DE3228096C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Ge­ genständen mit gewölbter oder mehrseitiger Oberfläche, ins­ besondere von zylinderförmigen Gegenständen, durch Beschich­ ten der Oberfläche des Gegenstandes mit einem farbstoffaffi­ nen, migrationsverhindernden Kunststoff, anschließendes Fi­ xieren eines mit der Wärme sublimierbaren Druckfarben be­ druckten flexiblen Hilfsträgers aus Papier als Banderole in enger Anlage an der Oberfläche des Gegenstandes mit der be­ druckten Seite zu der Kunststoffbeschichtung hin, Erhitzen wenigstens der Banderole oberhalb der Sublimationstemperatur der Druckfarben, während die Banderole in ihrer engen Anlage an der Oberfläche des Gegenstandes fixiert gehalten wird, Beseitigung der Fixierung der Banderole und Entfernung der Banderole.

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 Überlappungs­ kante 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 Zylinder­ mantel noch zwischen diesem und dem Boden eine Schweiß- oder Lötnaht besitzt. Der Vorteil solcher zweiteiligen Dosen besteht darin, daß keine Dichtheitsprobleme auftreten und keine Bleispuren aus dem Lötmetall in das Füllgut gelangen können. Außer Weißblech können weitere Werkstoffe, wie un­ verzinnte Bleche oder Aluminiumbleche, verwendet werden.

Dosen, bei denen der nahtlose Zylindermantel und der Boden aus einem Stück bestehen, können nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden, wie durch Ziehen aus ausge­ stanzten Rundplatinen oder durch Fließpressen. Das letzte­ re 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 entwic­ kelt, bei dem zunächst das Druckbild im Offsetverfahren auf eine Gummimatrize aufgedruckt und von dort auf die zy­ linderförmige Wandung der Dose umgedruckt wird. Nach dem Trocknen muß die bedruckte Zylinderfläche überlackiert und getrocknet werden, um das Dekor gegen mechanische Einwirkun­ gen zu stabilisieren.

Die Druckqualität bei diesem Verfahren ist jedoch relativ schlecht, da bei dem Umdrucken von der Gummimatrize zwangs­ läufig 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 Stück­ zahlen bedruckt werden müssen, so daß hohe Durchsätze er­ wünscht sind.

Weiterhin ist es beispielsweise aus den DE-OS 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, migrations­ verhindernden Kunststoff beschichtet. Auf die beschichtete Oberfläche wird dann ein mit sublimierbaren Druckfarben be­ druckter flexibler Hilfsträger aufgelegt, worauf unter Druck­ anwendung der Hilfsträger erhitzt wird, wobei die Druckfar­ ben in die Kunststoffbeschichtung sublimiert werden. Dieses Transferdruckverfahren ist bisher nur zum Bedrucken flacher Gegenstände bekannt, da diese mit dem bedruckten Hilfs­ träger während des Umdruckens unter Erhitzen durch Druckwal­ zen oder eine Druckpresse geführt werden müssen.

Die ältere EP-OS 00 70 643 schlägt ein Verfahren mit den eingangs geschilderten Merkmalen vor, bei dem der flexible Hilfsträger mit Hilfe eines Klebstoffes direkt auf der Ober­ fläche des Gegenstandes fixiert wird. Dies hat den Nachteil, daß in einer zusätzlichen Arbeitsstufe der Kleber wieder entfernt werden muß und daß hierzu nur leicht entfernbare, also wasserlösliche Kleber verwendet werden können, die eine relativ lange Trocknungszeit benötigen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit ge­ wölbter oder mehrseitiger Oberfläche, insbesondere von zy­ linderförmigen Gegenständen, wie Dosen, zu erhalten, das zu guter Druckqualität führt, möglichst einfach durchführbar ist und möglichst hohe Durchsätze beim Drucken gestattet.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Hilfsträ­ ger auf der Oberfläche des Gegenstandes mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes oder durch Befestigung der Bandero­ lenenden aneinander mit Hilfe eines Klebstoffes oder Klebe­ streifens fixiert.

Nach diesem Verfahren bekommt man die vom Transferdruckver­ fahren an sich bekannte hervorragende Druckqualität beim Um­ drucken auf nichtebene Flächen, und zwar ohne Anwendung äußeren Druckes, wie mit Hilfe einer Presse, von erhitzten Walzen oder dergleichen. Weiterhin ist es bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren möglich, die mit der fixierten Bande­ role versehenen Gegenstände einfach durch eine Heizzone zu schicken und darin auf die erwünschte Temperatur für das Um­ drucken zu erhitzen, wobei die Farbstoffe auf die Kunst­ stoffbeschichtung übersublimieren und von dieser Kunststoff­ beschichtung aufgenommen werden. Bei den vorbeschriebenen Transferdruckverfahren wurde das Erhitzen stets ausschließ­ lich 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 Um­ weltfreundlichkeit, da es sich beim Umdrucken um ein Troc­ kenverfahren handelt, bei dem keinerlei Abwässer mit umwelt­ belastenden Schadstoffen entstehen. Schließlich ist es vor­ teilhaft, daß die Gegenstände nicht anschließend an das Umdrucken nochmals lackiert werden müssen, da beim Transfer­ druckverfahren die Farbstoffe von der Oberfläche her in die zuvor aufgebrachte Kunststoffbeschichtung eindringen und dort fest fixiert sind. Die vorausgehende Kunststoffbe­ schichtung vor dem Umdrucken ist ein Vorteil gegenüber dem nachträglichen Lackieren, da die Umdruckbetriebe vielfach nicht mit den entsprechenden Lackiereinrichtungen ausgestat­ tet sind und die Vorbeschichtung bereits in dem Betrieb der Fertigung der Gegenstände, wie Dosen, erfolgen kann.

Die Länge der Banderole kann so gewählt werden, daß die beiden Enden einander überlappen und im Überlappungsbe­ reich etwa mit Hilfe eines Klebstoffes aufeinander befestigt werden können. Statt dessen 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 Bandero­ le kann selbstverständlich als Fixierungsmittel ein Kleb­ streifen verwendet werden.

Nach dem Durchlaufen der Erwärmungszone und nach dem darin erfolgten Umdruck muß die Banderole von dem Gegenstand wie­ der entfernt werden, beispielsweise indem man die Papierban­ derole anritzt und mit einem Luftsog von dem Gegenstand absaugt. Einfacher und daher bevorzugt ist eine Methode, bei der man zur Fixierung der Banderolenenden einen Kleb­ stoff oder einen Klebstreifen mit Klebebeschichtung verwen­ det, 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 Erwärmungs­ zone ohne Anritzen von dem Gegenstand abgezogen werden kann. Dabei kann man die Zersetzlichkeit des Fixierungsmittels so auswählen, daß es die Klebefähigkeit erst verliert, nach­ dem bei den verwendeten Temperaturen die Farbstoffe prak­ tisch vollständig, d. h. etwa zu mindestens 90%, übersubli­ miert sind, so daß keine weitere Druckausübung mehr erfor­ derlich ist. Man kann aber das Fixierungsmittel auch so auswählen, daß es seine Klebefähigkeit erst oberhalb der in der Erwärmungszone angewendeten Umdrucktemperatur ver­ liert. In diesem Fall müßte man die banderolierten Gegen­ stände 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 Bande­ role infolge des schnellen Verdampfens des natürlichen Wassergehaltes von Papier beim Erhitzen für das Umdrucken etwas, wodurch die Banderole in fester Anlage auf der Ober­ fläche des Gegenstandes gehalten wird, bis die Banderole abgelöst wird.

Nach einer anderen Ausführungsform kann die Banderole auch elektrostatisch auf der Oberfläche des Gegen­ standes 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 elektro­ statischen 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 Übertragung der erwünschten Farbstoffmenge so fest auf die Oberfläche des Gegenstandes gepreßt wird, daß die Farb­ stoffe 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 Durchsatzge­ schwindigkeiten, so daß das Verfahren gut zum Bedrucken von Massenartikeln, wie Getränkedosen, geeignet ist.

Um eine schnelle Übertragung der Farbstoffe auf die Oberflä­ che des Gegenstandes zu 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 vorteil­ haft, die Gegenstände nach der Fixierung der Banderole auf ihrer Oberfläche schnell auf eine relativ hohe Temperatur zu erhitzen. Zweckmäßig erhitzt man daher in der Erwärmungs­ zone auf eine Temperatur von 200 bis 350, vorzugsweise von 250 bis 300°C. Die Erhitzungsdauer in der Erwärmungszone kann beispielsweise zwischen 0,01 und 40 Sekunden liegen, liegt aber zweckmäßig bei höchstens 20 Sekunden, vorteilhaf­ terweise zwischen 0,01 und 5 Sekunden. Bei diesen Temperatu­ ren, die einen extremen Hitzeschock erzeugen, resultiert eine spontane Verdunstung der im Papier enthaltenen Feuch­ tigkeit beim Eintritt der mit der Banderole versehenen Ge­ genstände in die Erwärmungszone, so daß bei der obigen er­ sten Ausführungsform die Banderole im Bruchteil einer Sekun­ de auf den Gegenstand aufgeschrumpft wird und den für den Umdruck erforderlichen Druck autogen erzeugt. Beim weiteren Erhitzen in der Erwärmungszone sublimieren dann die Farb­ stoffe mehr oder weniger schnell, je nach dem Molekularge­ wicht und damit der Sublimationstemperatur, in den darunter­ liegenden 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 Bande­ role abnehmen. Zur Erhöhung der Durchsatzgeschwindigkeiten ist es dabei vorteilhaft, von einem Endlosstreifen aus zu­ sammenhängenden Etiketten auszugehen, die während des Bande­ rolierens 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, migra­ tionsverhinderndem Kunststoff aufbringt. Nach dem chemischen oder physikalischen Trocknen dieses Überzuges werden die beschichteten Gegenstände einer Etikettiermaschine zuge­ führt, in der die Banderolen vom Stapel oder von einem end­ losen Streifen abgenommen und um den Gegenstand gelegt und mit einem Klebstreifen, einem Leimstrich, einem elektrosta­ tischen 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 Ar­ beitstakt der Gesamtanlage kontinuierlich in eine geschlos­ sene Umdruckzone, die mittels Heißluft oder durch andere Erhitzungseinrichtungen auf die erforderliche Umdrucktempe­ ratur, wie 250 bis 300°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 elektrostati­ schen Feldes von den Gegenständen, wie Dosen, entfernt.

Als Kunststoffe für die Oberflächenbeschichtung der zylin­ derförmigen Gegenstände kommen solche in Betracht, die be­ reits nach dem Stand der Technik als farbstoffaffin und mi­ grationsverhindernd bekannt sind. Diese Kunststoffe können Thermoplasten oder Duroplasten sein, wie sie aus verschiede­ nen Druckschriften bekannt sind, die sich mit dem Transfer­ druckverfahren beschäftigen. Beispiele solcher Kunststoffe für die Oberflächenbeschichtung sind Epoxyharze, Silikonhar­ ze, Phenoplasten, Aminoplasten, Polyester, Polyphenylensul­ fidharze, Acrylatharze, Alkydharze, Polyäthersulfonharze, Polyamidimidharze und andere. Besonders migrationsbeständig sind die vernetzten Duroplasten, so daß diese für hohe Druckqualität besonders zu bevorzugen sind.

Beispiele vernetzter Duroplasten sind die Silikonharze, strahlungsgehärteten ungesättigten Acrylatharze oder strah­ lungsgehärteten ungesättigten Polyesterharze.

Auch als Farbstoffe können die bekanntermaßen im Transfer­ druckverfahren 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 Hochtempera­ turbeständigkeit erforderlich ist, wird man bei diesem An­ wendungsgebiet 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 Farb­ stoffgruppen 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 beispiels­ weise in Colour-Index, Vol. 1, Seiten 1655 bis 1742, defi­ niert. Andere brauchbare Farbstoffgruppen sind die Diazo­ farbstoffe, Nitroacrylamine, Chinophthalone und Styrolfarb­ stoffe. Diese können zu Druckplasten oder Tinten verarbeitet und im Siebdruck-, Flexodruck-, Offsetdruck- oder Tiefdruck­ verfahren auf ein geeignetes flexibles Trägermaterial aufge­ druckt werden. Geeignete flexible Trägermaterialien bestehen insbesondere aus Papier oder Kunststoff-Folien.

Claims (4)

1. Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit gewölbter oder mehrseitiger Oberfläche, insbesondere von zylinder­ förmigen Gegenständen, durch Beschichten der Oberfläche des Gegenstandes mit einem farbstoffaffinen, migrations­ verhindernden Kunststoff, anschließendes Fixieren eines mit der Wärme sublimierbaren Druckfarben bedruckten fle­ xiblen Hilfsträgers aus Papier als Banderole in enger An­ lage an der Oberfläche des Gegenstandes mit der bedruck­ ten Seite zu der Kunststoffbeschichtung hin, Erhitzen we­ nigstens der Banderole oberhalb der Sublimationstempera­ tur der Druckfarben, während die Banderole in ihrer engen Anlage an der Oberfläche des Gegenstandes fixiert gehal­ ten wird, Beseitigung der Fixierung der Banderole und Entfernung der Banderole, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hilfsträger auf der Oberfläche des Gegenstandes mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes oder durch Befesti­ gen der Banderolenenden aneinander mit Hilfe eines Kleb­ stoffes oder Klebestreifens fixiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens die Banderole auf eine Temperatur von 200 bis 350, vorzugsweise 250 bis 300°C erhitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens die Banderole 0,01 bis 40, vorzugswei­ se 0,01 bis 20 sec erhitzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die Banderolenenden mit einem Kleb­ stoff oder Klebestreifen aneinander fixiert, der beim Er­ hitzen seine Klebefähigkeit verliert, und so die Bandero­ le in der Erhitzungsstufe wieder von dem Gegenstand ab­ löst.