DE60104386T2

DE60104386T2 - Dreidimensionales Druckverfahren

Info

Publication number: DE60104386T2
Application number: DE60104386T
Authority: DE
Inventors: Scott W. Hartsville Huffer; Jeffrey M. Florence Schuetz
Original assignee: Sonoco Development Inc
Current assignee: Sonoco Development Inc
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: US6546872B1; EP1211095A1; JP2002225413A; DE60104386D1; AU9332801A; AU778688B2; BR0105731A; EP1211095B1; AR031421A1; MXPA01012272A; CA2364119A1

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckmethode und bedruckte Produkte. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Methode zum Drucken von Profilgraten durch Auftragen von Harz auf eine Druckfarbe mit geringer Oberflächenspannung.
Hintergrund der Anmeldung
Auf dem heutigen Markt zeichnen sich Produkte oft gleichermaßen durch ihre Verpackung, in der sie präsentiert werden, wie durch die Qualität des Produkts selbst aus. Eine Verpackung, die dem Konsumenten ins Auge fällt, ist deshalb sehr wünschenswert. Zu diesem Zweck sind zunehmend farbige und kreative Darstellungen auf Verpackungen aufgetragen worden, um zu versuchen, eine Verpackung, und daher ein Produkt, von der/dem anderen zu unterscheiden.
Eine beliebte Darstellung mit visuellem Anreiz für den Konsumenten ist das Hologramm. Hologramme bieten dem Konsumenten ein dreidimensionales Bild. Leider sind Hologramme kostspielig in der Produktion und erfordern Feinprägungsanlagen und -prägestempel. Die zur Produktion eines Hologramms erforderlichen Hauptausgaben sind hoch genug, so dass Hologramme oft als Sicherheitseinrichtung verwendet werden.
Einfachere Prägungsmethoden können bei geringeren Kosten als Hologramme verwendet werden, um eine Darstellung mit einem strukturierten oder erhöhten Aussehen oder selbiger Griffigkeit zu produzieren. Prägen kann interessante visuelle Effekte erzeugen, wenn über ein Bild ein klares Profil aufgeprägt wird. Das zu Grunde liegende Bild erscheint aufgrund von Lichtbrechung durch das aufgeprägte Profil aus verschiedenen Betrachtungswinkeln unterschiedlich. Jedoch erfordern selbst einfache Prägungsanlagen einen deutlichen Kapitalaufwand.
Deshalb besteht Bedarf an einer einfacheren, kostengünstigeren Technologie zum Bedrucken von Verpackungsmaterial mit visuell ansprechendem, strukturiertem Aussehen und selbiger Griffigkeit. Die vorliegende Erfindung stellt eine derartige Druckmethode bereit, die den Bedarf an Prägewalzen beseitigt, während sie ein Profilmuster aus erhöhten Graten über bedrucktem Material bereitstellt.
Die EP Patentanmeldung Nr. 0,974,626 beschreibt ein Verfahren zur Fertigung eines langlebigen Bilds auf einem hydrophoben Trägermaterial. Das Verfahren involviert Tintenstrahldrucken einer Druckfarbe, die ein Silikon oder fluoreszierendes Tensid aufweist. Nach dem Drucken wird auf das Trägermaterial eine Überzugzusammensetzung aufgetragen.
Die EP Patentanmeldung Nr. 0,569,640 beschreibt einen chemisch geprägten Film aus Polyvinylchlorid. Ein Muster aus Silikonöl enthaltender Druckfarbe wird auf den PVC-Film gedruckt. Danach wird eine Deckschicht aufgetragen und von der silkonisierten Druckfarbe abgestoßen. Die Deckschicht wird dann ausgehärtet, indem sie einem Katalysator aus tertiärem Amin ausgesetzt wird.
Die US Patentanmeldung Nr. 4,759,982 beschreibt ein Verfahren zum Vorbereiten eines Umdruckgraphikartikels mit einer klaren Schutzschicht in präziser Farbdeckung mit der Graphik. Die Graphik wird erst auf einen Träger gedruckt. Danach wird eine Beschichtungszusammensetzung mit einer Oberflächenspannung, die ausreicht, um das graphische Muster, jedoch nicht den Träger zu befeuchten, aufgetragen. Die Beschichtung ist so formuliert, dass sie sich entfeuchtet oder sich vom Träger in präzise Farbdeckung mit dem Graphikmuster zurückzieht.
Die Internationale Patentanmeldung WO 00/37258 beschreibt ein Tintenstrahldruckverfahren, bei dem eine Zusammensetzung vor dem Drucken eines Bilds auf Papier gestrichen wird. Die Zusammensetzung, die ein Bindemittel und ein Polymerbiguanid enthält, wird so auf das Papier aufgetragen, dass die Druckfarbe auf der Zusammensetzung abgelegt werden kann. Die Zusammensetzung kann durch jede dienliche Methode, wie Tauchlackierung, Umkehrwalzenbeschichtung, K-Stab-Beschichtung (K-bar coating), Sprühen oder mittels eines Tintenstrahldruckers, aufgetragen werden.
Die EP Patentanmeldung Nr. 1,022,151 beschreibt eine Tintenstrahldruckmethode, bei der Druckfarbe zusammen mit einer Polymerpartikel aufweisenden ersten Flüssigkeit und einer einen Reaktanten enthaltenden zweiten Flüssigkeit aufgedruckt wird. Die erste Flüssigkeit wird über die Druckfarbe aufgetragen, um eine Schutzbeschichtung bereitzustellen. Die Polymerpartikel der ersten Flüssigkeit bedecken die Druckfarbe und koaleszieren oder verschmelzen, um einen Film zu bilden. Die Druckfarbe wird mit dem Film bedeckt, um die Abrieb-/Kratzfestigkeit, Wasserechtheit, den Glanz und die Lichtechtheit des bedruckten Materials zu verbessern. Um diese Qualitäten weiter zu verbessern, kann die erste Flüssigkeit auch vor dem Aufdrucken der Druckfarbe abgelegt werden. Die zweite Flüssigkeit wird auch auf der Druckfarbe abgelegt. Die zweite Flüssigkeit berührt die Druckfarbe und bildet ein Koagulat.
Zusammenfassunug der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Druckverfahren und ein bedrucktes Produkt bereit, bei dem Druckfarbe mit einem Zusatzstoff kombiniert ist, der die Oberflächenspannung des getrockneten Druckfarbenfilms senkt. Die angereicherte Druckfarbe wird in einem Muster aus parallelen Linien auf ein Trägermaterial gedruckt und trocknen gelassen. Ein klares Harz oder ein klarer Lack werden über die getrocknete Druckfarbe oder unter diese aufgetragen, und aufgrund der Differenz in der Oberflächenspannung zwischen dem Druckfarbenfilm und dem Trägermaterial fließt das Harz vom Druckfarbenfilm weg. Das Harz härtet in eine Reihe von erhöhten Graten, die entlang den gedruckten Profillinien ausgerichtet sind, aus.
Für umgekehrt gedruckte Anwendungen wird der Zusatzstoff in ein klares Harz oder einen klaren Lack formuliert. Das Muster aus klarem Harz wird auf eine klare Papierbahn gedruckt. Das klare Muster wird getrocknet und die Druckfarbe wird auf das getrocknete klare Harz gedruckt. Diese Druckfarbe fließt aufgrund der Differenz in der Oberflächenspannung vom klaren Harz weg, wodurch Muster aus erhöhter Druckfarbe gebildet werden. Dieser umgekehrt gedruckte Film wird dann auf einen zweiten Film laminiert, um die Gesamtstruktur zu vervollständigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung wird in den Zeichnungen eine Form gezeigt, die gegenwärtig bevorzugt wird; jedoch versteht es sich, dass sich diese Erfindung nicht auf die genauen gezeigten Anordnungen und Instrumentalitäten beschränkt.
1 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines bedruckten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Querschnitt, der ein klares Harz zeigt, dass auf ein Trägermaterial und Druckfarbenlinien gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen wurde, bevor aufgrund von unterschiedlichen Oberflächenspannungen jeglicher Fluss beim Harz aufgetreten ist.
3 ist ein Querschnitt eines bedruckten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Um die Erfindung deutlicher zu veranschaulichen, zeigen 1–3 einen Teilabschnitt bedruckten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung. Vor dem Aufdrucken wird die Druckfarbe mit einem Zusatzstoff kombiniert, der die Oberflächenspannung des getrockneten Druckfarbenfilms senkt. Ein derartiger Zusatzstoff ist ein mit Hydroxy modifiziertes Polyethersilan, das von BYK-Chemie hergestellt und vertrieben wird. Die mit dem Zusatzstoff angereicherte Druckfarbe 12 wird in einem Muster aus parallelen Profilinien über das Trägermaterial 10 gedruckt, wobei zwischen den angrenzenden Druckfarbenlinien Zwischenräume gelassen werden, so dass das Trägermaterial exponiert bleibt. Das Trägermaterial ist vorzugsweise ein nicht bedruckter, metallisierter Film, eine Folie oder reflektierende Fläche.
1 zeigt einen Teilabschnitt von Trägermaterial 10, der mit Druckfarbe 12 in einem Profilmuster überdruckt worden ist. Welche Druckmethode verwendet wird, um die Druckfarbe auf das Trägermaterial aufzutragen, ist nicht wichtig, und der durchschnittliche Fachmann wird verstehen, dass eine Vielzahl von Druckmethoden zur Verfügung stehen. Ein Beispiel einer geeigneten Druckmethode ist das Rotationstiefdruckverfahren. Der Rotationstiefdruck ist vorzuziehen, da er hochgenaue Bilder erzeugt, während gleichzeitig eine hohe Druck- und Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht wird. Von einem Lasergraveur gravierte Rotationsdruckzylinder ergeben sowohl den Produktionsumfang als auch die regelmäßigen Kanäle, die zur Erzeugung der visuellen Effekte notwendig sind.
Der Lasergraveur kann tiefe, regelmäßige Kanäle für die Druckfarbe gravieren. Mechanisches Gravieren mit einem Diamantstichel erzeugt nur große Farbnäpfchen mit schmalen Kanälen eines viel kleineren Umfangs.
Ein Harz 14 wird über den gedruckten Druckfarbenmusterbereich 12 aufgetragen. Das Harz ist beim Trocknen vorzugsweise klar. 2 zeigt einen Querschnitt von bedrucktem Material unmittelbar nachdem das Harz 14 aufgetragen worden ist. Das Harz 14 steht mit sowohl dem gedruckten, getrockneten Druckfarbenfilm 12 als auch dem Trägermaterial 10 zwischen den Linien aus Druckfarbe 12 in Kontakt. Da die Oberflächenspannung des getrockneten Druckfarbenfilms 12 niedriger als die Oberflächenspannung des Trägermaterials 10 ist, fließt das Harz 14 von dem getrockneten Druckfarbenfilm 12 weg und in Richtung der Bereiche des exponierten Trägermaterials 10.
3 zeigt einen Querschnitt bedruckten Materials gemäß der Erfindung, nachdem das Harz 14 seinen Fluss abgeschlossen hat. Das Harz 14 hat sich in den Bereichen exponierten Trägermaterials 10 zwischen den Profillinien der Druckfarbe 12 angesammelt. Somit bildet das Harz 14 erhöhte Grate 16, die entlang der gemusterten Linien aus Druckfarbe 12 ausgerichtet sind. Da das Harz klar oder durchscheinend ist, bewirkt die Lichtbrechung durch das Harz, dass das bedruckte Material sein Äußeres verändert, wenn es aus unterschiedlichen Winkeln betrachtet wird. Das Harz 14 kann sich setzen, um dauerhafte erhöhte Profilgrate 16 zu bilden, die entlang den Linien des Druckfarbenmusters 12 ausgerichtet sind.
Ohne den Zusatzstoff in der Druckfarbe würde das Harz normalerweise zu einem regelmäßigen Film auslaufen und würde kein Brechungsmuster ergeben, wie durch die erhöhten Grate in der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Andere visuelle Effekte können geschaffen werden, indem verschiedene Farbtinten oder Bronzefarben verwendet werden, die das klare Profilharz ersetzen können. Für umgekehrt bedruckte Anwendungen wird das klare Harz mit dem Zusatzstoff zuerst als Muster aufgetragen und dann wird die Druckfarbe aufgedruckt, um die Muster zu bilden.
Es versteht sich, dass, wenn die gedruckte Struktur auf der Presse produziert wird, unabhängige Farbdeckungskontrolle für die individuellen Profilstationen möglich ist, was in einer besseren Gesamtfarbdeckung resultiert. Ferner können durch die Verwendung eines Lasergraveurs hochgenaue Muster geschaffen werden. Außerdem kann aufgrund des großen Umfangs an Farbnäpfchen, die auf dem Lasergraveur erzeugt wurden, ein größerer Umfang des Harzes oder der Beschichtung auf der Oberfläche abgelegt werden. Dieser große Umfang ist mit der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen ohne das Auftreten von „Ausflüssen" möglich.
Es ist vorgesehen, dass weitere Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind, indem Vier-Farben-Drucktechniken verwendet werden und scheuerfeste Beschichtungen oder dergleichen zugegeben werden.
Scheuerfestigkeit kann auch erzielt werden, indem die Druckfarbe und die Harzbeschichtung umgekehrt auf einen klaren Film gedruckt werden und der Film auf ein zweites Trägermaterial aufgetragen wird.
Die vorliegende Erfindung kann durch weitere spezifische Formen verkörpert werden, ohne von ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen, und demgemäß sollte eher Bezug auf die angehängten Ansprüche, die auf den Bereich der Erfindung hindeuten, als auf die vorangehende Beschreibung genommen werden.

Claims

Ein Druckverfahren, das eine klare Beschichtung und eine Druckfarbe verwendet und die folgenden Schritte umfasst: (a) Zufügen eines die Oberflächenspannung senkenden Zusatzstoffs zu der Beschichtung; (b) Drucken der Beschichtung auf ein Trägermaterial in einem Muster aus parallelen Linien, so dass zwischen den parallelen Linien der gedruckten Beschichtung nicht bedruckte Bereiche bleiben; (c) Trocknen der Beschichtung; (d) Auftragen der Druckfarbe über das Trägermaterial und die Beschichtung; (e) Ermöglichen des Fließens der Druckfarbe von den mit Beschichtung bedruckten Bereichen zu den nicht bedruckten Bereichen, bis die Druckfarbe erhöhte Grate formt, die entlang den Linien des Beschichtungsmusters ausgerichtet sind; und (f) Trocknen der Druckfarbe.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Trägermaterial ein metallisierter Film ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Zusatzstoff mit Hydroxy modifiziertes Polyethersilan ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Beschichtung und die Druckfarbe umgekehrt auf das Trägermaterial gedruckt werden.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Beschichtung ein Harz ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Beschichtung ein Lack ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Druckfarbe ein Muster aus Farbtinten ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Druckfarbe ein Muster aus Bronzefarbe ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Trägermaterial eine reflektierende Fläche ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 9, wobei das reflektierende Trägermaterial eine Folie ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1 oder 4, wobei das Trägermaterial ein klarer Film ist.
Druckverfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Befestigens des gedruckten Films an einem zweiten Trägermaterial beinhaltet, wobei die Druckfarbe und die Beschichtung zwischen dem ersten und zweiten Trägermaterial positioniert sind.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Beschichtung unter Verwendung von lasergraviertem Rotationstiefdruck gedruckt wird.
Druckverfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 13, wobei die Druckfarbe unter Verwendung von lasergraviertem Rotationstiefdruck aufgetragen wird.