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Verfahren zum Bedrucken von Druckgütern aus Kunststoff und ähnlichen
Materialien Die Erfindung betrifft ein Verfahren Zinn Bedrucken von Druckgütern
aus Kunststoff oder dgl., insbesondere Hohlkörpern, in einem ein- bzw. mehrfarbigen
Trockenoffsetdruckverfahren.
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Zum Bedrucken solcher Gegenstände werden bislang im wesentlichen zwei
Verfahren angewandt.
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Beim ersten Verfahren wird das Druckgut mit einem Seziallack vorlackiert
und in einem kontinuierlichen Durchlauf durch einen Trockenofen angetrocknet. Hierauf
wird auf diesen Vorlack die Druckfarbe aufgetragen und das Gut ineinem zweiten Durchgang
durch einen Nachtrockenofen laufen gelassen. Bei diesem zweiten Durchgang erweicht
sich der Speziallack nochmals und die Farbe dringt in einem sogenannten Einschwitzverfahren
in die Grundlackschicht ein, diese schließt sich über der Oberfläche und ergibt
einen deckenden Lackfilm. Bei diesem Verfahren kommt es entscheidend darauf an,
daß der Lack nach dem Vortrocknen einen hinsichtlich Temperaturführung und Durchlaufzeit
genau fixierten Trocknungsgrad erreicht.
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Wird der kontinuierlich ablaufende Prozess durch Betriebsstörungen
an dem Lack bzw. Druckautomaten unterbrochen - was häufig auftritt - , so ergibt
sich eine negative Veränderung des nur in engen Toleranzen optimalen Lackfilms.
Dies hat zur Folge, daß z.B. bei einem zu starken Antrocknen das Druckbild
auf
dem Druckgut nach dem Bedrucken im zweiten Durchlauf durch den Nachtrockenofen nicht
mehr voll in den Lackfilm einschwitzt, sondern an der Oberfläche haften bleibt.
Die Folge davon ist, daß die Trocknung und die Abriebsfestigkeit des Druckbildes
leidet und auch der gewünschte Effekt einer glänzenden Oberfläche des Druckgutes
nicht mehr oder nur bedingt eintritt. Auf den Glanz der Oberfläche des Druckgutes
wirken sich auch noch Unterschiede im Pigment der Druckfarben aus, so daß nicht
bei allen Pigmenten ein gleich guter Glanz des Druckgutes bzw. Druckbildes zu erreichen
ist.
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Bei dem zweiten Verfahren wird das Druckgut mit Spezialdruckfarben
unmittelbar bedruckt und anschließend nachlackiert und in einem Durchlaufofen getrocknet.
Dieses Verfahren gewährt den Vorteil, daß das Druckgut in seiner Oberfläche einen
gleichbleibenden Glanz aufweist. Als Nachteile dieses Verfahrens sind die schwierigere
Handhabung der Druckfarben in der Druckmaschine und gewisse Begrenzungen in der
Drucktechnik, z.B. beim Naß in Naß-Druck, festzustellen.
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Druckgut aus Kunststoff neigt auf Grund der Materialeigenschaften
dazu, sich mehr oder weniger elektrostatisch aufzuladen, d.h. daß diese Körper besonders
dazu~neigen, Staub- und Schmutzteilchen anzuziehen, die dann mehr oder weniger fest
an der Oberfläche anhaften. Bei nach dem ersten Verfahren bedrucktem Druckgut werden
diese Teilchen beim Vorlackieren durch den Lack gebunden, so daß ungeachtet dieser
elektrostatischen Aufladung ein einwandfreier Lackfilm als Farbträger besteht.
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Hingegen verursachen diese Staub- und Schmutzteilchen bei dem oben
erwähnten zweiten Verfahren ein unsauberes Druckbild, wodurch dann, bedingt durch
die notwendige Reinigung der Drucktücher, Störungen im Produktionsablauf entstehen,
die zu einer
Leistungsminderung und einem verhältnismäßig hohen
Ausschuß führen. Selbst Berührungen des Druckgutes, bei-Bpielsweise mit einer etwas
schweißigen Hand, genügen in vielen Fällen, um die Qualität des Druckbildes so leiden
zu lassen, daß dieses den Anforderungen an einen normalen Qualitätsstandard nicht
mehr genügt und ausgeschieden werden muß.
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Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Verfahren zu schaffen, das
diese Nachteile der bekannten Verfahren nicht mehr aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zum Bedrucken und Lackieren
von Druckgütern aus Kunststoff und ähnlichen Materialien erreicht, wobei auf das
Druckgut zunächst ein polymerisierbarer Lack niedrigerer Viskosität aufgebracht
wird, der einerseits das Druckgut nicht anzulösen, andererseits aber auf diesem
anzuhaften und die Druckfarbe aufzunehmen vermag und überlackierbar ist, dieser
Lack bei verhältnismäßig niedrigerer Temperatur während einer verhältnismäßig kurzen
Zeit vorgetrocknet wird, sodann auf diese vorgetrocknete erste Lackschichte die
Druckfarbe aufgebracht, "naß in naß" Bit einem Lack höherer Viskosität überzogen
und das Ganze bei verhältnismäßig höherer Temperatur und während einer verhältnismäßig
längeren Zeit als nach der ersten Lackierung getrocknet und dadurch auspolymerisiert
wird Erfindungsgemäß wird also die Lackierung und BedrucKung im Arbeitsablauf Vorlackierung-Druck-Nachlackierung
als einheitlicher Vorgang bei der Auftragung durchgeführt.
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Es ist wesentlich, daß der zur Vorlackierung verwendete
Kunststofflack
mit dem Untergrund verträglich ist und physikalisch die für die anzuwendenden Vorrichtungen,
wie Druckmaschinen und Trocknungsanlagen, erforderlichen Eigenschaften besitzt,
Es wird naß in naß vorlackiert, bei einem bestimmten Polymerisationsgrad der Vorlackierung
einfarbig. oder mehrfarbig bedruckt und dann nachlackiert.
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Nach dem Auftragen des Druckbildes wird der Nachlack unmittelbar auf
das druckfeuchte Druckbild aufgetragen.
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Im Verlauf der anschließenden Trocknung verbinden sich Vorlack und
Nachlack,bilden somit eine homogene Schicht,.
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in welche das Druckbild gewissermaßen eingebettet ist.
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Es wird dadurch zum Untergrund hin eine ausgezeichnete Haftung erreicht
und nach außen ist das Druckbild optimal geschützt.
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Dadurch ist eine genaue Abstimmung des Vorlackes und des Nachlackee
hinsichtlich Viskosität, Festkörpergehalt, Lösungsmittelzusammensetzung und dem
zeitlichen Verlauf des Auftragens für die einzelnen Schichten erforderlich.
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Der Druck muß auf dem angetrockneten, jedoch noch druck feuchten Vorlack
erfolgen. Da sich der Film des Vorlackes in einem bestimmten physikalischen Zustand,
sogenannte Druckfeuchtigkeit, befinden muß, ist der Durchlauf durch einen Trocknungsofen
genau hinsichtlich Zeit und Temperatur einzuregeln, um ein zufriedenstellendes Ergebnis
zu erhalten.
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Durch die zweite Lackierung erhält man den gewünschten und erforderlichen
Hochglanz, der bei einem stark vorgetrockneten Lack nicht möglich ist, und ausserdem
erhält
man hierduroh eine zusätzlich Deck- und Schutzschioht über
dem Druckbild. Als bevorzugte Materialien für die Vorlackierung und die Nachlackierung
kommen thermisch härtbare Lacke, insbesondere thermisch härtbare Alkydharze und
thermisch härtbare Mischpolymerisate von Acrylsäureestern in erster Linie in Betracht.
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Für die beiden Lackierungen kann ein Lack gleicher Gattung verwendet
werden, wobei Jedoch für die erste Lackierung ein Lack niedrigerer Viskosität als
für die zweite lackierung verwendet wird. Beispiele für thermisch härtbare Alkydharze
sind Polyester aus Dicarbonsäuren, wie Maieinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure oder
den verschiedenen Phthalsäuren mit mehrwertigen Alkoholen, wie Glykolen, Glycerin,
Pentaerythrit, Dioxydiphenylpropan.
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Beispiele für thermisch härtbare Acrylate sind Mischt polymerisate
von niederen Acrylsäureestern mit Acryl.
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nitril, Styrol oder Vinylchlorid und ähnliche Materialien.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für eine kontinuierliche
Arbeitsweise geeignet, wobei das Vortrocknen der Vorlackierung in einem kontinuierlichen
Durchlauf durch einen Trockenofen durchgeführt wird.
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Verwendet werden kann jeder geeignete Lack, der die vorliegende Verfahrensführung
ermöglicht,b.ei einer oberhalb Raumtemperatur, Jedoch unterhalb einer eine Schädigung
des Kunststoffmaterials ergebenden Temperatur trocknet oder härtet und dabei den
erforderlichen Polymerisationsgrad erreicht sowie eine einwandfreie Verbindung mit
dem Kunststoff und der Druckfarbe ergibt.
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Weitere Vorteile der Lacke sind eine Verbesserung der
Kriechstromfestigkeit,
eine Verringerung der Wasseraufnahme, Schutz gegen mechanische Beschädigung und
gutes Aussehen des äusseren des lackierten Kunststoffgegenstandes, Nicht beschränkende
Beispiele für geeignete Lacke sind folgende: 1. 30 % Phthalatharz 70% Lösungsmittelgemisch,
bestehend aus 30 ffi Äthylglykol 20 % Butylglykol 50 ffi Isopropylalkohol oder II.
25 % Acrylatcopolymer 75 ffi eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 10 % Butanol
30 % Milchsaüreester 10 % Butylacetat 30 % Äthylglykol 20 % Diacetonalkohol.
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In Fällen, in denen die Lackierung auf verformbare Flächen aufgebracht
wird, ist ein Zusatz eines Weichmachungsmittels, wie z.B. Dibutylphthalat erforderlich.
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Bei färbigen Lackierungen wird ein Zusatz von 20 bis 30% Pigmenten,
wie z,B, Titandioxyd, Eisenoxydrot, Ultramarinblau usw. beigegeben.
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Bei der Anwendung wird einer der oben beschriebenen Laoke auf das
Druckgut mittels einer Spezial-Lackiermaschine aufgetragen. Es ist hierbei entscheidend,
daß dieser
erste Lackauftrag (Vorlackierung) mit einem Lack niedriger
Viskosität* z.B. bei einer Viskosität von 15 bis 25 Sek. DIN 4 mm /20°C erfolgt.
Die Schichtdicke des Lackauftrages soll nicht mehr als 2 Mikron betragen. Unmittelbar
nach dieser Vorlackierung wird das Druckgut in einem kontinuierlichen Banddurchlauf
durch einen Trockenofen an die Druckmaschine herangeführt. Bei diesem Durchlauf
durch den Trockenofen ist die Dauer des Durchlaufes und die Höhe der Temperatur
so einzustellen, daß keine vollständige Trocknung, sondern nur eine Vortrocknung
erfolgt d.h.,daß der Lack noch druokfeucht bleibt Der durch Einregelung von Trocknungstemperatur
und Trocknungszeit erhaltene Polymerisationszustand des Lackes ist für den naohfolgenden
Druck und die anschliessende Nachlackierung wesentlich. Der Polymerisationszustand
des Lackes nach der Vorlackierung und dem ersten Ofendurchgang ist auch für die
mechanische Funkt tion der obergabe vom Transportband auf das Fließband von Bedeutung,
da bei einem falschen, insbesondere zu geringen Trocknungsgrad diese uebergabe nicht
funktioniert.
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Weiteres ist der Polymerisationsgrad des Lackes für die nach dem Druck
erfolgende Nachlackierung entscheidend, da bei, nicht geeignetem, insbesondere su
hohem Polymerisationsgrad des Lackes der Farbdruck auf dem Druckgut aufreißt und
zu einer Rissebildung in der Durckfläche (Craquelierung) führt. Der Trocknungsgrad
des Vorlackes soll zwischen 60 und 70°C liegen.
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Beispiels 1.) Vorlackierung mit einer Lackviskosität von ?5 Sek.
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Transport zum Trockenofen, Ofentemperatur 60r Durchlaufzeit 3 Min.
Transport zur Bedruckmaschine.
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2.) Bedruckung 3.) Nachlackierung mit einem oben beschrieben Lack
mit einer Viskosität von ca. 40 bis 60 Sek. anschließend Transport zum Trocknungsofen,
Durchlaufzeit 7 bis 10 Min. bei 40 bis 75T.
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4.) Verpackung.
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Entscheidend ist, daß tnaß in naß nachlackiert wird, d.h. daß nach
dem Aufbringen der Druokfarbe im Offsetverfahren die Druckfarbe vor der Nachlackierung
nicht getrocknet wird, weiters daß die Nachlackierung mit einem der oben beschriebenen
Lacke durchgeführt wird, der sich in Bezug auf seine Zusammensetzung bei der VorZ
und Nachlackierung nur in der Viskosität und der Trokkenfilmstärke unterscheidet.
Beim zweiten Ofendurehgang werden die Vorlackierung, die Druckfarbe sowie die Nachlackierung
gemeinsam auspolymerisiert, und es stellen dann Kunststoffgegenstand, Vorlackierung,
Druckfarbe und Nachlackierung einen einheitlichen Körper dar.
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Durch die doppelte Lackierung werden Verfahren und Entwicklungen möglich,
die beispielsweise Verpackungshohlkörpern aus Kunststoff oder dergl. spezifische
Eigenschaften verleihen bzw. dem Druckbild und somit dem Druckgut einen spezifischen
Schutz gegen bestimmte
äußere Einflilsse geben können.
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Abschließend ist zu sagen, daß das erfindungsgemäße Verfahren die
Vorteile der bisher bekannten Verfahren in sich vereint, hingegen deren Nachteile
vermeidet und zusätzliche Vorteile erbringt.