-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Papier mit einer Farbe, insbesondere mittels Tintenstrahldruck oder mittels Tiefdruck, wobei das Papier mit Farbe beaufschlagt wird, wobei die Farbe von dem Papier aufgenommen wird und wobei nach dem Trocknen der Farbe auf dem Papier ein Druckbild verbleibt. Die Erfindung betrifft insbesondere das Bedrucken von Dekorpapier mittels einer wasserbasierten Tinte.
-
Papier und insbesondere Dekorpapier wird trocken ausgeliefert und üblicherweise trocken bedruckt. Jedes Papier dehnt sich bei Befeuchtung aus. Beim Bedrucken mit der feuchten Farbe bringt das sogenannte Passerprobleme mit sich. Durch die Dehnung des Papiers verändert sich die relative Lage eines spezifischen zu bedruckenden Bildpunktes zur Druckwalze oder zum Druckkopf. Bei einem Mehrfarbendruck mit aufeinander folgenden Druckvorgängen der verschiedenen Farben werden die Bildpunkte von den verschiedenen Farben nicht mehr exakt getroffen. Zum Ausrichten der verschiedenen Farben wird beim Tiefdruck mit Passermarken gearbeitet, die durch ein unscharfes Druckbild einen Versatz der Farben anzeigen. Durch mechanisches Ausrichten des Papiers oder der Druckwerke bzw. durch eine Änderung der Verfahrensführung (Trocknung, Papierspannung usw.) kann versucht werden, den relativen Versatz der Farben im Bildpunkt auszugleichen. Beim Digitaldruck wird zwar nicht mit Passermarken druckt, aber die Problematik des Ausrichtens der verschiedenen Farben ist vergleichbar.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bedrucken von Papier anzugeben, das die genannten Nachteile möglichst vermeidet.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Bedrucken von Papier mit einer Farbe, insbesondere mittels Tintenstrahldruck oder mittels Tiefdruck, wobei das Papier mit Farbe beaufschlagt wird, wobei die Farbe von dem Papier aufgenommen wird und wobei nach dem Trocknen der Farbe auf dem Papier ein Druckbild verbleibt. Dabei ist vorgesehen, dass das Papier befeuchtet wird, bevor es mit Farbe beaufschlagt wird, dass das feuchte Papier mit der Farbe beaufschlagt wird, und dass das Papier nach der Farbenaufnahme, insbesondere aktiv, getrocknet wird.
-
Die Erfindung geht in einem ersten Schritt von der Erkenntnis aus, dass sich Papier bei Aufnahme von Feuchtigkeit, insbesondere von Wasser, solange dehnt, bis die Wände der Papierfasern (Zellulose) gesättigt sind. Wird mehr Feuchtigkeit zugegeben, bildet sich freie Flüssigkeit bzw. freies Wasser auf den Faserwänden und in den Hohlräumen zwischen den Fasern (und gegebenenfalls den hinzugefügten Füllstoffen). Das Papier dehnt sich nur noch unerheblich oder nicht mehr aus. Extrem trockenes Papier nimmt noch keine Feuchtigkeit oder Wasser auf, so wie ein sehr trockenes Tuch auch erst nach einer Befeuchtung aktiv als Wischlappen genutzt werden kann.
-
In der einzigen Figur ist dieses Verhalten anhand der Absorptivität der Papierfasern für Wasser dargestellt.
-
In einem zweiten Schritt erkennt die Erfindung, dass man in einem Tintenstrahl-Druckverfahren und insbesondere in einem Single-Pass-Tintenstrahl-Druckverfahren (also mit einem Single-Pass-Tintenstrahldrucker, der einen sich über die Papierbreite erstreckenden Druckkopf aufweist) versuchen könnte, so schnell zu drucken (hohe Bahngeschwindigkeit), dass das Papier sich noch so verhält, dass keine Feuchtigkeit bzw. Wasser aus der Farbe aufgenommen wird und dadurch das Papier auch noch nicht gedehnt ist, wenn die letzte Farbe gedruckt wird. (Zustand im Diagramm ganz links). Ein solches Verfahren könnte in manchen Anwendungen funktionieren, würde aber keinen sicheren reproduzierbaren Prozess darstellen. Deshalb werden derzeit andere technische Lösungen praktiziert, wie z. B. die Anwendung von Farbempfangsschichten oder von gezielten Heizungssystemen vor, während oder nach dem Drucken/Druckphasen.
-
Die vorliegende Erfindung konzentriert sich im Unterschied zum gegenwärtigen Stand der Technik in einem dritten Schritt auf die rechte Seite des in der Figur dargestellten Diagramms. Es hat sich gezeigt, dass das Bedrucken einer feuchten Papieroberfläche sowohl in analogen Verfahren, wie Tiefdruck, als auch im kontaktlosen Tintenstrahl-Druckverfahren ein sehr gutes Druckbild erzeugt. Dies wird dadurch verursacht, dass die Farbe, also eine Druckfarbe oder eine Tinte, weder schnell noch stark durch das Papier aufgesaugt werden, und dass die Pigmente damit auf der Oberfläche bzw. in einem oberflächennahen Bereich des Papiers bleiben, wodurch ein brillantes Druckbild erzeugt wird. Der Vorteil des Bedruckens einer feuchten Oberfläche ist zudem, dass das Papier in dem feuchten Zustand dimensionsstabil ist, so dass die verschiedenen Stufen des Druckens (Tiefdruckzylinderreihenfolge oder Druckfarben bzw. Druckköpfe hintereinander) aufeinander passen bzw. die zu bedruckenden Bildpunkte ihre relative Lage zu den eingestellten Druckzylindern oder Druckköpfen während des Druckvorganges nicht verändern.
-
Die Erfindung geht davon aus, dass die Fasern bzw. die Faserwände im Papier einen Fasersättigungspunkt erreichen, der bei ca. 20% liegt. Ein derartiges Papier ist jedoch nass und könnte nie gerollt und transportiert werden. Deshalb kann ein solches Verfahren nie eine gängige Praxis sein. Vorliegend ist insofern vorgesehen, die Feuchte – insbesondere unmittelbar – vor dem Drucken ins Papier zu bringen. Vor allem beim Tintenstrahl-Druckverfahren werden die verschiedenen Farben sofort hintereinander auf das Papier gebracht, was das Drucken auf befeuchtetes Papier sehr einfach möglich macht. Das Druckbild ist brillant und genau.
-
Durch das Bedrucken des feuchten Papiers mit Farbe schlägt die Farbe nicht mehr in das Papier, wie dies beispielsweise bei trockenem Dekorpapier ohne eine Farbempfangsschicht der Fall ist, sondern verbleibt an der Oberfläche. Als Folge verbleibt ein klares, brilliantes und hoch farbdichtes Druckbild. Mit anderen Worten löst die Erfindung nicht nur das Problem eines relativen Versatzes der verschiedenen Farben zueinander, sondern verschafft zusätzlich auch dadurch ein verbessertes Druckbild, dass die Farbe aufgrund der bereits vom Papier aufgenommenen Feuchtigkeit beim Bedrucken nicht in das Innere des Papiers wegschlägt, sondern im Wesentlichen auf der Oberfläche verbleibt.
-
Nach dem Drucken wird das Papier auf eine (für die Aufrollung und/oder Weiterverarbeitung) gewünschte Endfeuchte zurückgetrocknet. Dies kann insbesondere aktiv mittels Wärmestrahlung oder mittels Heizluft erfolgen.
-
Unter dem Begriff einer Farbe wird vorliegend sowohl eine pigmentierte Tinte als auch eine Druckfarbe verstanden. Das angegebene Verfahren kann sowohl für ein Tintenstrahldruckverfahren (mit Tinte) als auch für ein Tiefdruckverfahren (mit Druckfarbe) eingesetzt werden.
-
Bevorzugt wird das feuchte Papier während der Befeuchtung und/oder während der Beaufschlagung mit Farbe und/oder während der Trocknung unter einer Vorspannung flach gehalten bzw. gestreckt. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass das Papier während des Druckverfahrens in hohem Maße dimensionsstabil bleibt. Wird das Papier während des Druckvorgangs ohnehin entlang einer Transportrichtung unter Zugspannung transportiert, so wird vorteilhafterweise das feuchte Papier während der Befeuchtung und/oder während der Beaufschlagung mit Farbe und/oder während der Trocknung zusätzlich unter einer Vorspannung quer zur Transportrichtung flach gehalten bzw. gestreckt.
-
Hinsichtlich des angegebenen Druckverfahrens hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in der Nähe der Sättigungsfeuchte der Fasern gearbeitet wird. Bevorzugt wird daher das Papier vor dem Bedrucken befeuchtet, bis die enthaltenen Fasern bezogen auf das Fasergewicht zwischen 10 Gew.-% und 20 Gew.-% an Feuchtigkeit enthalten, insbesondere an Feuchtigkeit gesättigt sind.
-
Dekorpapier enthält in der Regel eine größere Menge an Füllstoff, wovon der überwiegende Teil Titandioxid ist. Das Wasseraufnahmevermögen von Füllstoffen und insbesondere Titandioxid ist sehr gering. Wenn ein Dekorpapier 35% sogenannte Asche (Füllstoff) enthält und z. B. 100 g/m2 wiegt, ist der Fasergehalt ca. 65 g/m2. Eine auf das Fasergewicht bezogene Faserfeuchte von 20 Gew.-% entspricht dann einer auf das Gesamtgewicht bzw. auf das Papiergewicht bezogenen Papierfeuchte von 13%. Es hat sich herausgestellt, dass sich gute Resultate für das Druckbild erreichen lassen, wenn das Papier vor dem Druckvorgang befeuchtet wird, bis bezogen auf das Gesamtgewicht des Papiers zwischen 3 Gew.-% und 20 Gew.-%, bevorzugt zwischen 8 Gew.-% und 20 Gew.-%, sehr bevorzugt zwischen 10 Gew.-% und 20 Gew.-%, an Feuchtigkeit enthalten sind. Die optimalen Einstellungen können in der Praxis bestimmt werden.
-
Zweckmäßigerweise wird das Papier gleichmäßig und homogen befeuchtet. Bevorzugt geschieht die gleichmäßige Befeuchtung mittels eines Rollenauftragsverfahrens, mittels eines Dampfbefeuchtungsverfahrens und/oder mittels eines Schwammauftragsverfahrens. Das Rollenauftragsverfahren kann beispielsweise mittels einer Leimpresse ähnlich in einer Papiermaschine erfolgen. Die Dampfbefeuchtung erfolgt zweckmäßigerweise mittels eines Dampfbefeuchtungskastens. Bei der Schwammauftragung kann eine Schwammwalze mit oder ohne Gegenwalze eingesetzt sein. Im Übrigen eignen sich zur Befeuchtung auch alle üblichen Substratbefeuchtungs- und Beschichtungsanlagen, die für eine Übertragung von Feuchtigkeit und insbesondere von (reinem) Wasser geeignet sind.
-
Bevorzugt wird das Papier mit Wasser befeuchtet. Als Farbe ist zweckmäßigerweise eine Farbe, insbesondere eine Tinte, auf Wasserbasis eingesetzt. Die Erfindung ist jedoch nicht eingeschränkt auf die Verwendung von Wasser. Es können zur Befeuchtung auch andere Flüssigkeiten bzw. Lösungsmittel eingesetzt werden. Auch können Druckfarben oder Tinten auf Basis von anderen Lösemitteln als Wasser eingesetzt werden.
-
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung werden der zum Befeuchten des Papiers eingesetzten Flüssigkeit Hilfsstoffe oder Additive zugesetzt, die im Papier zu einer Verbesserung der Aufnahme oder Anbindung der Farbpigmente oder Tintenpigmente führen.
-
Das Verfahren bietet sich insbesondere für ein Single-Pass-Tintendruckverfahren an, wobei das Papier mittels eines Single-Pass-Tintenstrahldruckers bedruckt wird.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Erweiterung der Papiertypen, die für ein insbesondere wasserbasiertes Tintenstrahl-Druckverfahren geeignet sind, und die im üblichen trockenen Druckverfahren durch Abweisen/Wegschlagen der Farbe/Tinte nicht zu bedrucken sind. Dementsprechend bringt die Erfindung auch wirtschaftliche Vorteile.
