DE3728883A1 - Verfahren zum bedrucken eines substrates nach dem transferdruckverfahren und bedruckter hilfstraeger hierfuer - Google Patents

Description

Aus der DE-A-2 6 42 350 ist es bekannt, Flächengebilde, wie beispielsweise Holz, Metalle, Kunststoffe, Glas, Keramikma­ terialien, Natur- und Kunststeinerzeugnisse oder derglei­ chen, nach dem sogenannten Transferdruckverfahren zu bedruk­ ken. Da diese Materialien die im Transferdruckverfahren ver­ wendeten sublimierbaren Dispersionsfarbstoffe nicht anneh­ men, werden die Substrate vor dem Transferdruck mit einer Oberflächenschicht eines Kunststofflackes versehen, der sich mit der Oberfläche des Substrates fest verbindet und die sublimierbaren Dispersionsfarbstoffe aufnimmt.

Das aufzudruckende Bild oder Muster wird mit Hilfe von sub­ limierbaren Dispersionsfarbstoffen zunächst auf einem Hilfs­ träger, insbesondere aus Papier, aufgedruckt. Sodann wird dieser auf die mit Kunststoff beschichtete Fläche mit der bedruckten Seite aufgelegt, wonach durch Erhitzen, gegebe­ nenfalls unter geringem Druck, die Dispersionsfarbstoffe von dem Hilfsträger in den Kunststofflack übertragen wer­ den.

Ursprünglich wurden für dieses Verfahren als Kunststofflacke Thermoplasten verwendet, da man der Auffassung war, daß zur Aufnahme der Farbstoffe beim Umdruck die Kunststoffoberflä­ che erweicht werden müsse. Es zeigte sich jedoch, daß mit Thermoplasten gefertigte Drucke nicht wärmebeständig sind und daß bei Wärmeeinwirkung die Farbstoffe in der Thermo­ plastenschicht migrieren, so daß das Druckbild mit der Zeit verschwimmt und grau wird.

Die FR-A-22 30 794 und die DE-A.24 24 949 beschreiben eben­ falls ein Verfahren zum Bedrucken hitzebeständiger Flächen­ gebilde, wie von Metallblechen oder Keramikkacheln, nach dem Transferdruckverfahren, wobei man das Substrat mit einem

Epoxyharz beschichtet. Gemäß der GB-A-15 17 832 erfolgt die Beschichtung des Substrates im Transferdruckverfahren mit einem gehärteten ungesättigten Polyesterharz. Gemäß der DE- A-29 14 704 und der EP-A-00 14 901 wird das zu bedruckende Substrat mit einem vernetzten Duroplasten beschichtet, und als sublimierbare Dispersionsfarben werden solche mit rela­ tiv hohen Molekulargewichten zwischen 340 und 1000 verwen­ det. Dies hat den Vorteil, daß auch bei längerem und relativ hohem Erwärmen die umgedruckten Bilder beständig bleiben und praktisch keine Migration zeigen. Außerdem gelingt es mit diesem Verfahren, unter Anwendung sehr kurzer Umdruck­ zeiten, wie im Bandlackierverfahren, beim Umdruck eine aus­ reichende Übertragung der Farbstoffe zu bekommen.

Schließlich ist es aus der DE-OS 32 28 096 bekannt, Gegen­ stände mit gewölbter Oberfläche, wie zylinderförmige Gegen­ stände, nach dem Transferdruckverfahren zu bedrucken, indem man zunächst die Oberfläche des Gegenstandes mit Kunststoff­ lack beschichtet, nach dem Trocknen des Lackes den bedruck­ ten Hilfsträger in Form einer Banderole aufschlägt und wäh­ rend des Umdruckens in der Hitze die Banderole in enger Anlage an der Oberfläche des Gegenstandes fixiert hält. Die Fixierung kann mittels eines Klebstoffes oder Kleb­ streifens oder elektrostatisch erfolgen. Nach dem Umdruck muß. die Fixierung der Banderole beseitigt und die Bande­ role entfernt werden.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Lackschicht auf dem zu bedruckenden Gegenstand, wie beispielsweise Dosen, aufgebracht werden muß, was entweder beim Dosenhersteller oder beim Umdrucker geschehen muß. In beiden Fällen han­ delt es sich um artfremde Tätigkeiten, da normalerweise weder die metallverarbeitende Industrie, d. h. der Dosen­ hersteller, noch der Umdrucker, Lackieranlagen verwendet. Abgesehen von den zusätzlichen apparativen Aufwendungen in diesen Betrieben bedarf das Lackieren auch betrieblicher Erfahrungen, die beim Dosenhersteller ebenso wenig wie beim Umdrucker vorliegen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, ein Verfahren zum Bedrucken eines Substrates nach dem Transferdruckverfahren zu bekommen, bei dem die Stufe des Lackierens des Substates mit einem gegenüber den Druck­ farben affinen Kunststoff entfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Bedrucken eines Substrates nach dem Transferdruckverfahren unter Verwendung einer zwischen dem Substrat und der Be­ druckung liegenden Schicht eines gegenüber den Druckfarben affinen Kunststoffes durch Auflegen eines mit sublimierbaren Dispersionsfarben bedruckten Hilfsträgers und Übertragung der Dispersionsfarbstoffe durch trockene Hitzebehandlung dadurch gelöst, daß man einen Hilfsträger verwendet, der über der Bedruckung mindestens in deren Bereich mit einem gegenüber den Druckfarben affinen, bei der Hitzebehandlung oder darunter klebrigen Kunststoff beschichtet ist und der mit einem gegenüber diesem Kunststoff trennenden Material zumindest im Bereich der Bedruckung imprägniert oder unter der Bedruckung beschichtet ist.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die zu bedruckenden Gegenstände nicht nach der im Transferdruckverfahren übli­ chen Kunststoffbeschichtung versehen werden müssen, son­ dern daß die Kunststoffbeschichtung auf dem Hilfsträger vorgenommen wird, was zur Folge hat, daß Betriebe, die apparativ hierzu eingerichtet sind und Erfahrung mit Kunst­ stoffbindemitteln haben, die Kunststoffbeschichtung vor­ nehmen und daß als Hilfsmittel zum Bedrucken nach dem Transferdruckverfahren ausschließlich der erfindungsge­ mäß hergestellte Hilfsträger erforderlich ist.

Da erfindungsgemäß der Kunststoff entweder während der Hitzebehandlung des Umdruckens oder bereits bei einer Tem­ peratur darunter klebrig ist oder wird, haftet der Hilfs­ träger auf dem zu bedruckenden Substrat während des Um­ druckes fest an, so daß ein unerwünschtes Verschieben des Hilfsträgers während des Umdruckes und damit ein Verwi­ schen des Bildes vermieden wird. Es entfallen daher Fixie­ rungsmittel für den Hilfsträger, wie sie gemäß der DE-OS 32 28 096 erforderlich sind, selbst wenn Gegenstände mit gewölbten Oberflächen, wie Getränkedosen, bedruckt werden. Dadurch läßt sich beim Umdruck ein viel höherer Durchsatz als bei bekannten Verfahren erzielen. Eine solche Fixierung des Hilfsträgers auf einer klebrig werdenden Kunststoff­ schicht war bei bekannten Transferdruckverfahren deshalb nicht möglich, da ein Hilfsträger ohne Trennmittel, wie er bisher immer verwendet wurde, auf dem Substrat festkle­ ben und dieses unbrauchbar machen würde.

Zweckmäßig ist es, wenn der gegenüber den Druckfarben affi­ ne Kunststoff bereits bei einer unterhalb der für den Um­ druck angewendeten Hitzebehandlungstemperatur liegenden Vorerwärmungstemperatur klebrig ist, so daß man den Hilfs­ träger nach dem Auflegen auf das zu bedruckende Substrat zunächst durch Erwärmen auf die niedrigere Vorwärmungs­ temperatur auf dem Substrat fixiert, bevor noch wesentliche Teile der Dispersionsfarben von dem Hilfsträger in den Kunststoff sublimieren. Anschließend wird dann auf eine höhere Temperatur erwärmt, die ausreicht, die Dispersions­ farbstoffe im erforderlichen Maße in den vorfixierten Kunst­ stoff zu übertragen. Auf diese Weise vermeidet man mit Sicherheit, daß noch nach Beginn der Farbstoffsublimation sich der Hilfsträger auf dem Substrat verschiebt, was zu einem Verwischen des Druckbildes führen würde.

Der Hilfsträger kann in seiner Gesamtheit mit dem gegenüber den Druckfarben affinen Kunststoff beschichtet werden, doch genügt es im Regelfall, ihn im Bereich der Bedruckung oder geringfügig darüber hinausgehend mit dem Kunststoff zu be­ schichten. Diese Art der Beschichtung ist aber gegebenenfalls aufwendiger in der Herstellung als eine voll­ flächige Gesamtbeschichtung.

Wenn man einen Kunststoff verwendet, der bei einer niedri­ geren Vorerwärmungstemperatur bereits klebrig oder am Sub­ strat haftend wird, so ist es zweckmäßig, die Vorerwärmungs­ temperatur im Bereich von 80 bis 170, vorzugsweise im Be­ reich von 120 bis 150°C zu haben, und zwar so niedrig, daß bei dieser Vorerwärmungstemperatur die Dispersionsfarben noch nicht wesentlich übertragen werden. Die Umdrucktempe­ ratur liegt dann zweckmäßig im Bereich von 150 bis 260, vorzugsweise im Bereich von 190 bis 240°C.

Als gegenüber den Druckfarben affinen Kunststoff kann man Thermoplasten oder Duroplasten verwenden. Als Thermoplasten kommen beispielsweise Polyacrylnitril, Polyester, Polyure­ thane, Cellulosederivate oder Polyamide, wie Polycaprolac­ tam, Polyundecanamid oder Polyhexamethylenadipamid, oder Acrylharze in Betracht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare vernetzte Duroplasten sind beispielsweise Phenoplasten, Aminoplasten, vernetzte Polyester, Polyphe­ nylensulfidharze, Siliconharze, Acrylatharze, Alkydharze, Polyethylensulfidharze, Polyurethane, Epoxydharze oder mit Di- oder Polyisocyanaten oder Di- oder Polyalkoholen ver­ netzte gesättigte Polyester. Letztere enthalten zweckmäßig im unvernetzten Zustand 2 bis 12 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 10, besonders 7 bis 9 Gew.-% Hydroxylgruppen, von denen im vernetzten Zustand nur 40 bis 60, vorzugsweise 45 bis 55 besonders etwa 50% durch das Vernetzungsmittel ver­ netzt sind. In üblicher Weise sind diese vernetzten Poly­ ester rein aliphatisch, da aromatische oder cycloalipha­ tische Komponenten derselben dazu führen, daß sie gilben.

Wenn man als Kunststoff erfindungsgemäß einen Thermoplasten verwendet, wird dieser durch Erweichen in der Wärme sub­ strathaftend und verliert seine Klebrigkeit nach dem Um­ druck beim Abkühlen. Bevorzugt verwendet man aber erfin­ dungsgemäß Duroplasten, die noch nicht ausgehärtet sind und in diesem nicht ausgehärteten Zustand klebrig sind oder werden und erst bei der Hitzebehandlungs- oder Um­ drucktemperatur ausgehärtet werden und dabei ihre klebrige Konsistenz verlieren.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der verwendete Hilfsträger zumindest im Bereich der Bedruckung bzw. zumindest im Bereich der Kunststoffbeschichtung mit einem gegenüber dem Kunststoff trennenden Material imprägniert oder unter der Bedruckung beschichtet ist. Dieses Trennmittel dient darzu, den Hilfs­ träger nach dem Umdruck, bei dem der Kunststoff auf dem Substrat zum Anhaften gebracht wurde und die Dispersions­ farbstoffe in den Kunststoff übertragen wurden, von dem Substrat abzuziehen und die das Druckbild enthaltende Kunst­ stoffschicht auf dem Substrat zurückzulassen.

Welches Trennmittel im Einzelfall verwendet werden kann, hängt von der Beschaffenheit des verwendeten Kunststoffes ab. Beispielsweise kann man silikonisierte Papiere als Hilfsträger verwenden oder eine Silikonschicht auf dem Pa­ pier unterhalb der Bedruckung aufbringen. Besonders zweck­ mäßig als Trennmittel erwiesen sich Wachse, mit denen der Hilfsträger getränkt sein kann oder die als Beschichtung auf dem Hilfsträger aufgebracht sind. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Trennmittel beschränkt. Für den jeweiligen Kunststoff können aus den bekannten Trennmitteln vom Durchschnittsfachmann leicht jene ausge­ wählt werden, die im Einzelfall brauchbar sind.

Als sublimierbare Dispersionsfarbstoffe kommen alle jene in Betracht, die üblicherweise im Transferdruckverfahren benutzt werden. Bevorzugt verwendet man solche Dispersions­ farbstoffe, die ein Molekulargewicht zwischen 340 und 1000, vorzugsweise zwischen 400 und 1000 besitzen, da diese ge­ ringere Migrationsneigung haben und im Regelfall licht­ echt sind. Bevorzugte Gruppen der im erfindungsgemäßen Ver­ fahren zu verwendenden Dispersionsfarbstoffe sind Anthra­ chinon-, Monoazo- und Azomethinfarbstoffe, doch ist das Verfahren nicht auf diese Farbstoffgruppen beschränkt. Bevorzugt sind Anthrachinon-, Monoazo- und Azomethinfarb­ stoffe, deren Moleküle stark mit Amino-, Alkoxy-, Oxalkyl-, Nitro-, Halogen- und Cyanogruppen besetzt sind. Diese Farb­ stoffgruppen 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 beschrie­ benen Farbstoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren zu benutzen.

Der Hilfsträger kann mit diesen Farbstoffen kontinuierlich im Tiefdruck oder diskontinuierlich im Offsetdruck bedruckt werden, wobei Bilder oder Muster spiegelverkehrt aufgedruckt werden müssen. Selbstverständlich können die Bilder oder Muster auch im Siebdruckverfahren auf den mit Trennmitteln imprägnierten oder beschichteten Hilfsträger aufgedruckt werden. Über dem Farbaufdruck wird dann entweder vollflä­ chig oder ebenfalls durch Aufdrucken nur im Bedruckungs­ bereich der gegenüber den Farbstoffen affine Kunststoff als Beschichtung aufgebracht. Die Trockenschichtdicke der Kunststoffbeschichtung auf dem Hilfsträger liegt zweck­ mäßig im Bereich von 5 bis 100 µm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 80, besonders zwischen 20 und 50 µm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Bedrucken beliebi­ ger Substrate, insbesondere fester Substrate, wie von Ke­ ramikfliesen, Metallblechen, Sperrholzplatten, Holzfa­ serplatten, Kunststoffplatten und dergleichen verwendet werden. Als besonders geeignet erwies es sich aber zum Bedrucken von Gegenständen mit gewölbter Oberfläche, ins­ besondere von Dosen oder Flaschen, mit Hilfe eines Hilfs­ träger-Endlosbandes. Bei diesem Verfahren werden die un­ lackierten Dosen auf das Endlosband des Hilfsträgers ge­ bracht, worauf durch Vorerwärmen, beispielsweise auf 140°C, der Kunststoff klebrig gemacht und zum Anhaften an der Dose gebracht wird. Sodann folgt die Hitzebehandlung, beispiels­ weise durch Erwärmen auf 220°C, bei der der Umdruck und die Aushärtung des Kunststoffes erfolgt. Schließlich wird die so bedruckte Dose von dem Hilfsträger abgezogen und abtransportiert, während das Endlosband des Hilfsträgers weitertransport wird.

Diese Vorgänge können im Zeittakt automatisiert werden, und die einzelnen oben geschilderten Verfahrensschritte können auf sehr kurze Zeiten gebracht werden, so daß es möglich ist, mit einer Maschine bis zu 30000 Dosen je Stunde zu bedrucken.

In der Zeichnung ist ein stark vergrößerter Querschnitt durch einen erfindungsgemäß zu verwendenden bedruckten Hilfsträger gezeigt, der den erfindungsgemäßen Schichten­ aufbau erläutert.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Hilfsträger besteht die Schicht 1 aus Papier, das zunächst mit einer Wachs­ schicht 2 versehen ist, die als Trennmittel dient. Statt dessen könnte das Papier auch vollständig mit Wachs oder einem anderen Trennmittel imprägniert sein, so daß die Schicht 2 entfallen könnte.

Die Schicht 3 stellt die Bedruckung oder Farbschicht dar, die aus sublimierbaren Dispersionsfarbstoffen und einem bei solchen Druckfarben üblichen Bindemittel besteht. Als oberstes schließt sich dann die Schicht 4 aus einem gegen­ über den Druckfarben affinen Kunststoff an.

Claims (12)

1. Verfahren zum Bedrucken eines Substrates nach dem Trans­ ferdruckverfahren unter Verwendung einer zwischen dem Substrat und der Bedruckung liegenden Schicht eines ge­ genüber den Druckfarben affinen Kunststoffes durch Aufle­ gen eines mit sublimierbaren Dispersionsfarbstoffen be­ druckten Hilfsträgers und Übertragung der Dispersionsfarb­ stoffe durch trockene Hitzebehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Hilfsträger verwendet, der über der Bedruckung mindestens in deren Bereich mit einem gegenüber den Druckfarben affinen, bei der Hitzebehandlung oder darunter klebrigen Kunststoff beschichtet ist und der mit einem gegenüber diesem Kunst­ stoff trennenden Material zumindest im Bereich der Be­ druckung imprägniert oder unter der Bedruckung beschichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als gegenüber dem Kunststoff trennendes Material ein Wachs verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als gegenüber dem Kunststoff trennendes Material eine Beschichtung eines bei der Hitzebehandlungstempera­ tur abschmelzenden oder verbrennenden Materials verwen­ det.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man einen gegenüber den Druckfarben affinen Kunststoff verwendet, der bereits bei einer un­ terhalb der Hitzebehandlungstemperatur liegenden Vorer­ wärmungstemperatur klebrig ist, daß man den Hilfsträger zunächst durch Auflegen und Erwärmen auf die Vorerwär­ mungstemperatur auf dem Substrat fixiert, daß man an­ schließend durch Erhitzen auf die Hitzebehandlungstempe­ ratur die Dispersionsfarbstoffe wenigstens teilweise in den auf dem Substrat fixierten Kunststoff überträgt und daß man sodann den Hilfsträger abzieht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Temperatur von 80 bis 170°C, bei der die Dispersionsfarben noch nicht wesentlich übertragen wer­ den, vorerwärmt und bei einer Temperatur von 150 bis 260°C hitzebehandelt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Temperatur von 120 bis 150°C vorerwärmt und bei einer Temperatur von 190 bis 240°C hitzebehandelt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man als gegenüber den Druckfarben affi­ nen Kunststoff einen Duroplasten verwendet, der bei der Hitzebehandlungstemperatur aus dem klebrigen Zustand aus­ härtet.

8. Bedruckter Hilfsträger zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen Bedruckung aus sublimierbaren Dispersionsfarbstoffen besteht, da­ durch gekennzeichnet, daß er über der Bedruckung mindestens in deren Bereich mit einem gegenüber den Druckfarben affinen, beim Erwärmen klebri­ gen Kunststoff beschichtet ist und zumindest im Bereich der Bedruckung mit einem gegenüber diesem Kunststoff trennenden Material imprägniert oder unter der Bedruckung beschichtet ist.

9. Hilfsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er als gegenüber dem Kunststoff trennendes Material ein Wachs aufweist.

10. Hilfsträger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß er als gegenüber dem Kunststoff trennendes Ma­ terial eine Beschichtung eines bei der Hitzebehandlungs­ temperatur abschmelzenden oder verbrennenden Materials aufweist.

11. Hilfsträger nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als gegenüber den Druckfarben affinen Kunststoff einen Duroplasten aufweist, der bei der Hitzebehandlungstemperatur aus dem klebrigen Zustand aushärtet.

12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 zum Be­ drucken von Gegenständen mit gewölbter Oberfläche, ins­ besondere von Dosen oder Flaschen, mit Hilfe eines Hilfsträger-Endlosbandes.