DE3900073A1

DE3900073A1 - Verfahren, stoff und vorrichtung fuer hochdeckenden oberflaechendruck

Info

Publication number: DE3900073A1
Application number: DE3900073A
Authority: DE
Inventors: Alfred Hechler
Original assignee: BEITLICH R CHEM FAB
Current assignee: BEITLICH R CHEM FAB
Priority date: 1989-01-03
Filing date: 1989-01-03
Publication date: 1990-07-05
Also published as: NL8903145A; GB8928487D0; IT8983544A1; IT1236461B; BR9000004A; ES2018989A6; FR2641230A1; ZA899567B; FR2641230B3; PT92773A; GB2227715A; IT8983544A0

Description

Zum Beispiel in der Textilindustrie, aber auch beim Bedrucken von Tapeten, Papieren, Kunststoff-Folien oder dergleichen, besteht das Problem, hochdeckend zu bedrucken. Zum Beispiel liegt ein schwarzer Stoff vor, der mit zwei unterschiedlichen Motiven gleicher Farbe bedruckt werden soll. Man hat also ein einziges Drucksystem und zwei zeitlich und räumlich nacheinander angeordnete Motiverzeuger, welche Motiv erzeuger hier die Gestalt von Siebdruckschablonen haben. Das hochgefüllte Pigment- Drucksystem sei in diesem Fall eine silbern wirkende Perlpaste. Beide Motiverzeuger arbeiten also mit dem gleichen hochgefüllten Pigment-Drucksystem und man kann hier nur kurze Druckmetragen drucken, wobei "kurz" etliche -zig bis beispielsweise zweihundert Meter bedeutet. Repräsentative bekannte Druckgeschwindigkeiten sind so und so viel Meter pro Minute. Da das zuvor von der ersten Siebdruckwalze erzeugte Motiv zwangsläufig durch die zweite Siebdruckwalze laufen muß, treten folgende Effekte auf:

a) Man muß sehr langsam arbeiten, damit das erste Drucksystem einigermaßen trocknen kann, ehe es durch die zweite Walze läuft.
b) Zwischen den beiden Walzen sind ggf. Trockner anzubringen, was die Maschine unübersichtlich macht, teuer macht und sich auf den Energieverbrauch auswirkt.
c) Die Trocknung verändert die Dimension der Bahn, so daß nachher nicht mehr passer-genau gedruckt werden kann.
d) Die Trockner strahlen Wärme zu der voraufgehenden und zu der nachfolgenden Walze. Dadurch heizen sich auch die Schablonen auf und die Farben in den Schablonen können eintrocknen und blockieren, denn diese Farben sind ja daraufhin gezüchtet, unter Wärme Filme zu bilden.
e) Die Paste aus der ersten Walze bleibt teilweise an der zweiten Walze hängen und überträgt sich dann anschließend auf den Stoff an Stellen, wo man die Farbe gar nicht haben will. Der Stoff wird dann entweder Ausschuß oder zweite Wahl.
f) Der von der ersten Walze erzeugte Aufdruck wird von der nachfolgenden Walze immer noch mehr in den Stoff hineingedrückt und dadurch wird das Motiv der ersten Walze immer blasser.
g) Dort wo die zweite Walze Paste wegnimmt, fehlt sie im ersten Motiv.
h) Man muß die Walzen häufig ein- und ausbauen und reinigen. Die notwendigen Lösungsmittel sind teuer und schädigen direkt oder indirekt Mensch und Umwelt.
i) Insbesondere bei Perlpasten, Metallpigment-Druckpasten, Lack-Druckpasten, Glitter-Druckpasten usw. werden diese Effekte erzeugenden Blättchen immer mehr in den Stoff hineingedruckt und es bleibt dann später nur die Farbe, jedoch ohne den Effekt auf dem Stoff übrig.

Gegenwärtig berücksichtigt man entsprechende Antrocknungsphasen vor dem nach folgenden Auftrag eines Drucksystems bei der Flachfilm- oder Siebdrucktechnik, soweit es sich um den Meterwarendruck als klassischen Handdruck, den Tischdruck mit Halbautomaten handelt und ferner beim Flachfilm- oder Siebdruck von Zuschnitt-Teilen, beim Handdruck und bei Zylinderdruckmaschinen. Durch größeren Aufwand an Zeit, Material und Ideen kann man hier die Anhaftungsprobleme an folgenden Motiverzeuger-Träger und Motiverzeuger verhindern.

Beim Flachfilm- oder Siebdruck und zwar beim Meterwarendruck auf Flachfilm maschinen und beim Flachfilm- oder Siebdruck auf Zuschnitten durch Karusellauto maten hat man die Möglichkeit, durch zusätzlichen Zwischentrocknereinsatz in den Druckablauf, gefüllte Pigment-Drucksysteme, insbesondere hochgefüllte Pigment- Drucksysteme mehrfarbig nebeneinander aufzudrucken.

Es ist jedoch so, daß kontinuierliche Druckabläufe beim Tiefdruckverfahren (Rouleaux druck) und beim Rotationssiebdruck Oberflächenfilmbildung durch Antrocknen zeitlich nicht zulassen. Zum Beispiel führt das beschleunigte Adhäsionsverhalten hochpigmen tierter Drucksysteme bei gleichzeitig mehrfacher Anwendung im Naß-Druckverfahren zum "Auflacken" (anhaften) an den nachfolgenden Druckwerken.

Soweit diese Verfahren problematisch sind, wird die Verwendung deckender Pigment- Drucksysteme (z.B. Pasten) nur mit einer Verarbeitungsvorschrift "in letzter Hand" empfohlen. Das heißt, daß ein deckender Effekt im Design sich nur in einer Farb stellung mit den Techniken des Tiefdruckverfahrens oder des Rotationsdrucks erzeugen läßt. Wird kein Rapport- und Passer-Zwang vorgeschrieben (z.B. Raster drucke) dann sind notfalls mehrere Maschinendurchläufe notwendig, um auf diese Art Multi-Deckeffekte zu erzeugen.

Besteht die Aufgabe, mehrfarbige, deckende, gefüllte Pigment-Drucksysteme zu drucken, dann muß auf die wirtschaftlich weniger rentablen Verfahren der Flach film- oder Siebdrucktechnik mit Zwischentrocknungstechnik und kürzeren Metragen zurückgegriffen werden.

Fordert der Markt gefüllte Multi-Pigment-Drucksysteme (z.B. Multi-Deckpasten aufträge) dann werden diese oft an Tischdrucker weitergeleitet, um Prestigever luste am Markt zu vermeiden. In der Not wird auch die Rotationsdrucktechnik angewendet, bei der man jedoch - wie oben beschrieben - Waren, Pasten, Zeit usw. verliert.

In dieser Drucktechnik sind Textilien noch ein gnädiges Trägermaterial. Sehr schwierig ist es, beschichtete Papiere oder silikonisierte Papiere, Kunststoff-Folien usw. zu bedrucken.

Aufgabe der Erfindung ist es, hinsichtlich des Verfahrens, der chemischen Stoffe und der Vorrichtung einen Weg anzugeben, der das Auflacken der gefüllten Pigment- Drucksysteme auf dem nachfolgenden Motiverzeuger-Träger verhindert, als auch ver hindert, daß der nachfolgende Motiverzeuger-Träger das zuvor bedruckte, gefüllte Pigment-Drucksystem verquetscht. Trotz allem sollen höhere Druckgeschwindigkeiten notwendig werden und es soll auch die seitherige Technologie beibehalten werden.

Zum Beispiel soll es nicht notwendig sein, die seitherigen Verfahren grundsätzlich zu ändern. Es soll sogar möglich sein, schon vorhandene Maschinen durch verhältnis mäßig geringe Umbauten erfindungsgemäß betreiben zu können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.

Durch die Erfindung erreicht man, daß das Drucksystem weder in den Träger hineingedrückt wird (verquetscht wird), noch am nachfolgenden Motiverzeuger kleben bleibt. Dies gilt insbesondere, wenn die Drucksysteme Perlfarben, Metallpigment farben, Lackfarben, Glitterfarben und hierunter insbesondere Perlpasten, Metall pigment-Druckpasten, Lack-Druckpasten, Glitter-Druckpasten oder dergleichen sind. Man braucht nicht auf Metragen achten und kann kontinuierlich drucken. Da die Hautbildung sehr schnell (im Bereich von Zehntelsekunden bis Millisekunden) erfolgt, kann man auch dementsprechend schnell drucken. Es sind Druckgeschwindigkeiten von 5-100 m/min, vorzugsweise 15-40 m/min. Man erspart sich auch das Abwaschen von hängengebliebenen Drucksystemen von den Motiverzeugern.

Als Motiverzeuger kommen alle bekannten Vorrichtungen aus diesem Bereich in Frage wie Gravurwalzen, Flachfilme, Siebdruckfilme usw. Die Motiverzeuger können an Walzen, Schlitten oder dergleichen angebracht werden.

Es wird nunmehr ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Die Seitenansicht einer Rotationsdruckmaschine,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der Rotationsdruck maschine unter Verwendung der Maschine,

Fig. 3 die schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Die in Fig. 1 dargestellte Maschine ist die Stoff-Rotationsdruckmaschine Rotamac 4 der Firma Fritz Buser AG aus CH-3428 Wiler. Diese, jedoch ohne die üblichen Trocknungsstäbe kann ohne Änderung für die Erfindung verwendet werden. Man erkennt in Fig. 1 den Stoffeinlaufturm 11. Ferner ist ein endloses Band 12 zwischen zwei Umlenkwalzen 13, 14 gespannt. Aus dem Stoffeinlaufturm 11 heraus kommend wird hier der Träger in Gestalt einer Stoffbahn 16 auf dem endlosen Band 12 liegend unter Walzen 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 26 hindurchbewegt. Diese sind an ihren beiden Enden drehbar gelagert und bewegen sich absolut synchron. Sie tragen Motiverzeuger in Gestalt von Schablonen und haben in ihrem Inneren hochge füllte Pigment-Drucksysteme in Gestalt von Pasten. Pasten haben im Gegensatz zu mehr flüssigen Drucksystemen den Vorteil, daß sie konturenscharf bleiben, weil sie auf Textilien und anderen aufsaugenden Stoffen nicht zerlaufen. Pasten gibt es von diversen Herstellern. Die Anmelderin stellt Perlpasten unter dem Namen TUBIPERL her, Metall-Pigment-Druckpasten unter dem Namen TUBISCREEN, MCR, Lack-Druck pasten unter dem Namen TUBILAC und Glitter-Druckpasten unter dem Namen Tubi-Screen GL. In den Walzen sind die üblichen Rakel 27, 28, 29 usw. angedeutet, die zugleich der Zuführung des gefüllten Pigment-Drucksystems dient.

Gemäß Fig. 2 wird die Stoffbahn 16 von links nach rechts bewegt. In der Walze 17 ist die Rakel 27 vorgesehen. Die Walze 17 hat eine Öffnung 31, die von einem Motiv erzeugenden Sieb 32 abgedeckt ist. Die Rakel 27 steht still und die Walze 17 bewegt sich gemäß dem Pfeil 33. Links von der Rakel 27 befindet sich eine Glitter-Druck paste 33. Bei jeder Umdrehung tritt aus dem Sieb 32 motivgemäß Glitter-Druckpaste aus. Es sind drei gleiche Motive 34, 36, 37 auf der Stoffbahn 16 abgesetzt. Entgegen der verkürzt gezeichneten Darstellung entspricht der Abstand von Motiv zu Motiv einem Umfang der Walze 17. Die Motive 34, 36, 37 werden nicht getrocknet. Viel mehr laufen sie naß zu der Walze 18. Diese läuft exakt synchron zur Walze 17 und hat gleichen Umfang wie diese. Sie besitzt ebenfalls eine Öffnung 38, die jedoch umfangs mäßig größer ist als die Öffnung 31. Auch ihre Öffnung wird von einem Sieb 39 abge deckt. Die Öffnung 38 gelangt im Verfahren immer exakt auf die Motive 34, 36, 37. In der Walze 18 streicht die Rakel 28 eine Substanz 41 heraus, die ein zweiwertiges und/oder dreiwertiges Metallsalz auf der Basis von Magnesium und/oder Kalzium und/ oder Aluminium enthält. Der Glitter-Druckpaste 33 war eine Alginat-Verbin dung zugesetzt worden. Es bildet sich nun auf dem Motiv 42 augenblicklich eine Haut 43. Diese ist glatt und durchsichtig, so daß der Glitter-Druck-Effekt nicht zerstört wird. Sie ist außerdem sehr dünn und trägt nicht auf. Damit an den Rändern die Öffnung 38 nicht zusetzt ist sie so groß gehalten, daß sie den vorderen und hinteren Rand des Motivs 42 nicht berührt, weil ja sonst die Reaktion zwischen Alginat und Metallsalz die Öffnung 38 zusetzen würde.

Die Walze 19 ist lediglich schematisch dargestellt. Sie hat gleichen Aufbau wie Walze 17. Ihre Öffnung befindet sich jedoch winkelmäßig an einer anderen Stelle, sofern man nicht gerade auf die von der Walze 17 erzeugten Motive draufdrucken will. Von der Walze 19 werden die Motive weder in den Stoff 16 hineingepreßt (verquetscht) noch bleiben diese am Umfang der Walze 19 kleben (auflacken). Viel mehr wandern sie unbeschädigt unter der Walze 19 hindurch. Die Haut 43 hat selbst heilende Eigenschaften. Selbst wenn z.B. durch den Druck der Walze 19 die Haut 43 platzen würde, dann verschließt sich das kleine Loch oder der Riß augenblicklich wieder und es entsteht dann ein minimaler Auswuchs. Offensichtlich ist sowohl vom Alginat, als auch vom Metallsalz noch soviel übrig, daß die Reaktion ein zweites oder auch drittes Mal ablaufen kann.

Gleichgültig wieviel Walzen der Walze 17 nachfolgen: Die Glitter-Druckpaste ist auf der Stoffbahn 16 bis zum Schluß ohne Qualitätseinbuße zu sehen. Dies, obwohl die relativ großen Glitterblättchen durch Adhäsion die Tendenz haben, am Umfang der ja teilweise sehr glatten Walzen anzukleben.

Gemäß Fig. 3 kann man aber auch die Metallsalze durch einen Aufbringer 44 auf die ganze Breite der Bahn 16 aufbringen. Die Stoffbahn 16 ist dadurch mit einer Schicht 46 aus Metallsalzen getränkt. Die Walze 17 setzt daher ihr Motiv 34, das eine Alginat-Verbindung hält, in die Schicht 46 und es tritt dann die oben beschrie bene Reaktion ein. Die nachfolgenden Walzen 47, 48 können vom Typ der Walze 17 sein, d.h. gefüllte Pigment-Drucksysteme aufbringen.

Typischerweise benötigte man seither für einen Druck von 800 m Länge insgesamt 1 1/2 Tage. Man hat dabei Metragen von 30 m bedruckt, die Motiverzeuger gewaschen, getrocknet wieder eingebaut, hat am Anfang des Drucks den stets vor handenen Abfall in Kauf genommen und ist dann wieder 30 m gefahren.

Bei einem erfindungsgemäßen Versuch sind in einer Stunde ohne Unterbrechung 1100 m gefahren worden, was einer Geschwindigkeit von 20 m/min. als Produktions geschwindigkeit entspricht. Es entfällt dabei völlig das Ausbauen, Waschen, Trocknen und Einbauen der Motiverzeuger und es entfällt auch der Abfall auf den ersten Metern der Metrage.

Mit der Erfindung kann man sicherlich 40 m/min. schaffen. Um auch hier einen Begriff für die Größenordnung zu geben: Futterstoffdrucker, einfarbig, drucken etwa 60 m/min., bei welcher Geschwindigkeit man allerdings die Qualität des Stoffs nicht mehr kontrollieren kann.

Es wurde gefunden, daß die Haut 43 sich zumindest in derjenigen Zeitspanne bildet, die der Träger 12 benötigt, um zwei Druckstationen mit 64-er Rapport (Schablonenumfang 64 cm) zu durchlaufen. Es sind dies bei 80 m/min 0,48 sec, bei 40 m/min ca. 1 sec und bei 20 m/min ca. 2 sec.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Erfindung lautet wie folgt:

A: Hautbildungsfähige "Perlglanzpaste"
bestehend aus
ca. 50% Bindemittel (Dispersionsbinder auf Polybutylacrylatbasis),
ca. 10-15% Füllstoff = Perlglanzpigment, z. B. Iriodin® von Fa. Merck,
0-5% Pigmentfarbstoff,
0-2% Quervernetzter (Melaminharztyp),
0-2% Weichmacher,
0-1% Emulgator,
0-2% Dispergator,
1-2% Verdickungsmittel = Natriumalginattyp (2% entspricht 5000-7000 mPas),
0,1-0,2% Antischaum-Mittel (Polysiloxan),
0-0,5% Säurespender
und Wasser.

Pastenviskosität: 3000-4000 mPas (pH-Wert-Einstellung: je nach Bindemitteltyp).

B: Paste für den Überdruck mit "Hautbildungschemikalien"
0,1% Antischaum-Mittel (Polysiloxan),
4,0 bis 8,0% Kalziumchlorid,
1,5 bis 2,5% Hydroxyethylcellulose (2%ig in H₂O angesetzt, ca. 3500 bis 4500 mPas),
0,05% Ammoniak zur pH-Wert-Korrektur,
Rest auf 100% ist Wasser,
Pastenviskosität: 3000 mPas - pH-Wert: größer 8.

Claims

1. Verfahren zum Drucken mit gefüllten Pigment-Drucksystemen, bei welchem Ver fahren mindestens ein Pigment-Drucksystem mittels mindestens zweier zeitlich und räumlich nacheinander angeordneter Motiverzeuger auf einen Träger gedruckt wird und mit einer Bewegungsvorrichtung, die Träger und Motiverzeuger relativ zueinander bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem zeitlich und räumlich vor Erreichen des zweiten Motiverzeugers mit einem Fluid in Kontakt gebracht wird, das um das Drucksystem herum eine zumindest transluzente chemische Haut erzeugt und zwar in einer wesentlich kürzeren Zeitspanne als das Erreichen in Anspruch nimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem ein hochgefülltes Drucksystem ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochgefüllte Druck system eine Pigment-Druckpaste ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpaste eine Perlpaste ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpaste eine Metallpigment-Druckpaste ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpaste eine Lack-Druckpaste ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpaste eine Glitter-Druckpaste ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem einerseits und das Fluid andererseits wechselseitig eine Kationen-aktive Ver bindung oder eine Substanz mit mehrwertigen Metallionen aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eine Alginat-Verbindung und die Substanz ein mehrwertiges Metallsalz ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz 2- oder 3-wertig ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Magnesium und/oder Kalzium- und/oder Aluminiumsalz handelt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem einer seits und das Fluid andererseits wechselseitig Polygalaktomannane oder zur Gel bildung befähigte Borverbindungen in alkalischem Medium aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem einer seits und das Fluid andererseits wechselseitig Anionen-aktive Verbindungen oder Kationen-aktive Verbindungen aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polygalaktomannane Borax- und/oder Guarverbindungen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut durch eine Reaktion zwischen Biopolymeren (Xanthane) und JBK (Johannis Brot Kernmehl) erzeugt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut durch Karaginane/Kalzium-Kalium-lonen einerseits und JBK andererseits erzeugt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente Haut erzeugt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut selbst heilend ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit mehreren Motiv erzeugern gedruckt wird und daß jeder Motiverzeuger eine Farbe beiträgt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motiverzeuger Schablonen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Motiverzeuger Gravuren sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Zuschnitt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt ein textiler Zuschnitt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Bahn ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn eine textile Bahn ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein beschichtetes Papier ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein silikonisiertes Papier ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Kunststoff-Folie ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine PVC- Folie ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es bei einem oder mehreren der nachfolgenden Verfahren verwendet wird: Flachfilm oder Sieb drucktechnik; Meterwarendruck (klassischer Handdruck, Tischdruck mit Halb automaten, Flachfilmdruckmaschinen); Bedrucken von Zuschnitten (Handdruck, Karussellautomaten, Zylinderdruckmaschinen); Tiefdruckverfahren (Rouleauxdruck) ; Rotationssiebdruck.

31. Stoffe zur Bildung einer chemischen Haut nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

32. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

33. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet daß die Druckpaste eine Schaumdruckpaste ist, die wärmeabhängige Expansionsanteile hat.

34. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut durch eine Reaktion zwischen Biopolymeren (Xanthane) und drei- oder vier-wertige Metallionen erzeugt wird.