DE102012218849A1

DE102012218849A1 - Verfahren und Vorrichtung zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE102012218849A1
Application number: DE201210218849
Authority: DE
Inventors: Michael Has
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Bei einem Verfahren zum indirekten Übertragen auf einen Aufzeichnungsträgerwird ein zu übertragendes Bild/Muster durch Übertragen eines aufzutragenden Materials auf einem Transferelement gebildet und vom Transferelement auf einen Aufzeichnungsträger übertragen, wobei das Bild/Muster auf dem Transferelement durch chemische Reaktion des aufzutragenden Materials zumindest teilweise fixiert wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In neuerer Zeit liegt bei der Herstellung von Druckerzeugnissen der Fokus in der Verwendung von so genannten Non Impact Printing (NIP) Verfahren, also Verfahren, die ohne feste Druckform auskommen.
Hierbei sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die auf intermediäre Medien zurückgreifen, um ein aufzutragendes Material auf einen Aufzeichnungsträger zu übertragen, beispielsweise aus US 2001/0003561 A1 , US 2001/0038962 A1 , US 2003/0059701 A1 , US 2007/0134030 A1 und US 2008/0056779 A1 . Ein Problem der bisherigen Verfahren liegt darin, bei Verwendung weitgehend handels- und industrieüblicher aufzutragender Materialien, beispielsweise Farbe, Lack, Toner, Tinte, Kleber, Leiterstrukturen, Isoliermaterial, etc., eine ausreichende Haftung auf dem Aufzeichnungsträger beim Übertragen vom Transferelement bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechend verbessertes Verfahren zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.
Demgemäß ist ein Verfahren zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger vorgesehen, bei dem ein zu übertragendes Bild/Muster durch Übertragen eines aufzutragenden Materials auf einem Transferelement gebildet wird und vom Transferelement auf einen Aufzeichnungsträger übertragen wird, wobei das Bild/Muster auf dem Transferelement durch chemische Reaktion des aufzutragenden Materials zumindest teilweise fixiert wird.
Dieses Verfahren kann weitgehend mit handels- und industrieüblichen aufzutragenden Materialien durchgeführt werden. Zudem ermöglicht das Verfahren eine einfache Übertragung des aufzutragenden Materials auf dem Transferelement und eine einfache Übertragung auf den Aufzeichnungsträger. Weiterhin können mit dem Verfahren Verschmutzungen auf dem Transferelement nach der Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger weitgehend vermieden werden, was eine aufwändige Reinigung des Transferelements nach dieser Übertragung erleichtert oder nicht mehr erfordert.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 ein Beispiel eines Transferbandes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung.
3 ein weiteres Beispiel eines Transferbandes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung.
Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts anderes ausführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON KONKRETEN UND ALLGEMEINEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Zunächst sollen im Kontext der vorliegenden Patentanmeldung die folgenden Begriffe wie folgt verstanden werden:
Hydrophil im Rahmen der Erfindung sind Stoffe, beispielsweise aufzutragende Materialien, die sich gut in Wasser lösen und/oder von diesen gelöst werden können bzw. gut mit Wasser in Wechselwirkung treten können.
Hydrophob sind hingegen Stoffe, die sich kaum oder nicht in Wasser lösen und/oder kaum bzw. nicht von Wasser gelöst werden bzw. kaum oder nicht mit Wasser in Wechselwirkung treten.
Lipophil sind Stoffe, die mit Fetten und/oder Ölen gut in Wechselwirkung treten können bzw. sich gut in diesen lösen oder von diesen gut gelöst werden können.
Lipophob sind Stoffe, die sich kaum oder nicht in Fetten und/oder Ölen lösen und/oder kaum bzw. nicht von Fetten und/oder Ölen gelöst werden bzw. kaum oder nicht mit Fetten und/oder Ölen in Wechselwirkung treten.
Als chemische Reaktion im Sinne der Erfindung ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem es zu einer stofflichen Änderung bzw. Umwandlung kommt.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft anhand spezieller Ausführungsformen erläutert, die die Erfindung jedoch nicht einschränken.
1 zeigt schematisch – und somit nicht maßstabsgetreu – beispielhaft ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung, die hier mit Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, umfasst ein Materialbehälter 101, eine Auftragevorrichtung 101a, ein Transferelement 102, eine Steuereinrichtung 103, eine Zuführeinrichtung 104, eine Übertragungseinrichtung 105 und eine Ausgabeeinrichtung 106.
Mittels der Vorrichtung 100 lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters durchführen, wie später anhand der 2 und 3 noch detailliert erläutert wird.
Der Materialbehälter 101 beinhaltet das aufzutragende Material 2, welches beispielsweise in Form von einem oder mehreren Materialtropfen bereitgestellt wird. Das aufzutragende Material 2 wird mit einer Auftragevorrichtung 101a auf ein Transferelement 102 entsprechend der aufzutragenden Information übertragen. Im vorliegenden Beispiel ist das Transferelement 102 als über Walzen 102a, 102b betriebenes Transferband 102 ausgebildet, soll jedoch nicht darauf beschränkt sein, sondern kann ein anderweitig angetriebenes Transferband, eine Walze, ein angefärbter Fotoleiter in Form einer Walze oder eines Bandes, oder ein sonstiges geeignetes Transferelement sein. Das Transferelement 102 kann, wie in 1 dargestellt, aufzutragendes Material 2, das das zu übertragende Bild/Muster bildet, zu einer Umdruckstelle befördern. Während des Transports findet eine chemische Reaktion statt.
Als Auftragevorrichtung 101a kann beispielsweise ein Inkjet-Druckkopf, ein Elektronenleiter, ein digitales Druckwerk, eine weitere digitale Übertragungsvorrichtung oder eine andere dem Fachmann bekannte Übertragungsvorrichtung, mit der eine punktuelle Übertragung/Auftragung möglich ist, dienen.
Das Bereitstellen des aufzutragenden Materials 2 aus dem Materialbehälter 101 mit Hilfe der Auftragevorrichtung 101a wird mittels einer Steuereinrichtung 103 gesteuert. Die Steuereinrichtung 103 kann in bestimmten Ausführungsformen optional auch das Transferband 102 steuern, was in 1 als gestrichelte Linie angedeutet ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung 103 auch andere Teile der Vorrichtung 100 steuern. Die Steuereinrichtung 103 ist als eine Programm gesteuerte Einrichtung ausgebildet und kann zum Beispiel eine SPS (Speicherprogrammierte Steuerung), VPS (Verbindungsprogrammierte Steuerung), ein Mikroprozessor, Mikrocontroller oder dergleichen sein, die zum Beispiel in einem Server-Computer, Schaltschrank, Steueranlage, PC oder dergleichen eingebaut ist.
Weiterhin wird gemäß 1 ein Aufzeichnungsträger 4 aus einer Zuführeinrichtung 104 bereitgestellt. Auf diesen Aufzeichnungsträger 4 wird in der Übertragungseinrichtung 105, die hier als Gegendruckwalze mit weiteren Umlenkwalzen 105a, 105b ausgebildet ist, ein zumindest teilweise fixiertes Bild/Muster aus dem aufzutragenden Material 2 übertragen. Im Anschluss wird der Aufzeichnungsträger 4, auf den das Bild/Muster übertragen wurde, durch die Ausgabeeinrichtung 106 ausgegeben.
2 und 3 zeigen einen Ausschnitt eines Transferbandes 102 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß 1 zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung. Anhand der 2 und 3 wird nachfolgend ein beispielhaftes indirektes Verfahren erläutert, mittels dem ein aufzutragendes Bild/Muster erzeugt wird. Das aufzutragende Bild/Muster wird beispielsweise mit einem als Materialtropfen ausgebildeten aufzutragenden Material 2 auf einen Aufzeichnungsträger 4 aufgetragen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf solche Materialtropfen beschränkt, vielmehr kann das aufzutragende Material auch in anderer Form, beispielsweise in fester Form als Harzbrocken, Pulver, Partikel, etc., auf der Oberfläche 1 eines Transferbandes als Transferelement aufgetragen werden. Das aufzutragende Material kann mit Hilfe von Inkjet-Druckköpfen, Walzen oder anderen geeigneten Vorrichtungen, beispielsweise als Bildpunkt, auf das Transferelement übertragen werden.
In 2 und 3 werden flüssige Materialtropfen als beispielhaftes aufzutragendes Material 2 enthaltend ein Lösungsmittel 3 sowie ein Monomer, Farbpartikel/Farbpigmente und/oder Tinte (dye ink) und gegebenenfalls weitere Bestandteile auf der Oberfläche 1 des Transferbands von links nach rechts (2) bzw. rechts nach links (3) befördert, wobei die verschiedenen Materialtropfen zu verschiedenen Zeitpunkten I bis VI des Verfahrens gezeigt sind. Im Beispiel sind auf der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 Katalysatorteilchen vorgesehen, die mit dem Band verbunden und nicht im Detail gezeigt sind.
Durch die Katalysatorteilchen auf der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 wird im Materialtropfen nach der Übertragung/Auftragung des aufzutragenden Materials 2 zum Zeitpunkt I (2) eine chemische Reaktion, die durch Starten einer Polymerisationsreaktion eines Monomers im aufzutragenden Material 2 (nicht gezeigt) gestartet wurde, nahe der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 katalysiert.
Dadurch wird ein Polymer 2a im Materialtropfen zum Zeitpunkt II (2) bevorzugt in der Nähe der Oberfläche 1 des Transferbandes gebildet, wohingegen ein nicht polymerisierter Teil 2b des aufzutragenden Materials 2 im Materialtropfen hauptsächlich auf der der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 abgewandten Seite zu finden ist. Durch die Polymerisation findet zudem aufgrund der entwickelten Reaktionswärme ein Verdampfen von Lösungsmittel 3 statt.
Dieses Verdampfen schreitet auch zum Zeitpunkt III (2) fort. Zu diesem Zeitpunkt III schreitet auch die Polymerisation von der Oberfläche 1 des Transferbands 102 her fort, so dass sich der Anteil an Polymer 2a im Materialtropfen erhöht und zeitgleich der Anteil des nicht polymerisierten Teils 2b verringert wird.
Zum Zeitpunkt IV (3) wird der Materialtropfen mit dem einem Aufzeichnungsträger 4, beispielsweise Papier, in Kontakt gebracht. Obgleich in 3 die Übertragung/Auftragung auf einen Aufzeichnungsträger 4 von der Oberseite her dargestellt ist, ist es nicht ausgeschlossen, dass das aufzutragende Material auch von der Unterseite eines Aufzeichnungsträgers 4 her aufgebracht wird, beispielsweise indem ein Aufzeichnungsträger 4 von oben mit einem Transferelement in Kontakt kommt. Gemäß 3 wird zum Zeitpunkt IV noch vorhandenes Lösungsmittel aus dem nicht polymerisierten Teil 2b des Materialtropfens verdampft, mit dem dann der Aufzeichnungsträger 4 beaufschlagt werden kann. Dies ist beispielsweise auch bei der Verwendung von Wasser als Lösungsmittel vorteilhaft, wenn Papier als Aufzeichnungsträger 4 verwendet wird, um einer etwaigen Verringerung des Wassergehalts des Papiers durch Wärmeentwicklung entgegenzuwirken. Es ist in bestimmten Ausführungsformen jedoch auch möglich, dass die Verdampfung des Lösungsmittels abgeschlossen ist, bevor das aufzutragende Material 2 mit dem Aufzeichnungsträger 4 in Berührung kommt.
Bei dem in 3 gezeigten Fall ist die Polymerisation zum Zeitpunkt IV noch nicht abgeschlossen, und ein nicht polymerisierter Teil 2b des Materialtropfens kommt mit dem Aufzeichnungsträger 4 in Verbindung. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Polymerisation auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 4 abgeschlossen wird, was zu verbesserter Haftung des aufzutragenden Materials 2 auf dem Aufzeichnungsträger 4 führen kann. Auch kann ein aufzutragendes Material 2 in den Aufzeichnungsträger 4 übergehen und so eine weiter verbesserte Haftung bewirken.
Zum Zeitpunkt V (3) ist die Polymerisation des aufzutragenden Materials 2 beendet. Das aufzutragende Material 2 haftet nun mit dem Polymer 2a an dem Aufzeichnungsträger 4.
Zum Zeitpunkt VI (3) wird der Aufzeichnungsträger 4, auf dem nunmehr das aufzutragende Material 2 anhaftet, von der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 entfernt. In bestimmten Ausführungsformen, beispielsweise bei vollständiger Polymerisation, kann eine vollständige Entfernung des aufzutragenden Materials 2 von der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 erfolgen, so dass im Anschluss keine weitere Reinigung der Oberfläche 1 des Transferbandes 102 erforderlich ist.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger und der erfindungsgemäßen Vorrichtung erörtert, ohne dass hier auf die Zeichnung Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger. Dieses Verfahren zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters sei jedoch nicht beschränkt, solange das Übertragen eines Bildes/Musters indirekt unter Verwendung eines Transferelements erfolgt, mit dem das Bild/Muster auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird. Beispielsweise kann das Verfahren unter der Anwendung von Ink Jet Druckköpfen als Tintenstrahldruckverfahren ausgebildet sein oder eben auch ohne Druckköpfe. Eine Übertragung des aufzutragenden Materials auf das Transferelement kann auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise mittels einer Auftragswalze, wie dies zum Beispiel in der WO 2005/083528 beschrieben. Bevorzugt erfolgt die Übertragung/Auftragung jedoch berührungslos, um eine Rückspaltung zu einer Auftragswalze zu vermeiden und somit das aufzutragende Material gleichbleibend übertragen/auftragen zu können.
In bestimmten Ausführungsformen kann auch fortlaufend, also kontinuierlich, aufzutragendes Material auf das Transferelement aufgebracht werden, beispielsweise wenn dieses als geschlossenes Element, beispielsweise als Band oder Walze, vorgesehen ist, und somit auch die Übertragung des aufzutragenden Materials sowie die Übertragung auf den Aufzeichnungsträger in einer Art „Kreislauf” vonstattengehen kann.
Die Übertragung/Auftragung kann in bestimmten Ausführungsformen zielgerichtet erfolgen, so dass bereits ein vorgefertigtes Bild/Muster, beispielsweise auch spiegelverkehrt, auf dem Transferelement durch die Übertragung/Auftragung entsteht. In bestimmten Ausführungsformen kann aber auch das Bild/Muster auf dem Transferelement gebildet werden, beispielsweise indem Farbpartikel oder ein anderes aufzutragendes Material auf das Transferelement durch Einwirkung von außen, beispielsweise durch ein elektrisches Feld, übertragen werden.
Das aufzutragende Material im Rahmen der Erfindung sei nicht beschränkt, sofern es chemisch reagieren kann, und kann Druckmaterial, Lacke, Kleber, Leiterbahnen und/oder Isoliermaterial, beispielsweise zur Erzeugung von Schaltkreisen, etc. umfassen. Das aufzutragende Material kann hierbei eine oder mehrere chemische Verbindungen aufweisen, die chemisch miteinander reagieren können.
Die chemischen Verbindungen, die chemisch miteinander reagieren, können hierbei beispielsweise Monomere, Oligomere oder auch Polymere sein, die einer chemischen Reaktion unterzogen werden können, so dass sie zumindest teilweise fixiert werden, sind jedoch nicht auf diese Verbindungen beschränkt. Monomere sind hierbei niedermolekulare reaktionsfähige Moleküle, die zu molekularen Ketten oder Netzen, zu unverzweigten oder verzweigten Polymeren, also einer Art Matrix, umgesetzt werden können. Oligomere sind Moleküle, die aus strukturell gleichen oder ähnlichen Moleküleinheiten aufgebaut sind, und bestehen im Rahmen der Erfindung aus 2 bis 100, bevorzugt 10 bis 30 solcher Moleküleinheiten. Polymere sind Moleküle, die aus gleichen oder ähnlichen Moleküleinheiten bestehen, die zu Ketten oder Netzen ausgebildet sind, und keine Oligomere sind. Die Molmasse der Polymere ist hierbei nicht besonders beschränkt, sofern diese noch chemisch reagieren können und auf das Transferelement aufgetragen werden können. Bei Verwendung von Düsen zur Übertragung/Auftragung ist es beispielsweise in bestimmten Ausführungsformen erforderlich, dass die Bestandteile durch die Düse passen, damit sie auf das Transferelement aufgebracht werden können, was beispielsweise die Größe von Polymeren oder anderen Bestandteilen, wie beispielsweise gegebenenfalls Farbpartikeln/Farbpigmenten, die verwendet werden können, beschränkt. In bestimmten Ausführungsformen kann somit auch die Verwendung von Polymeren als chemisch reagierende Bestandteile erschwert bzw. auch nicht möglich sein.
In bestimmten Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das aufzutragende Material Monomere umfasst, die zu einem Polymer reagieren können.
Die chemische Reaktion des aufzutragenden Materials ist nicht beschränkt, solange durch die Reaktion eine zumindest teilweise Fixierung des aufzutragenden Materials erfolgt.
Eine chemische Reaktion kann in bestimmten Ausführungsformen eine Polymerisation sein, die sowohl radikalisch, kationisch oder auch anionisch ablaufen kann, oder eine Polykondensation oder eine Polyaddition. Beispiele für eine solche Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition sind aus der WO 2005/083528 bekannt, auf die mit Bezug auf die Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Geeignete Monomere für solche Reaktionen sind beispielsweise Vinylacetat, Phenylacetat, Acrylamid, Acrylat, Methacrylat, Polyole und/oder Polyisocyanate, beispielsweise zur Herstellung von Polyurethanen, Silane, etc. oder auch andere, gegebenenfalls UV-härtende Monomere, die abhängig vom Lösungsmittel bzw. einer Kombination von Lösungsmitteln geeignet verwendet werden können, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Bei UV-härtenden Bestandteilen kann zudem eine Flash-Fixierung mit einer UV-Lampe erfolgen. Bei bestimmten Reaktionen, wie beispielsweise einer Polyaddition, kann es auch erforderlich sein, weitere Bestandteile wie Wasser zum aufzutragenden Material zuzugeben, damit eine chemische Reaktion stattfinden kann.
Geeignete Oligomere können aus den genannten Monomeren gebildet werden, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Ebenso können Polymere für das Verfahren geeignet aus den Monomeren und/oder Oligomeren gebildet werden, können aber auch andere Polymere wie beispielsweise Polydimethylsiloxan umfassen.
Das aufzutragende Material kann in geeigneten Materialbehältern vorliegen, die keiner Beschränkung unterliegen, beispielsweise Farbkartuschen/Tonerkartuschen oder Behältern für Flüssigtinten, etc.
Daneben kann das aufzutragende Material in bestimmten Ausführungsformen Partikel wie Farbpartikel/Farbpigmente, beispielsweise Tonerpartikel, oder Metallpartikel für Leiterbahnen enthalten, wie sie in gewöhnlichen Auftrageverfahren unter Verwendung von Druckvorrichtungen verwendet werden. Die Partikel sind hierbei in keiner Weise beschränkt, so lange sie mit den weiteren Stoffen des aufzutragenden Materials gemischt werden können und auf das Transferelement aufgetragen werden können. Die Größe der Partikel ist nicht besonders beschränkt und kann im Bereich von 10 bis 1000 nm, bevorzugt im Bereich von 50 bis 500 nm liegen. Bevorzugt werden die Partikel während der chemischen Reaktion von den chemisch reagierenden Bestandteilen des aufzutragenden Materials eingeschlossen, also von diesen, zumindest teilweise, umgeben und fixiert. Die Übertragung/Auftragung der Partikel kann zusammen mit den chemisch reagierenden Bestandteilen des aufzutragenden Materials, beispielsweise den Monomeren und/oder Oligomeren und/oder Polymeren, erfolgen, oder getrennt von diesen.
In Ergänzung oder alternativ zu Farbpartikeln können auch Flüssigfarbstoffe auf das Transferelement aufgetragen werden, wobei die Übertragung/Auftragung in gleicher Weise wie bei den Farbpartikeln erfolgen kann, also beispielsweise getrennt von den chemisch reagierenden Bestandteilen oder zusammen mit diesen.
Auch ist es möglich, dass der Farbstoff bzw. Farbpartikel bereits in einem Lösungsmittel, gegebenenfalls mit weiteren Bestandteilen des aufzutragenden Materials, auf dem Transferelement vorliegt und dann mit einem chemisch reagierenden Bestandteil, beispielsweise einem Monomer und/oder Oligomer und/oder Polymer, gemischt werden.
Die Farbe des aufzutragenden Materials ist nicht beschränkt. In bestimmten Ausführungsformen ist es jedoch bevorzugt, mindestens vier aufzutragende Materialien in mindestens vier Materialbehältern vorzusehen, die die Farben Cyan, Magenta, Gelb (Yellow) und Schwarz (Black) des CMYK-Systems (Cyan, Magenta, Yellow, Black) abdecken, um Farbdrucke zu erhalten. Jedoch ist auch die Verwendung des RGBS- (rot, gelb, blau, schwarz) Systems nicht ausgeschlossen. Zudem können zur Verbesserung des Farbeindrucks auch zusätzliche aufzutragende Materialien mit weiteren Farben, wie beispielsweise Orange, Grün und Violett, oder auch speziellen Farben wie Gold oder Silber oder Spezialfarben verwendet werden. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, das Verfahren auch mit anderen Farben und/oder Farbmischungen durchzuführen. Beispielsweise ist es auch möglich, das Verfahren nur mit schwarzer Farbe durchzuführen oder das Verfahren mit Orange, Grün, Violett und Schwarz oder anderen Mischungen durchzuführen. Durch die Verwendung mehrerer Farben ist es möglich, ein Bild/Muster durch sequentielle Übertragung und/oder Auftragung der Farben zusammenzutragen, wobei sich Mischfarben durch Überlagerung oder direktes Nebeneinanderauftragen und/oder leicht überlappende Überlagerung einzelner Farbpunkte ergeben können. Bei Klebstoffen oder Lacken ist auch eine transparente Auftragung möglich.
Das aufzutragende Material kann neben den chemisch reagierenden Bestandteilen und gegebenenfalls Farbpartikeln auch weitere Bestandteile enthalten, wie sie gewöhnlich in aufzutragenden Materialien verwendet werden. Beispielsweise können zusätzlich Bindemittel wie Harze und trocknende Öle, Lösungsmittel wie Wasser, Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ester, Ketone, oder hochsiedende Mineralöle, etc., oder Gemische davon, Antioxidantien, Wachse, Ladungssteuerstoffe, viskositätssteuernde Stoffe etc. im aufzutragenden Material vorhanden sein. Aus umwelttechnischen Gesichtspunkten ist es bevorzugt, wenn als Lösungsmittel Wasser oder eine Mischung von Wasser mit weiteren, bevorzugt nicht umweltschädigenden Lösungsmitteln, beispielsweise Glycerin, verwendet wird.
Die chemisch reagierenden Bestandteile und die weiteren Bestandteile des aufzutragenden Materials, wie etwa Lösungsmittel, werden in bestimmten bevorzugten Ausführungsformen so gewählt, dass das Wandern von Farbe und/oder Partikeln, beispielsweise Farbteilchen, aufgrund physikalischer Prozesse oder Eigenschaften wie der Viskosität und/oder der relativen Oberflächenspannung der einzelnen Bestandteile und des Gemischs beschränkt wird. Auch beeinflussen physikalischer Prozesse oder Eigenschaften wie die Viskosität und/oder die relative Oberflächenspannung (abhängig von Untergrund/Substrat) des Gemisches im Verbund mit den weiteren Eigenschaften, wie etwa den hydrophilen/hydrophoben Eigenschaften, die Haftung und das Ablösen des aufzutragenden Materials auf dem Transferelement. Beispielsweise kann durch eine Kombination von Polyvinylacetat als chemisch reagierender Bestandteil und Metall als Oberfläche des Transferelements eine maximale Oberflächenspannung bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger erzielt werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann das aufzutragende Material in flüssiger Form auf das Transferelement aufgetragen werden. Beispielsweise kann das aufzutragende Material in solch flüssiger Form somit ein Monomer und/oder ein Oligomer und/oder ein Polymer, ein Lösungsmittel, gegebenenfalls einen Katalysator, einen Farbpartikel/ein Pigment und/oder einen Flüssigfarbstoff sowie gegebenenfalls weitere übliche Bestandteile, wie in den vorigen Abschnitten beschrieben, umfassen. Beim Aufbringen auf das Transferelement kann dann in bestimmten Ausführungsformen das Lösungsmittel zumindest teilweise oder auch vollständig verdampfen, beispielsweise durch die Reaktionswärme aus der chemischen Reaktion und/oder aufgrund von Erwärmung bei Verwendung eines beheizten Transferelements. In solchen Ausführungsformen kann dann auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung somit Vorrichtungsbestandteile umfassen, die das verdampfte Lösungsmittel aus der Vorrichtung entfernen, sowie Heizvorrichtungen. In solchen Ausführungsformen kann sich der Vorteil ergeben, dass weniger Lösungsmittel in den Aufzeichnungsträger eingetragen wird, so dass hierdurch der Aufzeichnungsträger weniger beeinflusst wird. In bestimmten Ausführungsformen kann das Lösungsmittel auch oder ausschließlich auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden.
Es ist in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt, dass die Bestandteile des aufzutragenden Materials, die an der chemischen Reaktion beteiligt sind, nach Beendigung der chemischen Reaktion eine transparente, also farblose Matrix bilden, damit die Farbe des Bildes/Musters nicht durch die Matrix gestört wird. Weiterhin ist es auch bevorzugt, dass die oben beschriebenen weiteren Bestandteile des aufzutragenden Materials den Farbeindruck des Bildes/Musters nicht beeinflussen.
In bestimmten Ausführungsformen kann die chemische Reaktion, beispielsweise eine Polymerisation, photochemisch, also durch Bestrahlung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge oder einem bestimmten Wellenlängenbereich, oder durch Zugabe eines Starters initiiert, d. h. gestartet werden. Starter können hierbei sowohl leicht dissoziierbare Moleküle, wie sie gewöhnlich für radikalische Polymerisationen verwendet werden, oder auch Säuren für kationische Polymerisationen, oder für anionische Polymerisationen gewöhnlich verwendete Starter wie Lithiumorganyle oder Grignardverbindungen sein. Starter können zusammen mit dem aufzutragenden Material oder auch getrennt von diesem auf das Transferelement aufgebracht werden. Auch ist es in bestimmten Ausführungsformen möglich, dass der Starter als gasförmiges Molekül vorliegt und so gezielt mit dem aufzutragenden Material, etwa durch eine Düse, in Verbindung gebracht werden kann, um die Reaktion zu starten. Ebenso ist es auch möglich, den gasförmigen Starter, wie etwa Kohlendioxid bei bestimmten Urethanen oder auch Ozon, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung so vorzusehen, dass es zu einer chemischen Reaktion kommt, wenn der chemisch reagierende Bestandteil aus einem Behälter, beispielsweise dem Materialbehälter mittels einer Auftragevorrichtung auf das Transferelement aufgebracht wird, wobei ein Eindringen des Gases in den Behälter und die Auftragevorrichtung zu verhindern ist.
Darüber hinaus kann die chemische Reaktion mit einem Katalysator katalysiert und/gegebenenfalls gestartet und/oder aufrecht erhalten werden, beispielsweise metallorganischen Verbindungen und/oder Metallen und/oder Metallverbindungen, wie sie gewöhnlich in solchen Reaktionen, beispielsweise einer Polymerisation oder einer Polykondensation oder einer Polyaddition, verwendet werden.
Katalysatoren sind hierbei chemische Stoffe, die die Reaktionsgeschwindigkeit der chemischen Reaktion beeinflussen, beispielsweise erhöhen, jedoch nach der chemischen Reaktion unverändert vorliegen.
Die Katalysatoren können in bestimmten Ausführungsformen bereits im aufzutragenden Material vorliegen, beispielsweise wenn die katalytische Wirkung erst nach dem Start der chemischen Reaktion, beispielsweise der Polymerisation bzw. Polykondensation bzw. Polyaddition, bei höheren Temperaturen auftritt, oder wenn beispielsweise ein beheiztes Transferelement verwendet wird. Auch ist es möglich, das Katalysatormaterial zusammen mit dem aufzutragenden Material auf das Transferelement aus verschiedenen Behältern aufzubringen oder auch vor oder nach dem aufzutragenden Material auf das Transferelement aufzubringen, beispielsweise durch Rakeln oder mit Bürsten. In bestimmten Ausführungsformen kann das Katalysatormaterial auch mit dem Transferelement verbunden sein, beispielsweise auf dem Transferelement haften oder mit der Oberfläche des Transferelements verbunden sein.
Neben oder anstelle des Katalysators kann auch der chemisch reagierende Bestandteil auf eine solche Weise auf das Transferelement aufgetragen werden, also vor, während oder nach der Übertragung/Auftragung der weiteren Bestandteile des aufzutragenden Materials.
In bestimmten Ausführungsformen, in denen ein Katalysator mit dem Transferelement verbunden ist, ist es möglich, dass die chemische Reaktion, beispielsweise die Polymerisationsreaktion bzw. Polykondensation oder Polyaddition, von der Oberfläche des Transferelements ausgehend vor sich geht, so dass die von der Oberfläche des Transferelements abgewandten Stellen des aufzutragenden Materials erst später, d. h. verzögert, polymerisieren. In solchen Ausführungsformen ist es dann möglich, die noch nicht polymerisierten Stellen des aufzutragenden Materials mit dem Aufzeichnungsträger in Verbindung zu bringen, so dass hierdurch bei der weiteren chemische Reaktion, beispielsweise der Polymerisation, dann eine stärkere Bindung zwischen dem aufzutragenden Material und dem Aufzeichnungsträger gebildet werden kann. Es ist in bestimmten Ausführungsformen aber auch möglich, dass die chemische Reaktion vor der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger beendet ist. In solchen Ausführungsformen ist es möglich, dass das aufzutragende Material nach der chemischen Reaktion durch eine entstehende Reaktionswärme noch erwärmt ist, was die Anbindung an den Aufzeichnungsträger verbessern kann.
Eine Steuerung des Zustands des aufzutragenden Materials bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger ist durch eine Reihe von Parametern möglich, die in bestimmten Ausführungsformen so gesteuert werden, dass die Übertragung auf den Aufzeichnungsträger in einem gewünschten Zustand des aufzutragenden Materials, beispielsweise teilweise reagiert, an der Oberfläche des aufzutragenden Materials, die mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung kommt noch nicht vollständig reagiert oder vollständig chemisch reagiert, erfolgen kann.
Neben der Zusammensetzung des aufzutragenden Materials sind Faktoren, die diesen Zustand beeinflussen können die Auswahl des Lösungsmittels, die Reaktionszeit, die Reaktionstemperatur, die Beschaffenheit des Transferelements (Anwesenheit von Katalysatormaterial, Material des Transferelements, etc.), die Auswahl der weiteren Materialien des aufzutragenden Materials sowie die Konzentration der Bestandteile des aufzutragenden Materials, die Wahl und der Gehalt an Lösungsmittel, die Bewegungsgeschwindigkeit des Transferelements sowie die Strecke, die das aufzutragende Material auf dem Transferelement zurücklegt, und die Anwesenheit eines Katalysators. Das Zusammenwirken dieser Faktoren kann für ein gegebenes Transferelement durch geeignete Auswahl der Bestandteile des aufzutragenden Materials und Variation der weiteren Faktoren wie Temperatur und Bewegungsgeschwindigkeit des Transferelements vom Fachmann in einfachen Versuchen geeignet bestimmt werden, so dass auf einfache Weise ein gewünschter Zustand des aufzutragenden Materials beim Übertragen auf den Aufzeichnungsträger erhalten werden kann.
Ein Einfluss auf die Temperatur kann neben einem Heizen der Vorrichtung auch durch ein Heizen des Transferelements erzielt werden. Somit kann das Verfahren auch für bestimmte Verfahrensgeschwindigkeiten, die von der Bewegungsgeschwindigkeit des Transferelements abhängen, optimiert werden. Die Einstellung einer bestimmten Temperatur für das Verfahren ermöglicht konstante Betriebsbedingungen, die beispielsweise einen Einfluss auf das Sammeln der Farben, ein Verfließen der Farben, Diffusion von Partikeln, etc. haben können, sowie einheitliche Bedingung für die chemische Reaktion, beispielsweise eine Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition.
Es ist in bestimmten Ausführungsformen möglich, dass das aufzutragende Material bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger in definierten Punkten auf dem Transferelement vorhanden ist, die dann auch den Aufzeichnungsträger übertragen werden. Die Größe der Punkte ist hierbei nicht beschränkt. Auch können diese Punkte beispielsweise durch zumindest teilweise Überlagerung bei einem Verfahren mit mehreren aufzutragenden Materialien, beispielsweise mit mehreren Farben, oder durch Zusammenfließen von flüssigen aufzutragenden Materialien, größere Punkte bilden. In bestimmten Ausführungsformen ist es jedoch auch möglich, dass das aufzutragende Material, zumindest teilweise, eine zusammenhängende Fläche nach dem Übertragen/Auftrag bildet, beispielsweise wenn größere Flächen mit einer bestimmten Farbe im Bild/Muster vorkommen. In solchen Fällen kann das aufzutragende Material auch, zumindest abschnittsweise, folienartig, beispielsweise bei einer Polymerisation oder Polykondensation oder Polyaddition, auf dem Aufzeichnungsträger vorhanden sein.
In bestimmten Ausführungsformen kann das aufzutragende Material zudem erwärmt werden, um die chemische Reaktion zu starten oder zu begünstigen, oder um auch sicherzustellen, dass die chemische Reaktion spätestens bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger beendet ist.
Es ist in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt, dass die chemische Reaktion spätestens bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger beendet ist, um ein Verbleiben von aufzutragendem Material auf dem Transferelement oder ein Austragen von verbleibenden Bestandteilen des aufzutragenden Materials in andere Teile der Vorrichtung, beispielsweise als Staub, zu verhindern. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn umweltschädliche oder gesundheitsgefährdende Bestandteile, wie beispielsweise bestimmte Monomere für Polymerisationsreaktionen, etc. im aufzutragenden Material verwendet werden. Auch bei der Verwendung von kleinen Teilchen mit Größen im Bereich von Nanometern bis einigen Mikrometern, beispielsweise Farbpartikeln oder Katalysatoren, im aufzutragenden Material ist es bevorzugt, dass die chemische Reaktion bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger beendet ist, damit diese in der Matrix des aufzutragenden Materials gebunden sind. Weiter bevorzugt ist in bestimmten Ausführungsformen, dass zumindest die Unterseite des aufzutragenden Materials, die mit der Oberfläche des Transferelements in Berührung ist, bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger bereits vollständig reagiert ist, damit bei der Übertragung oder kurz danach von dieser Seite keine Partikel entfernt werden können und das Loslösen des aufzutragenden Materials vom Transferelement im Wesentlichen ohne Verbleib von Resten auf dem Transferelement vonstattengeht.
Das Transferelement in der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt und kann beispielsweise ein Transferband, eine Transferwalze, ein Transfertuch oder dergleichen sein, wie sie beispielsweise in gewöhnlichen Vorrichtungen zum Drucken verwendet werden. Beispiele für ein Transferelement sind z. B. aus WO 97/07433 bekannt. Auch ist es möglich, ein Transferelement mit einem bestimmten Material, beispielsweise einem Metall oder einer Metallverbindung, zu beschichten, das bzw. die auch katalytisch aktiv sein kann. Auch können durch die Beschichtung des Transferelements die Oberflächeneigenschaften hiervon beeinflusst werden, es also beispielsweise hydrophil, hydrophob, lipophil oder lipophob gemacht werden. Hydrophobe Oberflächen können beispielsweise durch Beschichtung mit Aluminium oder Kupfer erzeugt werden.
Das Material des Transferelements ist nicht besonders beschränkt, so lange es nicht mit dem aufzutragenden Material reagiert. In bestimmten Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass das aufzutragende Material nach der, zumindest teilweise erfolgten, chemischen Reaktion auf dem Transferelement nicht gut auf der Oberfläche des Transferelements anhaftet, wohingegen eine gute Anhaftung des aufzutragenden Materials an die Oberfläche des Transferelements vor der chemischen Reaktion in bestimmten Ausführungsformen bevorzugt ist, um ein Verschmutzen der Umgebung des Transferelements aufgrund der schlechten Anhaftung zwischen dem aufzutragenden Material und der Oberfläche des Transferelements zu verhindern.
So kann beispielsweise das Transferelement eine hydrophile Oberfläche aufweisen, an der ein hydrophiles aufzutragendes Material nach der Übertragung/Auftragung gut anhaftet, wobei dieses aufzutragende Material dann nach der chemischen Reaktion weniger hydrophil bzw. auch hydrophob werden kann und somit nicht mehr so gut auf der hydrophilen Oberfläche des Transferelements anhaftet und sich somit die Übertragung auf den Aufzeichnungsträger erleichtert. Umgekehrt kann die Oberfläche des Transferelements in bestimmten Ausführungsformen hydrophob sein, so dass ein vor der chemischen Reaktion hydrophobes aufzutragendes Material auf der Oberfläche nach dem Übertragen/Auftragen gut anhaftet, wobei das aufzutragende Material dann durch chemische Reaktion weniger hydrophob oder auch hydrophil wird und nicht mehr so gut auf der Oberfläche des Transferelements haftet, so dass die Übertragung auf den Aufzeichnungsträger erleichtert wird.
In diesen Ausführungsformen kann auch aufgrund der verringerten Anhaftung des aufzutragenden Materials auf der Oberfläche des Transferelements nach der zumindest teilweise erfolgten chemischen Reaktion die Abtrennung des aufzutragenden Materials beim Übertragen auf den Aufzeichnungsträger erleichtert sein, und es kann zudem zu einer verbesserten Ablösung des zumindest teilweise reagierten aufzutragenden Materials vom Transferelement aufgrund der verringerten Anhaftung zwischen aufzutragenden Material und Transferelement kommen. Dies kann in bestimmten Ausführungsformen dazu führen, dass das aufzutragende Material beim Übertragen auf den Aufzeichnungsträger weitgehend vollständig auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird, so dass wenig bis kein aufzutragendes Material danach auf dem Transferelement verbleibt und eine Reinigung des Transferelements nach dem Übertragen erleichtert oder sogar vermieden werden kann. Beispielsweise kann ein Transferelement aus Gummi bestehen und/oder mit einer speziellen Beschichtung vorgesehen sein, die den obigen Voraussetzungen gemäß der Auswahl des aufzutragenden Materials genügt.
Beispielsweise kann eine erleichterte Abtrennung erfolgen, wenn Papier oder ein anderes hydrophiles Material als Aufzeichnungsträger verwendet wird und die durch chemische Reaktion gebildete Matrix des aufzutragenden Materials ebenfalls hydrophil ist, und zudem das Transferelement hydrophob ist. Die Wechselwirkung zwischen hydrophilem aufzutragenden Material nach der chemischen Reaktion und hydrophilem Aufzeichnungsträger kann dann durch sich bildende Wasserstoffbrückenbindungen verstärkt werden während zwischen dem Transferelement und dem aufzutragenden Material nur Van der Waals-Kräfte wirken können.
Neben hydrophilen/hydrophoben Wechselwirkungen zwischen dem Transferelement und dem aufzutragenden Material können auch andere Arten der Wechselwirkung, beispielsweise lipophil/lipophob, in Betracht kommen, die dem Fachmann geläufig sind.
In bestimmten Ausführungsformen ist es zudem bevorzugt, dass die Oberfläche des Transferelements eine definierte und im Wesentlichen gleichbleibende Oberflächenqualität aufweist, damit die chemische Reaktion auf dem Transferelement in gleichbleibender Weise erfolgen kann. Somit ist es in bestimmten Fällen auch nicht ausgeschlossen, dass das Transferelement von Zeit zu Zeit im erfindungsgemäßen Verfahren ausgetauscht wird, um eine im Wesentlichen gleichbleibende Oberflächenqualität des Transferelements zu gewährleisten.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass das Transferelement nach der Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger gereinigt wird, was mit üblichen Mitteln, z. B. Abstreifern oder Reinigungswalzen, Bürstenwerken, Saugeinrichtungen, Blaseinrichtungen, Blas-Saugeinrichtungen, etc., insbesondere an gekrümmten Stellen bei beispielsweise einem Transferband, erfolgen kann, wobei in bestimmten Ausführungsformen keine Reinigung des Transferelements nach der Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger erforderlich sein kann. Durch eine Reinigung kann in bestimmten Ausführungsformen die Bereitstellung einer reproduzierbaren Oberfläche des Transferelements gewährleistet werden. Bei Verwendung eines Bürstenwerks zur Reinigung kann dieses auch zur Auftragung von beispielsweise einem Katalysator oder bestimmten Bestandteilen des aufzutragenden Materials verwendet werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Transferelement zudem beheizt sein, um die chemische Reaktion auf dem Transferelement zu begünstigen. In solchen Ausführungsformen ist es zudem möglich, dass ein im aufzutragenden Material vorhandenes Lösungsmittel teilweise oder vollständig aus dem aufzutragenden Material entfernt wird, bevor es auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird, also während es sich auf dem Transferelement befindet. Auch ist es in bestimmten Ausführungsformen möglich, dass das Heizen des Transferelements die Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger begünstigt, indem beispielsweise die Anhaftungseigenschaften auf der dem Aufzeichnungsträger zugewandten Seite des aufzutragenden Materials verbessert werden und/oder die Ablösungseigenschaften vom Transferelement aufgrund verringerter Anhaftung zwischen der Oberfläche des Transferelements und dem aufzutragenden Material verbessert werden.
Die Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger ist nicht besonders beschränkt, und es können alle gewöhnlich verwendeten Übertragungstechniken, die auch aus Druckverfahren bekannt sind, Anwendung finden. So kann eine Übertragung beispielsweise rein mechanisch mit einem mechanischen Umdruck mit einer Gegendruckwalze erfolgen, sie kann aber auch elektrophoretisch, also unter Ausnutzung einer eventuell vorhandenen Ladung des aufzutragenden Materials, erfolgen. Darüber hinaus kann die Übertragung auch durch Druck, beispielsweise Druckluft, erfolgen oder unterstützt werden. Auch ist es möglich mehrere Übertragungsarten zu kombinieren.
Der Aufzeichnungsträger ist in der vorliegenden Erfindung nicht besonders beschränkt, und es können alle Arten von Aufzeichnungsträgern verwendet werden, wie sie beispielsweise in gewöhnlichen Druckverfahren verwendet werden. Aufzeichnungsträger können beispielsweise Papier jeglicher Qualität, Pappe, Verpackungsmaterialien, Kunststoffe, Stoffe, Tapeten, Metalle wie Aluminium, Gold, Silber, etc. sein. Weiterhin kann in bestimmten Ausführungsformen der Aufzeichnungsträger erwärmt werden, um die Haftung des aufzutragenden Materials zu verbessern.
Bei einem Aufzeichnungsträger mit rauer Oberfläche, wie beispielsweise Papier oder Pappe, kann diese in bestimmten Ausführungsformen vor der Übertragung des aufzutragenden Materials, beispielsweise durch Ebnen mit Walzen, in der Rauigkeit herabgesetzt werden, um eine bessere Haftung des aufzutragenden Materials zu ermöglichen.
Insbesondere ist das vorliegende Verfahren vorteilhaft bei der Übertragung eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger mit nicht reproduzierbarer Oberfläche – die bedingt ist durch Abrieb, Verstauben, etc. – wie beispielsweise Papier oder Pappe, da das Bild/Muster bereits auf dem Transferelement zumindest teilweise fixiert wird und somit beim Übertragen schon eine gewisse Struktur des Bildes/Musters vorhanden ist. Weiterhin kann in bestimmten Ausführungsformen, in denen die chemische Reaktion bei der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger noch nicht abgeschlossen ist, eine verbesserte Haftung an den Aufzeichnungsträger erzielt werden, wenn weiterhin eine chemische Reaktion des aufzutragenden Materials auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers stattfindet, so dass auch die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers mit der Matrix verbunden bzw. vernetzt wird. Auch ist es in bestimmten Ausführungsformen vorteilhaft, wenn der Aufzeichnungsträger das aufzutragende Material im nicht reagierten Zustand zumindest teilweise aufnehmen kann, beispielsweise durch Saugwirkung wie etwa bei Papier, da dann bei einer nicht vollständigen chemischen Reaktion des aufzutragenden Materials beim Übertragen auf den Aufzeichnungsträger die Anhaftung auf dem Aufzeichnungsträger hierdurch verbessert werden kann.
Nach der Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger kann das Transferelement in bestimmten Ausführungsformen gereinigt werden, um eventuell verbleibende Reste an aufzutragendem Material zu entfernen. In bestimmten Ausführungsformen ist jedoch eine solche Reinigung des Transferelements nicht erforderlich, wie oben dargelegt.
Nach einer Übertragung des aufzutragenden Materials auf den Aufzeichnungsträger und einer gegebenenfalls erfolgten Reinigung ist es in bestimmten Ausführungsformen möglich, dass eine reaktionsfördernde Substanz wie beispielsweise ein Starter und/oder ein Katalysator auf das Transferelement aufgebracht wird, bevor wiederum neues aufzutragendes Material auf das Transferelement aufgebracht wird.
In bestimmten Ausführungsformen ist es zudem möglich, dass bei und/oder nach der Übertragung des Bildes/Musters auf den Aufzeichnungsträger eine UV-Fixierung oder eine andere Fixierung des Bildes/Musters auf dem Aufzeichnungsträger erfolgt, um die Anhaftung des Bildes/Musters auf dem Aufzeichnungsträger weiter zu verbessern. Hierzu können die dem Fachmann aus Druckern, Kopierern, etc. geläufigen Fixierungsverfahren verwendet werden.
In bestimmten Ausführungsformen, beispielsweise bei der Verwendung leicht mischbarer aufzutragender Materialien, können beispielsweise bei Mehrfarbdrucken zur Berechnung der Farbauszüge Farbmodelle eingesetzt werden, um die Menge an übereinander gedruckten Farben zu minimieren. Die Farbberechnung, die Separation/Trennung und das Farbmanagement können hierbei in einer Weise abgestimmt werden, dass lokal gezielt optimale Farbpaare so ausgewählt werden, dass dem jeweiligen Druckpunkt – insbesondere hinsichtlich Auflösung, Kontrast der Primärfarben, und farblicher Zusammensetzung – punktuell eine Farbmischung aus einer verkleinerten Anzahl an Primärfarben zukommt. Dies wird zunächst durch lokale Verortung der Farbe und Zuordnung zu zwei oder drei geeigneten, im Farbraum nahe liegenden Primärfarben bewerkstelligt, wobei dann aus diesen Farben ein Farbpunkt gemischt wird, wobei lokal die etablierten Methoden der Unterfarbenreduktion (UCR, Under Color Removal) und des Unbuntaufbaus (GCR, Gray Component Replacement) genutzt werden. Um störende Kanten an Übergängen zwischen lokalen Farbräumen im Bild/Muster zu vermeiden werden Glättungsfunktionen verwendet. Vorteilhaft ist es in diesem Fall, berechnete Farbmischungen mit dem ursprünglichen Bild/Muster zu vergleichen, etwa durch Abziehen der Lab-Werte, und bei großen Differenzen (etwa mehr als ein Delta E) eine Neuberechnung zu veranlassen, die dann auf einem Farbpaar aus einem benachbarten Farbraum beruht.
Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung:

– mindestens einen Materialbehälter zum Bereitstellen eines aufzutragenden Materials, der dazu ausgebildet ist, ein aufzutragendes Material bereitzustellen,
– mindestens eine Auftragevorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das aufzutragende Material aus dem Materialbehälter entsprechend einem gewünschten Bild/Muster auf ein Transferelement aufzutragen,
– ein Transferelement, das dazu ausgebildet ist, das aufzutragende Material auf einen Aufzeichnungsträger zu übertragen,
– eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Verteilung des aufzutragenden Materials auf dem Transferelement zu steuern,
– eine Zuführeinrichtung für den Aufzeichnungsträger, die dazu ausgebildet ist, einen Aufzeichnungsträger bereitzustellen,
– eine Übertragungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist das zumindest teilweise fixierte Bild/Muster vom Transferelement auf den Aufzeichnungsträger zu übertragen, sowie
– eine Ausgabeeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Aufzeichnungsträger, auf den das Bild/Muster übertragen wurde, auszugeben.

Als Auftragevorrichtung kann beispielsweise ein Inkjet-Druckkopf, ein Elektronenleiter, eine elektrografische oder elektrofotografische Entwicklerstation oder sonstige digitale Druckwerke, eine weitere digitale Übertragungsvorrichtung oder eine andere dem Fachmann bekannte Übertragungsvorrichtung, mit der eine punktuelle Übertragung/Auftragung möglich ist, dienen. Die Auftragevorrichtung ist jedoch nicht besonders beschränkt und kann auch alle Arten von Auftragevorrichtungen umfassen, wie sie in gewöhnlichen Druckern, Kopierern, etc. verwendet werden.
Die Steuereinrichtung ist nicht besonders beschränkt und kann in bestimmten Ausführungsformen beispielsweise durch öffnen bzw. Schließen der Materialbehälter und/oder Steuerung, beispielsweise öffnen bzw. Schließen, der Auftragevorrichtung die Übertragung/Auftragung von aufzutragendem Material auf das Transferelement steuern. Auch kann die Steuereinrichtung in bestimmten Ausführungsformen das Transferelement und/oder andere Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuern.
Weiterhin sind die Zuführeinrichtung und die Ausgabeeinrichtung in der vorliegenden Vorrichtung nicht besonders beschränkt und können insbesondere so ausgebildet sein, wie sie beispielsweise in gewöhnlichen Druckern und/oder Kopierern vorgesehen sind, wobei sowohl eine kontinuierliche Zufuhr eines Aufzeichnungsträgers als auch eine sequentielle Zufuhr, beispielsweise in Form einzelner Blätter, Bahnen, etc., wie bei Papier, Pappe oder Tapeten, erfolgen kann.
Die Übertragungseinrichtung kann beispielsweise eine Walze zum manuellen Umdruck oder eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes, Kombinationen davon oder jegliche andere Übertragungseinrichtung in gewöhnlichen Druckern und/oder Kopierern sein und ist nicht beschränkt.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Vorrichtung zusätzlich eine Bilderzeugungseinrichtung beinhalten, die dazu ausgebildet ist, ein latentes Bild, mit dem die Verteilung des aufzutragenden Materials auf dem Transferelement gesteuert wird, zu erzeugen. Beispiele hierfür sind digitale Druckwerke, Photoleiter/Bildtrommeln, etc., jedoch ist die Bilderzeugungseinrichtung nicht hierauf beschränkt. In bestimmten Ausführungsformen ist es möglich, das latente Bild auf dem oder im Transferelement zu erzeugen, um so die Verteilung des aufzutragenden Materials zu steuern.
Der mindestens eine Materialbehälter zum Bereitstellen eines aufzutragenden Materials kann das aufzutragende Material in bestimmten Ausführungsformen aus getrennten Vorratsbehältern bereitstellen, beispielsweise bestimmte chemische Reaktanden, gegebenenfalls Farbpartikel, weitere Bestandteile des aufzutragenden Materials, etc. Auch können weitere Behälter zum Bereitstellen eines chemischen Reaktanden der chemischen Reaktion, eines Katalysators, eines Startermoleküls, etc. vorgesehen sein, die diese Materialien vor, zusammen mit oder nach den weiteren Bestandteilen des aufzutragenden Materials auf das Transferelement auftragen können. In bestimmten Ausführungsformen ist es bevorzugt, das Katalysatormaterial zusammen mit dem aufzutragenden Material aufzutragen, wobei auch hier die Bereitstellung aus mindestens einem Katalysatorbehälter erfolgen kann.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Transferelement einen Katalysator umfassen, der die chemische Reaktion katalysiert, und der auf der Oberfläche des Transferelements anhaften kann oder in der Oberfläche des Transferelements verteilt sein kann. Auch kann ein Katalysator als flächige Beschichtung auf das Transferelement aufgebracht sein.
Vorteilhaft an dem beispielhaften Verfahren ist, dass Partikel, beispielsweise Farbpartikel, in der sich bildenden Matrix gebunden werden und somit nicht durch Diffusion oder aufgrund anderer Einflüsse wie der Laufgeschwindigkeit des Transferelements „verdünnt” werden, also sich im Wesentlichen nicht vom Auftragungspunkt entfernen. Ein weiterer Vorteil in der zumindest teilweise erfolgten Fixierung des Bildes/Musters vor der Übertragung auf den Aufzeichnungsträger ist darin zu sehen, dass durch die Fixierung auch ein Eindiffundieren des aufzutragenden Materials in das Material des Aufzeichnungsträgers zu einem gewissen Grad verhindert werden kann, so dass auch in dieser Hinsicht eine bessere Bildqualität/Musterqualität mit schärfer begrenzten Bildpunkten/Musterpunkten erhalten werden kann. Ebenso vorteilhaft ist hierbei, wenn die gebildete Matrix transparent ist, um den Farbeindruck des Bildes/Musters nicht zu verfälschen. Durch das vorliegende Verfahren ist es somit möglich, Bilder/Muster mit einzelnen Punkten sehr präzise auf ein Transferelement aufzubringen und im Wesentlichen ohne äußere Einwirkung auf einfache Weise fest mit einem Aufzeichnungsträger zu verbinden.
Bezugszeichenliste

1: Oberfläche des Transferbands
2: Aufzutragendes Material
2a: Polymerteil im aufzutragenden Material
2b: nicht-polymerisierter Teil im aufzutragenden Material
3: Verdampfendes Lösungsmittel
4: Aufzeichnungsträger
100: Vorrichtung
101: Materialbehälter
101a: Auftragevorrichtung
102: Transferelement, Transferband
102a, b: Walzen
103: Steuereinrichtung
104: Zuführeinrichtung
105: Übertragungseinrichtung
105a, b: Umlenkwalzen
106: Ausgabeeinrichtung
I–VI: Zeitpunkte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2001/0003561 A1 [0003]
US 2001/0038962 A1 [0003]
US 2003/0059701 A1 [0003]
US 2007/0134030 A1 [0003]
US 2008/0056779 A1 [0003]
WO 2005/083528 [0038, 0045]
WO 97/07433 [0069]

Claims

Verfahren zum indirekten Übertragen eines Bildes/Musters auf einen Aufzeichnungsträger, bei dem ein zu übertragendes Bild/Muster durch Übertragen eines aufzutragenden Materials (2) auf einem Transferelement (102) gebildet wird und vom Transferelement (102) auf einen Aufzeichnungsträger (4) übertragen wird, wobei das Bild/Muster auf dem Transferelement (102) durch chemische Reaktion des aufzutragenden Materials (2) zumindest teilweise fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reaktion eine Polymerisationsreaktion, eine Polykondensationsreaktion oder eine Polyadditionsreaktion ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzutragende Material (2) mindestens ein Monomer umfasst, das auf das Transferelement (102) aufgetragen wird und dort chemisch reagiert, sowie gegebenenfalls Partikel und/oder Tinte, oder dass das aufzutragende Material Partikel und/oder Tinte und mindestens ein Monomer umfasst, welche getrennt auf das Transferelement (102) aufgetragen werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reaktion initiiert wird, insbesondere photochemisch und/oder mittels eines Starters.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reaktion durch einen Katalysator katalysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator vor oder mit dem aufzutragenden Material (2) auf das Transferelement (102) aufgebracht wird oder dass der Katalysator mit dem Transferelement (102) verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu übertragende Bild/Muster auf Basis eines latenten virtuellen Bilds/Musters erzeugt wird, welches die Verteilung des aufzutragenden Materials (2) auf dem Transferelement (102) bestimmt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferelement (102) und/oder das aufzutragende Material (2) und/oder der Aufzeichnungsträger (4) erwärmt werden.
Vorrichtung (100) zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch: – mindestens einen Materialbehälter (101) zum Bereitstellen eines aufzutragenden Materials (2), der ein aufzutragendes Material (2) beinhaltet oder dazu ausgebildet ist, ein aufzutragendes Material (2) bereitzustellen, – mindestens eine Auftragevorrichtung (101a), die dazu ausgebildet ist, das aufzutragende Material (2) aus dem Materialbehälter (101) entsprechend einem gewünschten Bild/Muster auf ein Transferelement (102) zu übertragen, – ein Transferelement (102), das dazu ausgebildet ist, das aufzutragende Material (2) auf einen Aufzeichnungsträger (4) zu übertragen, – eine Steuereinrichtung (103), die dazu ausgebildet ist, die Verteilung des aufzutragenden Materials (2) auf dem Transferelement (102) zu steuern, – eine Zuführeinrichtung (104) für den Aufzeichnungsträger (4), die dazu ausgebildet ist, einen Aufzeichnungsträger (4) bereitzustellen, – eine Übertragungseinrichtung (105), die dazu ausgebildet ist, das zumindest teilweise fixierte Bild/Muster aus dem aufzutragenden Material (2) vom Transferelement (102) auf den Aufzeichnungsträger (4) zu übertragen, – eine Ausgabeeinrichtung (106), die dazu ausgebildet ist, den Aufzeichnungsträger (4), auf den das Bild/Muster übertragen wurde, auszugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, ein latentes Bild, mit dem die Verteilung des aufzutragenden Materials (2) auf dem Transferelement (102) gesteuert wird, zu erzeugen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbehälter (101) zum Bereitstellen eines aufzutragenden Materials (2) das aufzutragende Material (2) aus getrennten Vorratsbehältern bereitstellt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferelement (102) einen Katalysator umfasst, der die chemische Reaktion katalysiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Katalysatorbehälter zum Bereitstellen eines Katalysators, welcher die chemische Reaktion katalysiert, vorgesehen ist, und welcher dazu ausgebildet ist, den Katalysator zusammen mit dem aufzutragenden Material zu verteilen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden vorrichtungsbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung (101a) zum Übertragen des aufzutragenden Materials (2) auf das Transferelement (102) als Inkjet-Druckkopf ausgebildet ist.