-
-
Verfahren zum Bedrucken von Gegen-
-
ständen mit gewölbter oder mehr-4 seitiger Oberfläche Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit gewölbter oder mehrseitiger
Oberfläche, insbesondere von zylinderförmigen Gegenständen, durch Ubertragung der
Druckfarben von einem auf die Oberfläche des Gegenstandes aufgelegten flexiblen
Hilfsträger und Kunststoffbeschichten der Oberfläche des Gegenstandes Es ist bekannt,
aus drei Teilen hergestellt Weißblechdosen für Getränke oder Konserven im Siebdruck-,
Flexo- oder Offsetverfahren zu bedrucken, indem zunächst die flache Blechtafel bedruckt,
sodann gebogen und an der Uberlappungskante und mit dem Boden verschweißt oder verlötet
wird.
-
Die Dreiteildose wird jedoch in neuerer Zeit mehr und mehr durch die
Zweiteildose verdrängt, die weder am Zylindermantel noch zwischen diesem und dem
Boden eine Schweiß-oder Lötnaht besitzt. Der Vorteil solcher zweiteiligen Dosen
besteht darin, daß keine Dichtheitsprobleme auftreten und keine Blei spuren aus
dem Lötmetall in das Füllgut gelangen können. Außer Weißblech können weitere Werkstoffe,
wie unverzinnte Bleche oder Aluminiumbleche, verwendet werden.
-
Dosen, bei denendernahtlose Zylindermantel und der Boden aus einem
Stück bestehen, können nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden,
wie durch Ziehen aus ausgestanzten Rundplatinen oder durch Fließpressen. Das letztere
Verfahren wird insbesondere bei dem Werkstoff Aluminium angewendet, wobei das Ausgangsmaterial
für dieses Verfahren tablettenförmige Aluminiumronden sind.
-
Zweiteildosen können nicht nach den üblichen Druckverfahren bedruckt
werden, da keine flache Blechtafel bedruckt werden kann, sondern ein zylinderförmiger
Gegenstand bedruckt wer-
den muß. Hierfür wurde ein Offset-Runddruckverfahren
entwikkelt, bei dem zunächst das Druckbild im Offsetverfahren aut eine Gummimatrize
aufgedruckt und von dort auf die zylinderförmige Wandung der Dose umgedruckt wird.
Nach dem Trocknen muß die bedruckte Zylinderfläche überlackiert und getrocknet werden,
um das Dekor gegen mechanische Einwirkungen zu stabilisieren.
-
Die Druckqualität bei diesem Verfahren ist jedoch relativ schlecht,
da bei dem Umdrucken von der Gummimatrize zwangsläufig ein Qualitätsabfall eintritt.
Außerdem ist dieses Verfahren relativ umständlich und gestattet beim Drucken keine
großen Durchsätze. Dies ist für Dosen etwa für die Getränkeindustrie von großem
Nachteil, da dort große Stückzahlen bedruckt werden müssen, so daß hohe Durchsätze
erwünscht sind.
-
Weiterhin ist es beispielsweise aus den DE-OSen 28 06 892 und 28 17
566 bekannt, starre Platten, wie Blechtafeln, nach dem Transferdruckverfahren zu
bedrucken. Hierbei wird die Blechtafel zunächst mit einem farbstoffaffinen, migrationsverhindernden
Kunststoff beschichtet. Auf die beschichtete Oberfläche wird dann ein mit sublimierbaren
Druckfarben bedruckter flexibler Hilfsträger aufgelegt, worauf unter Druck anwendung
der Hilfsträger erhitzt wird, wobei die Druckfarben in die Kunststoffbeschichtung
sublimiert werden. Dieses Transferdruckverfahren ist bisher nur zum Bedrucken flacher
Gegenstände bekannt, da diese mit dem bedruckten Hilfsträger während des Umdruckens
unter Erhitzen durch Druckwal zen oder eine Druckpresse geführt werden müssen.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein
Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit gewölbter oder mehrseitiger Oberfläche,
insbesondere von zylinderförmigen Gegenständen, wie Dosen, zu erhalten, das zu guter
Druckqualität führt, möglichst einfach durchführbar ist und möglichst hohe Durchsätze
beim Drucken gestattet.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit
gewölbter oder mehrseitiger Oberfläche, insbesondere E vonNs zylinderförmigen Gegenständen,
durch Übertragung der Druckfarben von einem auf die Oberfläche des Gegenstandes
legten flexiblen Hilfsträger und Kunststoffbeschichten der Oberfläche des Gegenstandes
ist dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die. Oberfläche des Gegenstandes mit
einem farbstoffaffinen, migrationsverhindernden Kunststoff beschichtet, einen mit
in der Wärme sublimierbaren Druckfarben bedruckten flexiblen Hilfsträger aus Papier
mit der bedruckten Seite zu der Kunststoffbeschichtung hin eng an die Oberfläche
des Gegenstandes als Banderole anlegt, wenigstens die Banderole oberhalb der Sublimationstemperatur
der Druckfarben erhitzt, während des Erhitzens die Banderole in ihrer engen Anlage
an der Oberfläche des Gegenstandes fixiert hält und schließlich die Fixierung der
Banderole beseitigt und die Banderole von der Oberfläche des Gegenstandes entfernt.
-
Nach diesem Verfahren bekommt man die vom Transferdruckverfahren an
sich bekannte hervorragende Druckqualität erstmals beim Umdrucken auf nichtebene
Flächen, und zwar ohne Anwendung äußeren Druckes, wie mit Hilfe einer Presse, von
erhitzten Walzen oder dergleichen, die bei dem bekannten Transferdruckverfahren
bisher immer erforderlich waren.
-
Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die
mit der fixierten Banderole versehenen Gegenstände einfach durch eine Heizzone zu
schicken und darin auf die erwünschte Temperatur für das Umdrucken zu erhitzen,
wobei überraschenderweise die Farbstoffe auf die Kunststoffbeschichtung übersublimieren
und von dieser Kunstsstoffbeschichtung aufgenommen werden. Bei den bisherigen.Transferdruckverfahren
wurde das Erhitzen stets ausschließlich von der Seite des Hilfsträgers vorgenommen,
während jetzt der gesamte Gegenstand erhitzt werden kann. Letzteres gibt die Möglichkeit
hoher Durchsatzgeschwindigkeiten etwa durch einen Heißluftkanal, in welchem die
Gegenstände auf die erforderliche Temperatur gebracht werden.
-
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht in seiner Umweltfreundlichkeit,
da es sich beim Umdrucken um ein TrokkenWerfahren handelt, bei dem keinerlei Abwässer
mit umweltbelastenden Schadstoffen entstehen. Schließlich ist es vorteilhaft, daß
die Gegenstände nicht anschließend an das Umdrucken nochmals lackiert werden müssen,
da beim Transferdruckverfahren die Farbstoffe von der Oberfläche her in die zuvor
aufgebrachte Kunststoffbeschichtung eindringen und dort fest fixiert sind. Die vorausgehende
Kunststoffbeschichtung vor dem Umdrucken ist ein Vorteil gegenüber dem nachträglichen
Lackieren, da die Umdruckbetriebe vielfach nicht mit den entsprechenden Lackiereinrichtungen
ausgestattet sind und die Vorbeschichtung bereits in dem Betrieb der Fertigung der
Gegenstände, wie Dosen, erfolgen kann.
-
Die Fixierung der Banderole auf der Oberfläche des Gegenstandes kann
auf unterschiedliche Weise erfolgen.
-
Beispielsweise können nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der
Erfindung die Banderolenenden aneinander fixiert werden.
-
Die Länge der Banderole kann dabei so gewählt werden, daß die beiden
Enden einander überlappen und im Überlappungsbereich etwa mit Hilfe eines Klebstoffes
aufeinander befestigt werden können. Stattdessen kann die Länge der Banderole auch
so gewählt werden, daß ihre Enden aneinanderstoßen, ohne einander zu überlappen.
In diesem Fall müssen die Enden mit Hilfe eines Klebstreifens oder dergleichen aneinander
befestigt werden. Auch bei Überlappen der Enden der Banderole kann selbstverständlich
als Fixierungsmittel ein Klebstreifen verwendet werden.
-
Nach dem Durchlaufen der Erwärmungszone und nach dem darin erfolgten
Umdruck muß die Banderole von dem Gegenstand wieder entfernt werden, beispielsweise
indem man die Papierbanderole anritzt und mit einem Luftsog von dem Gegenstand absaugt.
Einfacher und daher bevorzugt ist eine Methode,
bei der man zur
Fixierung der Banderolenenden einen Klebstoff oder einen Klebstreifen mit Klebebeschichtung
verweni dem der bzw. die sich beim Erhitzen während des Umdruckens zersetzt oder
anderweitig die Klebefähigkeit verliert, so daß sich die Banderole während des Erhitzens
selbsttätig von dem Gegenstand löst und nach Verlassen der Erwärmungszone ohne Anritzen
von dem Gegenstand abgezogen werden kann.
-
Dabei kann man die Zersetzlichkeit des Fixierungsmittels so auswählen,
daß es die Klebefähigkeit erst verliert, nachdem bei den verwendeten Temperaturen
die Farbstoffe praktisch vollständig, d.h. etwa zu mindestens 90 %, übersublimiert
sind, so daß keine weitere Druckausübung mehr erforderlich ist. Man kann aber das
Fixierungsmittel auch so auswählen, daß es seine Klebefähigkeit erst oberhalb der
in der Erwärmungszone angewendeten Umdrucktemperatur verliert. In diedem Fall müßte
man die banderolierten Gegenstände nach dem Umdrucken in der Erwärmungszone noch
durch eine zusätzliche Erwärmungszone führen, die sich auf einer höheren Temperatur
als die Umdruckzone befindet.
-
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung schrumpft die Banderole infolge
des schnellen Verdampfens des natürlichen Wassergehaltes von Papier beim Erhitzen
für das Umdrucken etwas, wodurch die Banderole in fester Anlage auf der Oberfläche
des Gegenstandes gehalten wird, bis die Banderole abgelöst wird.
-
Nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform kann die Banderole
auch elektrostatisch auf der Oberfläche des Gegenstandes gehalten werden. Auch diese
Fixierungsart preßt die Banderole fest auf den Gegenstand, ohne daß mechanische
Druckmittel verwendet werden. Die Ablösung der Banderole erfolgt in diesem Fall
einfach durch Aufheben des elektrostatischen Feldes, so daß die Banderole automatisch
von dem Gegenstand abfällt.
-
Wichtig ist in jedem Fall, daß die Banderole ohne Anwendung äußerer
mechanischer Druckmittel, wie von Druckpressen,
Druckwalzen oder
dergleichen, während des Erhitzens bis zur Ubertragung der erwünschten Farbstoffmenge
so fest auf dieiOberfläche des Gegenstandes gepreßt wird, daß die Farbstoffe nicht
seitlich absublimieren können. Außerdem soll die Fixierung der Banderole leicht
aufhebbar sein, so daß die Banderole nach dem Umdrucken schnell von dem Gegenstand
entfernt werden kann. Dies ermöglicht große Durchsatzgeschwindigkeiten, so daß das
Verfahren gut zum Bedrucken von Massenartikeln, wie Getränkedosen, geeignet ist.
-
Um eine schnelle Übertragung der Farbstoffe auf die Oberfläche des
Gegenstandes zum bekommen und um bei der obigen ersten Ausführungsform ein schnelles
Verdampfen des in dem Banderolenpapier enthaltenen Wassers zu bekommen und so die
Banderole schnell genug schrumpfen zu lassen, bevor Farbstoffe seitlich aussublimieren
können, ist es vorteilhaft, die Gegenstände nach der Fixierung der Banderole auf
ihrer Oberfläche schnell auf eine relativ hohe Temperatur zu erhitzen. Zweckmäßig
erhitzt man daher in der Erwärmungszone auf eine Temperatur von 200 bis 350, vorzugsweise
von 250 bis 3000 C. Die Erhitzungsdauer in der Erwärmungszone kann beispielsweise
zwischen 0,01 und 40 Sekunden liegen, liegt aber zweckmäßig bei höchstens 30 Sekunden,
vorteilhafterweise zwischen 0,01 und 5 Sekunden. Bei diesen Temperaturen, die einen
extremen Hitzeschock erzeugen, resultiert eine spontane Verdunstung der im Papier
enthaltenen Feuchtigkeit beim Eintritt der mit der Banderole versehenen Gegenstände
in die Erwärmungszone, so daß bei der obigen ersten Ausführungsform die Banderole
im Bruchteil einer Sekunde auf den Gegenstand aufgeschrumpft wird und den für den
Umdruck erforderlichen Druck autogen erzeugt. Beim weiteen Erhitzen in der Erwärmungszone
sublimieren dann die Farbstoffe mehr oder weniger schnell, je nach dem Molekulargewicht
und damit der Sublimationstemperatur, in den darunterliegenden Kunststoffüberzug.
-
Die Banderolen können mit einer üblichen Etikettiermaschine auf dem
Gegenstand aufgebracht werden, wobei solche Etiket-
tiermaschinen
gewöhnlich von einem Stapel der maßgerecht zugeschnittenen Etiketten jeweils pro
Gegenstand eine Banderolle abnehmen. Zur Erhöhung der Durchsatzgeschwindigkeiten
ist es dabei vorteilhaft, von einem Endlos streifen aus zusammenhängenden Etiketten
auszugehen, die während des Banderolierens einzeln von dem Endlosstreifen abgetrennt
werden.
-
Im Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens werden somit die zu bedruckenden
Gegenstände, wie Dosen, zunächst durch eine übliche Kunststoffbeschichtungsanlage
geführt, die auf der Außenseite eine Schicht aus farbstoffaffinem, migrationsverhinderndem
Kunststoff aufbringt. Nach dem chemischen oder physikalischen Trocknen dieses Überzuges
werden die beschichteten Gegenstände einer Etikettiermaschine zugeführt, in der
die Banderolen vom Stapel oder von einem endlosen Streifen abgenommen und um den
Gegenstand gelegt und mit einem Klebstreifen, einem Leimstrich, einem elektrostatischen
Feld oder dergleichen fixiert werden. Im Falle der Fixierung mit einem Leimstrich
ist die Fixierung in wenigen Sekunden verzugsfest getrocknet. Daraufhin laufen die
mit der bedruckten Seite nach innen etikettierten Dosen im Arbeitstakt der Gesamtanlage
kontinuierlich in eine geschlossene Umdruckzone, die mittels Heißluft oder durch
andere Erhitzungseinrichtungen auf die erforderliche Umdrucktemperatur, wie 250
bis 3000 C, erhitzt ist. nach Verlassen der Umdruckzone wird die Banderole entweder
durch Anritzen und Luftsog oder, falls ein zersetzlicher Leim verwendet wurde, einfach
durch Luftsog oder durch Aufheben des elektrostatischen Feldes von den Gegenständen,
wie Dosen, entfernt.
-
Als Kunststoffe für die Oberflächenbeschichtung der zylinderförmigen
Gegenstände kommen solche in Betracht, die bereits nach dem Stan der Technik als
farbstoffaffin und migrationsverhindernd bekannt sind. Diese Kunststoffe können
Thermoplasten oder Duroplasten sein, wie sie aus verschiedenen Druckschriften bekannt
sind, die sich mit dem Transferdruckverfahren beschäftigen. Beispiele solcher Kunststoffe
für die oberflächenbeschichtung sind Epoxyharze, Silikonhar-
ze,
Phenoplasten, Aminoplasten, Polyester, Polyphenylensulfidharze, Acrylatharze, Alkydharze,
Polyäthersulfonharze, Polyamidimidharze und andere. Besonders migrationsbeständig
sind die vernetzten Duroplasten, so daß diese für hohe Druckqualität besonders zu
bevorzugten sind.
-
Beispiele vernetzter Duroplasten sid die Silikonharze, strahlungsgehärteten
ungesättigten Acrylatharze oder strahlungsgehärteten ungesättigten Polyesterharze.
-
Auch als Farbstoffe können die bekanntermaßen im Transferdruckverfahren
verwendeten sublimierbaren Farbstoffe oder auch bisher noch nicht beschriebene,
bei den erwünschten Temperaturen sublimierbare Farbstoffe verwendet, werden.
-
Da bei Dosen für Getränke oder Konserven keine Hochtemperaturbeständigkeit
erforderlich ist, wird man bei diesem Anwendungsgebiet relativ niedermolekulare
Farbstoffe einsetzen können, die den Vorteil haben, daß sie bei relativ niedrigen
Temperaturen sublimieren, was die Möglichkeit gibt, nicht nur die Temperatur in
der Erwärmungszone relativ niedrig, wie beispielsweise auf 200° C, zu halten, sondern
auch hohe Durchsatzgeschwindigkeiten, wie von 5 Sekunden oder weniger, durch die
Erwärmungszone anzuwenden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf bestimmte Farbstoffgruppen
beschränkt, doch lassen sich als zweckmäßige Farbstoffgruppen beispielsweise die
Anthrachinon-, Monoazo-und Azomethinfarbstoffe erwähnen, deren Moleküle stark mit
Amino-, .Alkoxy-, Oxalkyl-, Nitro-, Halogen- und Cyanogruppen besetzt sein können.
Diese Farbstoffgruppen sind beispielsweise in Colour-Index, Vol. 1, Seiten 1655
bis 1742, definiert. Andere brauchbare Farbstoffgruppen sind die Diazofarbstoffe,
Nitroacrylamine, Chinophthalone und Styrolfarbstoffe. Diese können zu Druckplasten
oder Tinten verarbeitei und im Siebdruck-, Flexodruck-, Offse-tdruck- oder Tiefdruck
verfahren auf ein geeignetes flexibles Trägermaterial aufge druckt werden. Geeignete
flexible Trägermaterialien bestehe insbesondere aus Papier oder Kunststoff-FoLien.