DE3728882A1 - Verfahren zum bedrucken eines substrates und druckfarbe hierfuer - Google Patents

Description

Es ist bekannt, feste mineralische oder metallische Unter­ gründe, wie Keramikfliesen, Porzellanteller oder Metallble­ che, nach dem Siebdruckverfahren mit Druckfarben zu bedruk­ ken, die eine Mischung eines Bindemittels und wenigstens eines Farbstoffes enthalten. Solche Drucke sind oftmals unattraktiv im Aussehen und verändern sich nachteilig durch Abrieb oder Lichteinwirkung. Die der Erfindung zugrundelie­ gende Aufgabe bestand somit darin, ein Verfahren und eine Druckfarbe für normales Bedrucken fester Gegenstände zu bekommen, mit Hilfe derer man verbesserte Druckqualität erzielt und insbesondere erhöhte Brillanz des Druckbildes bekommt. Weiterhin wird angestrebt, erhöhte Beständigkeit des Druckbildes gegen mechanische Einwirkung und Lichtein­ wirkung zu bekommen.

Diese Aufgabe wird überraschenderweise mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren zum Bedrucken eines Substrates mit Druck­ farben gelöst, die eine Mischung eines Bindemittels und wenigstens eines Farbstoffes enthalten. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Druckfarben verwendet, die als Farbstoffe sublimierbare Dispersionsfarbstoffe ent­ halten, und das bedruckte Substrat auf eine Temperatur von 210 bis 260°C erhitzt.

Dieses Verfahren führt über das anschließende Erhitzen über­ raschenderweise zu einer hervorragenden Brillanz und räum­ lichen Tiefe des Druckes, wie sie mit üblichen Druckfarben nicht erzielt werden können. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Dispersionsfarben in der Bindemittelschicht in die Tiefe wandern, ohne daß hierdurch das Druckbild ver­ wischt wird oder verläuft. Wenn die gleichen Druckfarben im gleichen Bindemittel ohne anschließendes Erhitzen aufgetra­ gen werden, sind sie dumpf und ohne Brillanz, was beweist, daß während des Erhitzungsvorganges eine Wanderung der Farb­ stoffe in die Tiefe der Bindemittelschicht erfolgt.

Als Farbstoffe können in dem erfindungsgemäßen Verfahren und in den Druckfarben hierfür alle sublimierbaren Disper­ sionsfarbstoffe verwendet werden, die üblicherweise auch im sogenannten Transferdruckverfahren verwendet werden, in wel­ chem das Druckbild zunächst auf einen Hilfsträger aus Papier oder dergleichen aufgedruckt und anschließend durch trocke­ nes Erhitzen in eine Lackschicht auf dem zu bedruckenden Substrat umgedruckt oder übertragen wird.

Zweckmäßig verwendet man solche Dispersionsfarbstoffe, die ein Molekulargewicht zwischen 340 und 1000, vorzugsweise zwischen 400 und 1000 besitzen, da solche Farbstoffe erhöhte Lichtechtheit und geringe Migrationsneigung unter Verwi­ schen des Druckbildes beim Erhitzen haben. Trotz dieser ge­ ringen Migrationsneigung wandern auch diese hochmolekularen Dispersionsfarbstoffe in der Bindemittelschicht nach unten und ergeben die angestrebte Brillanz des Druckbildes.

Bevorzugte Gruppen der erfindungsgemäß verwendeten Disper­ sionsfarbstoffe sind bestimmte Anthrachinon-, Monoazo- und Azomethinfarbstoffe, doch ist das Verfahren nicht auf diese Farbstoffgruppen beschränkt. Besonders bevorzugt sind An­ thrachinon-, Monoazo- und Azomethinfarbstoffe, deren Mole­ küle stark mit Amino-, Alkoxy-, Oxalkyl-, Nitro-, Halogen­ und Cyanogruppen besetzt sind. Diese Farbstoffgruppen sind im Colour-Index, Volume 1, Seiten 1655 bis 1742 definiert. Diesbezüglich wird auch auf die Seiten 9 bis 11 der EP-A- 00 14 901 hingewiesen. Die dort genannten Farbstoffe sind auch im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwenden.

Als Bindemittel kommen zahlreiche thermoplastische wie auch duroplastische Kunststoffe in Betracht. Sofern das Druckbild nicht aus einer einheitlich eingefärbten Fläche besteht, wie dies beispielsweise bei einheitlich gefärbten Keramikfliesen der Fall sein kann, hat man bei der Auswahl des Bindemittels darauf zu achten, daß dieses nicht die Migrations der Druck­ farben fördert und damit das Druckbild verwischt, wie bei­ spielsweise bei Verwendung von weichmacherhaltigem Polyvi­ nylchlorid oder dergleichen.

Die als Bindemittel zu verwendenden Thermoplasten sind bei­ spielsweise Polyacrylnitril, Polyester, Polyurethane, Cellu­ losederivate, Polyamide, Polyacrylate und andere. Besonders bevorzugt als Bindemittel sind jedoch vernetzte Duroplasten, wie Phenoplasten, Aminoplasten, Polyester, Polyphenylensul­ fidharze, Silikonharze, Acrylatharze, Alkydharze, Polyethy­ lensulfidharze, ungesättigte Polyesterharze, Epoxyharze und Polyurethane. Zweckmäßige Bindemittel sind Silikonharze und strahlungsgehärtete ungesättigte Acrylatharze oder Poly­ esterharze. Weitere zweckmäßige Bindemittel sind aliphatisch vernetzte hydroxylgruppenhaltige aliphatische, gesättigte Polyester. Diese eignen sich besonders für das Bedrucken mineralischer oder metallischer Untergründe, da sie auf diesen erhöhte Haftfestigkeit haben. Sie enthalten bevorzugt im unvernetzten Zustand 2 bis 12 Gew.-% Hydroxylgruppen, von denen 40 bis 60% durch ein Vernetzungsmittel, wie ein ali­ phatisches Polyisocyanat oder einen aliphatischen Polyalko­ hol vernetzt sind. Bevorzugt enthalten diese Polyester 7 bis 9 Gew.-% Hydroxylgruppen und sind von den Hydroxyl­ gruppen 45 bis 55% vernetzt. Die Vernetzung erfolgt zweck­ mäßig mit einem Diisocyanat, besonders Hexamethylendiisocy­ anat.

Bei Verwendung vernetzbarer Duroplasten als Bindemittel ist es zweckmäßig, beim Erhitzen gleichzeitig die Wanderung der Farbstoffe in der Bindemittelschicht sowie die Aushärtung der Bindemittelschicht durch Vernetzung zu erzielen, d. h. auf eine solche Temperatur zu erhitzen, bei der beide Vor­ gänge ablaufen. Die Erhitzungsdauer kann unterschiedlich sein, liegt aber zweckmäßig im Bereich von 1 bis 20 Minuten.

Die Dispersionsfarbstoffe sollte man in einer feinen Teil­ chengröße verwenden, um beim Erhitzen die Wanderung inner­ halb der Bindemittelschicht zu erleichtern. Zweckmäßig ver­ wendet man Dispersionsfarbstoffe mit einer maximalen Teil­ chengröße von 4 µm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Bedrucken beliebi­ ger Untergründe, insbesondere fester Untergründe verwendet werden. Besonders eignet sich das Verfahren zum Bedrucken unebener Flächen im wesentlichen starrer Substrate, wie beispielsweise von gewölbten Tellern oder dergleichen, die beispielsweise im Transferdruckverfahren nicht oder nur schwer zu bedrucken sind.

Das folgende Beispiel und Vergleichsbeispiel dient der wei­ teren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel und Vergleichsbeispiel

100 Gewichtsteile eines aliphatischen Polyesterlackes mit 8,5 Gew.-% Hydroxylgruppen in 50 %-iger Lösung in einem organischen Lösungsmittel sowie Hexamethylendiisocyanat in dem gleichen organischen Lösungsmittel in solcher Menge, daß das Verhältnis von NCO/OH bei 0,5 lag, wurden mit 4 Gewichtsteilen eines blauen Dispersionsfarbstoffes mit einem Molekulargewicht von 425 (C.I.DB 165,1) während 5 Minuten mittels eines Rührers mit 1000 Umdrehungen je Minute dis­ pergiert.

Mit dieser Mischung wurden glasierte Kacheln in einer Größe von 15×15 cm mit einer Trockenschichtstärke von 20 bis 30 µm beschichtet.

Im Vergleichsversuch wurden einige der Kacheln lediglich an 7 Tagen bei Umgebungstemperatur getrocknet. Die blaube Be­ schichtung hatte danach ein dumpfes, nicht leuchtendes Aus­ sehen.

Ein zweiter Satz von Kacheln wurde ohne Vortrocknung 10 Minuten auf 215°C erhitzt. Ein dritter Satz von Kacheln wurde nach 7-tägigem Trocknen bei Umgebungstemperatur an­ schließend 10 Minuten auf 215°C erhitzt. Beide Kachelsätze, die erfindungsgemäß hergestellt wurden, zeigten eine bril­ lante leuchtende Farbgebung.

Claims (9)

1. Verfahren zum Bedrucken eines Substrates mit Druckfarben, die eine Mischung eines Bindemittels und wenigstens eines Farbstoffes enthalten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man Druckfarben verwendet, die als Farbstoffe sublimierbare Dispersionsfarbstoffe ent­ halten, und das bedruckte Substrat auf eine Temperatur von 210 bis 260°C erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Dispersionsfarbstoffe verwendet, deren Molekularge­ wicht zwischen 340 und 1000, vorzugsweise zwischen 400 und 1000 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel einen vernetzbaren Duroplasten verwendet und das bedruckte Substrat auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Duroplast durch Vernetzung aushär­ tet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das bedruckte Substrat 1 bis 20 Minuten erhitzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man Dispersionsfarbstoffe mit einer maximalen Teilchengröße von 4 µm verwendet.

6. Druckfarbe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, im wesentlichen bestehend aus einem Bindemittel und wenigstens einem Farbstoff, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie als Farbstoffe subli­ mierbare Dispersionsfarbstoffe enthält.

7. Druckfarbe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Dispersionsfarbstoffe mit einem Molekulargewicht zwi­ schen 340 und 1000, vorzugsweise zwischen 400 und 1000, enthält.

8. Druckfarbe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Dispersionsfarbstoffe mit einer maximalen Teilchengröße von 4 µm enthält.

9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 zum Be­ drucken unebener Flächen im wesentlichen starrer Sub­ strate.