnden Drucke und sind deshalb für die Veredlung feiner Linien und zur Erzielung stark glänzender, metallartiger Flächen bevorzugt.
Die Dicke der Effektpigmente beträgt gewöhnlich zwischen 0,05 und 5 μm, vorzugsweise von 0,1 bis 4,5 μm und besonders bevorzugt von 0,2 bis 1 μm.
Die Effektpigmente weisen ein Aspektverhältnis (Verhältnis von Länge zu Dicke) von mindestens 2, bevorzugt von mindestens 10 und besonders bevorzugt von mindestens 50 auf, welches jedoch auch bis zu 2000 betragen kann.
Die im erfindungsgemäß eingesetzten Effektpigmentpulver verwendeten Effektpigmente weisen bevorzugt zusätzlich zu den vorab bereits beschriebenen Beschichtungen noch eine organische Nachbeschichtung auf.
Erfindungsgemäß wird diese organische Nachbeschichtung auf die Effektpigmentpartikel aufgebracht, um deren Oberfläche lipophil zu modifizieren. Solcher Art ausgestattete Effektpigmentpartikel werden in bzw. an den vorab beschriebenen, ebenfalls lipophilen Bindemitteln und/oder Wachsen des auf dem Substrat befindlichen Druckbildes besonders schnell und abriebfest fixiert.
Grundsätzlich sind für die lipophile Ausrüstung der erfindungsgemäß eingesetzten Effektpigmentpulver alle aus dem Stand der Technik bekannten Arten von organischen Nachbeschichtungen zur Lipophilisierung von anorganischen Partikeln geeignet, also beispielsweise eine Belegung mit Fettsäuren, Fettsäureestern, mono-, di- und tri-Alkoxysilanen mit mindestens einem, kovalent an das Silizium gebundenen, linearen, cyclischen, verzweigten und/oder substituierten Alkyl- oder Arylrest mit mindestens sechs Kohlenstoffatomen, polymere Verbindungen mit lipophilen Gruppen im Molekül, Epoxyverbindungen, Polyglycole, quarternäre Ammoniumsalze, jeweils mit mindestens einer lipophilen Gruppe im Molekül, oder langkettige Alkohole.
Bevorzugte organische Nachbeschichtungen der Effektpigmentpulver bestehen insbesondere aus Fettsäuren und/oder Fettsäureestern oder enthalten diese. Dafür kommen Beschichtungen aus Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, von Fettsäuregemischen oder den entsprechenden Fettsäureestern in Betracht. Bevorzugt ist eine Beschichtung aus Myristinsäure oder Stearinsäure, insbesondere bevorzugt aus Stearinsäure. Solche Beschichtungen werden, wie vorab bereits beschrieben, erfindungsgemäß aufgebracht, um die Haftung des Effektpigmentpulvers an den erwärmten Teilen des auf dem Substrat befindlichen Druckbildes zu verbessern. Da die dort eingesetzten, bei einer Temperatur von größer als 40°C erweichbaren Bindemittel und/oder Wachse ebenfalls ein lipophiles Verhalten aufweisen, haften insbesondere die mit Fettsäuren oder Fettsäureestern beschichteten Effektpigmente besonders gut an diesen Teilen des Druckbildes. Dadurch wird der Verbrauch an Effektpigment gesenkt, die überschüssige Menge an Effektpigment vermindert und die mechanische Stabilität der erzeugten veredelten Druckbilder verbessert.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Effektpigmente sind unter verschiedenen Handelsbezeichnungen von verschiedenen Herstellern kommerziell erhältlich. Besonders bevorzugt werden transparente oder semitransparente Effektpigmente eingesetzt, die unter den Handelsnamen Iriodin^®, Pyrisma^®, Colorstream^®, Miraval^® oder Xirallic^® jeweils in verschiedenen Farbstellungen von der Merck KGaA, Darmstadt, Bundesrepublik Deutschland, angeboten werden.
Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, dass selbst diese transparenten oder semitransparenten Effektpigmente zu auffällig starken, farbigen, farbneutralen oder metallischen Glanz- und Glitzereffekten auf zu veredelnden Druckbildern führen können. Bei überwiegender Transparenz der Effektpigmente kann die Farbgestaltung des Untergrundes in das zu veredelnde Druckbild mit einfließen und bestimmt teilweise maßgeblich die erzielbaren Farbeffekte, die immer von Glanzeffekten, wahlweise jedoch auch von Glitzereffekten, überlagert werden. Bei schwarzem Untergrund oder zumindest teilweise absorbierender Beschichtung auf dem Effektpigment, insbesondere mit Eisen-haltigen Beschichtungen, lassen sich dagegen auch sehr intensive Farb-, Metall- und/oder Farbfloppeffekte erhalten, deren Farbigkeit maßgeblich durch das Effektpigment bestimmt wird und teilweise deutlich vom Untergrund verschieden ist. Auch auf dem Substrat vorhandene Farbverläufe im Druckbild, beispielsweise verschiedene Graustufen, lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren in veredelter Form reproduzieren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein veredeltes Druckbild, welches durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Druckbild ist in seiner optischen Qualität mit einem traditionell hergestellten, mittels eines Bronzierverfahrens und Metallbronzepulvern veredelten Druckbild vergleichbar, wenn die entsprechenden Metalleffektpigmente (opake Pigmente), aber auch Interferenzpigmente mit absorbierenden Beschichtungen (semiopake Pigmente) eingesetzt werden. Beim Einsatz von transparenten Effektpigmenten können die Druckfarben des Untergrunddruckes mit Glanz- und Glitzereffekten betont sowie mit zusätzlichen weichen Farbeffekten modifiziert werden.
Das erfindungsgemäße veredelte Druckbild ist darüber hinaus in einem sehr einfachen, jedermann gut zugänglichen Verfahren schnell durchführbar und daher auch für den privaten, künstlerischen und Hobbybedarf und für kleine Stückzahlen einsetzbar. Die erhaltenen Druckbilder können sehr kostengünstig erhalten werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen, veredelten Druckbildes als dekoratives oder künstlerisches Element auf mit Druckbildern versehenen Substraten.
Insbesondere bevorzugt sind solche Druckbilder auf den Substraten, die mittels eines Laserdruckers oder Kopierers vorab hergestellt werden, entweder unmittelbar vor der Veredlung oder aber in größerem zeitlichen Abstand hierzu. Die veredelten Druckbilder sind, insbesondere mit Veredlungen im Gold- und Silberbereich, von edler und wertiger Anmutung und können beispielsweise auf Einladungen, Flyern oder Tickets für besondere Tagesereignisse wie Sportereignisse, Fest- und Feiertage, Jubiläen, oder private Feierlichkeiten wie Hochzeiten eingesetzt werden, ebenso wie für dekorative Elemente auf Einzelanfertigungen oder Kleinserien im Buchdruck oder zur Ausgestaltung von Plakaten, anderen Werbeträgern oder Kunstwerken verschiedenster Art. Die ins Auge fallenden glänzenden farbigen oder metallisch glänzenden Drucke oder Druckdetails sind werbewirksame Highlights auch auf ansonsten schwarzen Drucken und können für unterschiedlichste dekorative und künstlerische Zwecke eingesetzt werden, von denen die hier genannten nur beispielhaft aufgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend an Hand von Erfindungsbeispielen erläutert, jedoch nicht auf diese beschränkt werden.
Beispiele:
Für alle nachfolgenden Beispiele werden die folgenden Materialien und Geräte verwendet, sofern nicht anders angegeben:
Laserjet HP 1320N, Farblaser HP CLJ 5500, Fa. Hewlett Packard, zur Erstellung der Druckbilder,
Handelsübliches Kopierpapier, White Papier A4 80 mg/m², Fa. Lyreco, als Substrat,
Handelsübliche Watte, Naturelle Beauty Cosmetic, Fa. Jean Carol, zur Übertragung des Effektpigmentpulvers,
Heizplatte, RCT classik, Fa. IKA, zur Erwärmung der Druckbilder
Beispiel 1:
Mittels des Laserdruckers wird ein schwarzer Schriftzug auf das Papiersubstrat gedruckt. Nach dem Abkühlen und Verfestigen des Druckbildes wird das bedruckte Substrat auf eine auf 80°C aufgeheizte Heizplatte gelegt und dort für einen Zeitraum von etwa 2 min. belassen. Mit Hilfe eines Wattebausches wird Pigmentpulver der Bezeichnung Iriodin^® 307 PC S (goldfarbenes Interferenzpigment auf Glimmerbasis mit organischer Nachbeschichtung der Fa. Merck KGaA, Darmstadt) auf den erwärmten Schriftzug mit leichtem Druck per Hand aufgebracht. Das Substrat wird abkühlen gelassen und das überschüssige Pigmentpulver durch Abklopfen vom Papiersubstrat entfernt. Der Schriftzug auf dem Papiersubstrat hat nun eine auffällige, sehr ästhetisch aussehende goldglänzende Farbgebung mit der Anmutung einer Vergoldung.
Beispiel 2:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass als Effektpigmentpulver Iriodin^® 103 PS C (silbrig glänzendes Interferenzpigment auf Glimmerbasis mit organischer Nachbeschichtung der Fa. Merck KGaA Darmstadt) eingesetzt wird. Es wird ein silbrig schimmernder Schriftzug erhalten, der die Untergrundfarbe jedoch nicht überdeckt.
Beispiel 3:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass als Effektpigmentpulver Iriodin^® 225 PC S (blaues Interferenzpigment auf Glimmerbasis mit organischer Nachbeschichtung der Fa. Merck KGaA Darmstadt) eingesetzt wird. Die Heizplatte wird auf 110°C erwärmt. Es wird ein blau schimmernder Schriftzug erhalten, der die Untergrundfarbe nicht überdeckt.
Beispiel 4:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass der Schriftzug auf dem Substrat in gelber Farbe aufgedruckt wird. Die Heizplatte wird auf 90°C erwärmt. Es wird ein intensiver goldener Schriftzug erhalten, der deutlich heller ist als der goldene Schriftzug in Beispiel 1. Wird das bedruckte und veredelte Substrat aus dem Glanzwinkel heraus geneigt, erscheint der Schriftzug gelb mit Glanzeffekt.
Beispiel 5:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass der Schriftzug auf dem Substrat als schwarzer Balken gedruckt wird, der entlang seiner Längsachse seine schwarze Farbe über dunkelgrau und hellgrau bis zu farblos ändert (mit üblichen Office-Programmen für Computer erhältlich). Die Heizplatte wird auf 80°C erwärmt. Es wird ein goldener Balken erhalten, dessen Intensität sich in der Längsachse entsprechend der Intensität der schwarzen Untergrundfarbe ändert.
Beispiel 6:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass der Schriftzug auf eine handelsübliche Overheadfolie aufgedruckt wird. Die Heizplatte wird auf 60°C erwärmt. Auf der Folie wird ein glänzend goldener Schriftzug erhalten.
Beispiel 7:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass als Effektpigmentpulver Colorstream^® T 10-60, welches nachträglich mit 5 Gew.-% Stearinsäure nachbehandelt ist, (optisch variables Interferenzpigment auf SiO₂-Basis der Fa. Merck KGaA Darmstadt) eingesetzt wird. Es wird ein je nach Betrachtungswinkel violett-gold-grau schimmernder Schriftzug erhalten, der die Untergrundfarbe jedoch nicht überdeckt.
Beispiel 8:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass als Effektpigmentpulver Miraval^® 5426 Magic Green, Partikelgröße 20–200 μm, welches nachträglich mit 2 Gew.-% Stearinsäure nachbehandelt ist, (Interferenzpigment auf Borosilikat-Basis der Fa. Merck KGaA Darmstadt) eingesetzt wird. Es wird ein je nach Betrachtungswinkel grün glitzernder oder schwarz glänzender Schriftzug erhalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3321953 A1 [0008]
EP 0177637 B1 [0008]
US 3809554 [0020]
US 3694359 [0020]
US 2917460 [0020]
US 2788288 [0020]
US 2638416 [0020]
US 2618552 [0020]
US 2659670 [0020]
US 3590000 [0020]
US 4558108 [0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Thieme Verlag 1998, Metalldruckfarben, S. 376 ff. [0005]

Claims

Verfahren zur Veredlung von Druckbildern auf einem Substrat, wobei ein mit einem Druckbild versehenes Substrat auf einer das Druckbild aufweisenden Fläche des Substrates ganzflächig oder teilflächig auf eine Temperatur im Bereich von größer als 40°C bis 200°C erwärmt wird, auf den erwärmten Flächenbereich des Substrates ein Effektpigmentpulver aufgebracht wird, wobei das Effektpigmentpulver an dem Druckbild anhaftet, das Substrat abkühlen gelassen und anschließend nicht anhaftendes Effektpigmentpulver vom Substrat entfernt wird, wobei das Druckbild auf dem Substrat eine Druckfarbe umfasst, die mindestens ein bei einer Temperatur oberhalb von 40°C erweichbares Bindemittel und/oder Wachs sowie mindestens ein farbgebendes Pigment enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druckbild um ein mittels eines Laserdruckers oder Kopierers erzeugtes Druckbild handelt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein schwarzes und/oder farbiges Druckbild handelt.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Druckbild aufweisende Fläche des Substrates auf eine Temperatur von 50°C bis 130°C erwärmt wird.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Substrat um ein Papier, eine polymere Folie, ein textiles Material, eine Pappe, oder ein Laminat aus wenigstens zwei dieser Materialien handelt.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Effektpigmentpulver mittels eines Pinsels, einer Bürste, einer Watte, eines Vlieses oder Vliesstoffes auf das Substrat aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Effektpigmentpulver um ein Metalleffektpigmentpulver, ein Perlglanzpigmentpulver oder ein Interferenzpigmentpulver handelt.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Effektpigmentpulver ein Pulver aus Pigmenten ist, welche einen plättchenförmigen Träger aus Borosilikat, Glas, SiO₂, Al₂O₃, natürlichem oder synthetischem Glimmer, Talk oder einem anderen Schichtsilikat, aus einem Metall, einer Metalllegierung, Fe₂O₃, oder aus einem Borosilikat, Glas oder SiO₂, welche mit Farbpigmenten eingefärbt sind, aufweisen.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Effektpigmentpulver ein Pulver aus Pigmenten ist, welche auf dem Träger mindestens eine anorganische Beschichtung aufweisen, bestehend aus TiO₂, ZrO₂, SnO₂, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ oder Cr₂O₃, oder Mischungen oder Mischoxiden aus diesen, wobei die direkt auf dem Träger befindliche erste Beschichtung vom Träger verschieden ist.
Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Effektpigmentpulver ein Pulver aus Pigmenten ist, die auf ihrer Oberfläche eine lipophile Beschichtung aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lipophile Beschichtung aus Fettsäuren und/oder Fettsäureestern besteht oder diese enthält.
Veredeltes Druckbild mit Glanz- und/oder Metalleffekt, erhalten durch ein Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.
Verwendung eines veredelten Druckbildes gemäß Anspruch 12 als dekoratives oder künstlerisches Element auf mit Druckbildern versehenen Substraten.