Verfahren zur Herstellung eines mit einem Schaumdruck versehenen SubstratesProcess for producing a substrate provided with a foam print
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her¬ stellung eines mit einem Schaumdruck versehenen Sub- strates, dessen bedruckte Oberfläche mit einer Ver¬ schleißschicht bedeckt ist, wobei das Verfahren zunächst die Herstellung eines Zwischenproduktes umfaßt, welches aus Substrat, auf diesem aufliegender, mittels Hitzeein¬ wirkung aufschäumbarer Druckfarbe und einer abdeckenden, thermoplastischen Verschleißschicht besteht, und weiter¬ hin die Erwärmung des Zwischenproduktes wenigstens im Bereich der Druckfarbe, wobei die Druckfarbe aufschäumt und die Verschleißschicht sich den ergebenden Konturen der aufgeschäumten Druckfarbe anschmiegt, sowie an- schließendes Abkühlenlassen.The invention relates to a method for producing a substrate provided with a foam print, the printed surface of which is covered with a wear layer, the method first comprising the production of an intermediate product which consists of a substrate lying thereon by means of There is a heat effect of foamable printing ink and a covering, thermoplastic wear layer, and further the heating of the intermediate product at least in the area of the printing ink, the printing ink foaming and the wear layer conforming to the resulting contours of the foamed printing ink, and then allowing to cool.
Das sogenannte Schaumdruckverfahren ist in der einschlä¬ gigen Literatur (vgl. ÜS-A-29 20 977) beschrieben worden und braucht nicht näher erläutert zu werden. Es wird insbesondere bei der Herstellung von Tapeten, Bodenbelä¬ gen oder Autoverkleidungen verwendet. Für das Verfahren verwendbare Druckerfarben sind beispielsweise von der Firma Follmann & Co., München, Bundesrepublik Deutsch¬ land, zu beziehen.The so-called foam printing process has been described in the relevant literature (cf. ÜS-A-29 20 977) and need not be explained in more detail. It is used in particular in the manufacture of wallpapers, floor coverings or car trim. Printer inks that can be used for the process can be obtained, for example, from Follmann & Co., Munich, Federal Republic of Germany.
Es zeigt sich, daß die bedruckten Produkte formschön sind und auch als ästhetisch neue Variante akzeptiert
werden. Nachteilig ist allerdings, daß die aufgeschäumte und versteifte Druckerfarbe nicht verschleißfest ist, sondern sich relativ leicht abreiben läßt. Dieser Nach¬ teil ist für Tapeten nicht besonders gravierend; er schließt jedoch die Verwendung des Schaumdruckverfahrens für das Bedrucken stärker beanspruchter Flächen, wie Buchrücken, aus.It turns out that the printed products are elegant and also accepted as an aesthetically new variant become. The disadvantage, however, is that the foamed and stiffened printer ink is not wear-resistant, but can be rubbed off relatively easily. This disadvantage is not particularly serious for wallpapers; however, it precludes the use of the foam printing process for printing heavily used areas such as book spines.
Weiterhin ist aus der DE-A-29 15 136 ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Verschlei߬ schicht als zusätzlich aufgestrichene, transparente Schicht vor dem Schäumen aufgebracht wird, beispiels¬ weise aus PVC mittels rücklaufender Walzen. Diese Ver¬ schleißschicht ist jedoch nur sehr schwer gleichmäßig dick aufzutragen. Ihr Auftrag erfordert außerdem einen hohen maschinellen Aufwand, der in Druckereien mittlerer Größe nicht zu realisieren ist. Auch kann die Ver¬ schleißschicht selbst nicht als Druckträger dienen.Furthermore, DE-A-29 15 136 discloses a method of the type mentioned at the outset, in which the wear layer is applied as an additionally coated, transparent layer before foaming, for example made of PVC by means of returning rollers. However, this wear layer is very difficult to apply uniformly and thickly. Your order also requires a high level of mechanical effort, which cannot be realized in medium-sized printers. Nor can the wear layer itself serve as a pressure carrier.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Schaumdruck versehenen Substrates anzugeben, das eine bedruckte Oberfläche ergibt, die verschleiß- und abriebfest ist und mit relativ geringem maschinellem Aufwand herstellbar ist.It is therefore the task of specifying a method for producing a substrate provided with a foam print which results in a printed surface which is wear and abrasion resistant and can be produced with relatively little mechanical effort.
Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der ein¬ gangs genannten Art, bei dem bei der Herstellung des genannten Zwischenproduktes entweder eine thermoplasti¬ sche Folie auf ein bedrucktes Substrat oder eine be- druckte, thermoplastische Folie auf das Substrat aufge¬ legt und blasenfrei angedrückt wird, wobei in beiden Fällen die Folie einen Erweichungspunkt im Bereich der für das Aufschäumen erforderlichen erhöhten Temperatur hat, weiter, daß anrschließend die Druckfarbe und die Folie erwärmt werden, wobei im erwärmten Zustand auch die Folie wenigstens partiell erweicht und sich nach dem Wiedererkalten eine durchgehende, den Konturen der
Druckfarbe folgende Verschleißschicht ergibt.This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset, in which, in the production of the intermediate product mentioned, either a thermoplastic film is placed on a printed substrate or a printed thermoplastic film is applied to the substrate and pressed on without bubbles , in both cases the film has a softening point in the range of the elevated temperature required for foaming, further that the printing ink and the film are then heated, the film also at least partially softening in the heated state and a continuous, the contours of the Printing ink results in the following wear layer.
Versuche haben gezeigt, daß je nach der Folienart, bei¬ spielsweise solchen Folien, wie sie in bekannten Ka- schierverfahren verwendet werden, auch eine glänzende oder matte, strukturierte, jedenfalls abriebfeste Ober¬ fläche erreicht wird. Als Folien eignen sich beispiels¬ weise Kaschierfolien von 5 - 25 Mikrometer Dicke, die beispielsweise aus der Gruppe der Thermoplasten Poly- ethylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylchlorid oder Polycarbonat ausgewählt werden können.Experiments have shown that, depending on the type of film, for example such films as are used in known laminating processes, a glossy or matt, structured, in any case abrasion-resistant surface is also achieved. Suitable foils are, for example, laminating foils with a thickness of 5 to 25 micrometers, which can be selected, for example, from the group of thermoplastics, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride or polycarbonate.
Bei der einen Verfahrensvariante wird zunächst das Sub¬ strat bedruckt und anschließend die unbedruckte Folie aufgelegt und zum Haften gebracht. Letzteres kann insbe¬ sondere dadurch geschehen, daß eine luftundurchlässige Folie verwendet wird, das Substrat jedoch luftdurchläs¬ sig ist oder luftdurchlässig durch Perforationen gemacht wird. Mittels eines unterhalb des Substrates angelegten ünterdruckes wird die Folie zum Anschmiegen gebracht. Es ist jedoch auch möglich, die Folie oder das Substrat elektrostatisch aufzuladen, so daß die Folie sich auf das Substrat drückt.In one process variant, the substrate is first printed and then the unprinted film is placed on it and made to adhere. The latter can be done in particular by using an air-impermeable film, but the substrate is air-permeable or is made air-permeable by perforations. The film is made to nestle by means of a vacuum applied below the substrate. However, it is also possible to electrostatically charge the film or the substrate so that the film presses onto the substrate.
In der anderen Verfahrensvariante wird zunächst dieIn the other process variant, the
Folie bedruckt und im nicht-aufgeschäumten Zustand der Druckfarbe auf das Substrat aufgelegt. In letzterem Falle muß selbstverständlich das Druckbild spiegelver¬ kehrt sein. Auch hier kann das Andrücken mittels Vakuum unterstützt oder aber durch elektrostatische Aufladung erfolgen.Printed film and placed on the substrate in the non-foamed state of the printing ink. In the latter case, the printed image must of course be mirror-inverted. Here too, the pressure can be assisted by means of a vacuum or by electrostatic charging.
Weiterhin ist möglich, die Folie vor dem Auflegen auf das Substrat mit einem Kleber zu bestreichen, so daß eine bessere Haftung erreicht wird. Es zeigt sich je- doch, daß in vielen Fällen Folien gewählt werden können, die durch das Erweichen selbst zur klebenden Substanz
werden, wie es bei den sogenannten Heißklebern bekannt ist, so daß sie auf dem Substrat ankleben.It is also possible to coat the film with an adhesive before placing it on the substrate, so that better adhesion is achieved. However, it turns out that in many cases it is possible to choose films which, by softening themselves, become the adhesive substance be, as is known in the so-called hot glue, so that they stick to the substrate.
Die Verarbeitung erfolgt je nach Folienmaterial in einem o o Temperaturbereich von 120 bis 170 C. Die Erwärmung kann durch Heißluft, durch Infrarot-Strahlung aber auch durch Mikrowellen-Bestrahlung erfolgen, wenn, wie in vielen Fällen üblich, die schäumbare Druckfarbe wasser¬ haltig ist.Depending on the film material, processing takes place in a temperature range from 120 to 170 ° C. The heating can be carried out by hot air, by infrared radiation or also by microwave radiation if, as is common in many cases, the foamable printing ink contains water.
Das sich bei dem Verfahren ergebende Produkt kann bei¬ spielsweise ein erhaben bedruckter Buchrücken sein, eine Verpackungsfolie oder eine Tapete. Es können reliefar¬ tige Landkarten, Souveniers oder Spielwaren hergestellt werden. Dabei können die Substrate aus einer großen Produktgruppe ausgewählt werden, beispielsweise aus Papier, Pappe, Leinen, Textilrohstoffen, Kunststoff- Faservlies oder Filz bestehen. Es können auch Stoffe mit dichter Oberfläche, wie Holz, Metall, Glas oder hoch- schmelzende Kunststoffe verwendet werden. Im allgemeinen kann auf die Erfahrung mit dem Bedrucken von Schaumstof¬ fen in allgemeiner Weise zurückgegriffen werden.The product resulting from the method can be, for example, a raised printed spine, a packaging film or a wallpaper. Relief maps, souvenirs or toys can be produced. The substrates can be selected from a large product group, for example made of paper, cardboard, linen, textile raw materials, synthetic fiber fleece or felt. Fabrics with a dense surface, such as wood, metal, glass or high-melting plastics, can also be used. In general, experience with printing foams can be used in general.
Zur Erläuterung des Verfahrens werden Beispiele be- schrieben, wobei die beigefügte Zeichnung die Verfah¬ rensschritte erläutern sollen. Die Figuren zeigen im einzelnen:Examples are described to explain the process, the attached drawing being intended to explain the process steps. The figures show in detail:
Figur 1 den Verfahrensschritt vor dem Aufbringen der Folie bei einem bedruckten Substrat;Figure 1 shows the process step before applying the film to a printed substrate;
Figur 2 den Verfahrensschritt vor dem Aufbringen einer bedruckten Folie auf ein unbedrucktes Substrat;FIG. 2 shows the method step before applying a printed film to an unprinted substrate;
Figur 3 die Ansicht des Fertigproduktes gemäß Verfahren.
Beispiel 1 (vgl. Figur 1 und 3):Figure 3 shows the view of the finished product according to the method. Example 1 (see FIGS. 1 and 3):
Ein mit einer Versteifungsausrüstung versehenes, leicht poröses Leinenstück 1 für einen Bucheinband wird im üblichen Siebdruckverfahren mit einer Acrylschaum-Farbe bedruckt (Druckbild 2). Anschließend wird eine sehr dünne, thermoplastische Folie 3 aus Polycarbonat mit einer Dicke von 15 Mikrometer, die mit einem Kleber 4 dünn bestrichen ist, auf das Substrat und die noch sehr flache Druckfarbe aufgelegt und mit einer Rollwalze flach aufgedrückt. Das Substrat mit der Folie wird dann auf einen Vakuumtisch 5 gelegt, der im Bereich unterhalb des Substrates einen Unterdrück von etwa -0,1 bar er¬ zeugt. Der sich ausbildende Unterdrück zieht die Folie auf das Substrat, so daß sie sich blasenfrei auf der gesamten Substratfläche anschmiegt.A slightly porous piece of linen 1 for a book cover provided with stiffening equipment is printed with an acrylic foam ink in the usual screen printing process (printed image 2). Subsequently, a very thin, thermoplastic film 3 made of polycarbonate with a thickness of 15 micrometers, which is thinly coated with an adhesive 4, is placed on the substrate and the still very flat printing ink and pressed flat with a roller. The substrate with the film is then placed on a vacuum table 5, which generates a negative pressure of approximately -0.1 bar in the region below the substrate. The resulting negative pressure pulls the film onto the substrate so that it clings to the entire substrate surface without bubbles.
Anschließend erfolgt noch bei angelegtem Vakuum dasThis is then done with the vacuum applied
Aufschäumen unter erhöhter Temperatur (Warmluft , und o zwar in einem Bereich von etwa 120 - 170 C. Die Folie hat in diesem Bereich ihren Erweichungspunkt. Die Druck¬ farbe schäumt auf und nimmt dann unter der Folie ein erhöhtes Volumen ein. Nach dem Wiederabkühlen versteift sie sich. Gasblasen oder Verwerfungen werden bei einer o Temperatur von 120 - 170 und einer Bearbeitungszeit von ca. 15 Minuten nicht beobachtet.Foaming under elevated temperature (warm air, in a range of approximately 120-170 C. The film has its softening point in this area. The printing ink foams and then takes up an increased volume under the film. Stiffens after cooling again Gas bubbles or faults are not observed at a temperature of 120 - 170 and a processing time of approx. 15 minutes.
Beispiel 2 (vgl. Figur 2 und 3):Example 2 (see FIGS. 2 and 3):
Eine dünne Kaschier-Polyvinylchloridfolie 13 mit einer Dicke von 20 Mikrometer wird mit aufschäumbarer Drucker¬ farbe mehrfarbig spiegelverkehrt bedruckt (Druckbild 12) . Anschließend wird die Folie auf eine perforierte Papier-Pappfläche 11 gelegt, wobei das Verschmieren des Druckbildes sorgfältig vermieden wird. Wiederum wird durch Anlegen eines Unterdruckes auf einem Vakuumtisch 5 ein festes Aufeinanderliegen der vorher mit Haftkleber
bestrichenen Folie auf dem Substrat erreicht. An¬ schließend werden Substrat und Folie von dem Unterdruck¬ tisch abgenommen und bei einer Temperatur von 160 und 170 C "gebacken", d. h. die Druck - arbe zum Aufschäu- men gebracht. Auch hier kommt es zu einem Erweichen der aufliegenden Folie 13 und engem Anschmiegen des sich bildenden Reliefs (vgl. Figur 3) auch im Bereich der durch Druckfarbe erzeugten Erhöhungen 6.A thin laminating polyvinyl chloride film 13 with a thickness of 20 micrometers is printed in a multi-color mirror-inverted manner with foamable printer ink (printed image 12). The film is then placed on a perforated paper and cardboard surface 11, the smearing of the printed image being carefully avoided. Again, by applying a negative pressure on a vacuum table 5, the previously lying one with pressure-sensitive adhesive coated film reached on the substrate. Subsequently, the substrate and film are removed from the vacuum table and "baked" at a temperature of 160 and 170 C, ie the printing work is foamed. Here, too, there is a softening of the overlying film 13 and a close fitting of the relief formed (see FIG. 3) also in the area of the elevations 6 produced by printing ink.
Das Produkt kann beispielsweise als Teil einer Ver¬ packung noch entsprechend gefalzt und verklebt werden.The product can, for example, be folded and glued accordingly as part of a package.
Beispiel 3?Example 3?
Eine transparente Folie aus Ethylen-Vinylacetat-Copoly- mer von 25 Mikrometer Dicke von einem Format 60 x 30 cm wird mit einer nicht-schäumenden und einer schäumenden, wasserhaltigen Farbe zu etwa 10 % der Fläche bedruckt. Eine Kunststoffplatte aus einem Polyamid-Werkstoff wird druch Reiben gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen. Die bedruckte Folie wird aufgelegt. Aufgrund der elektrosta¬ tischen Aufladung wird sie gleichmäßig auf die Ober¬ fläche gedrückt. Mittels bekannter Mikrowellen-Erwär- mungseinheiten, wie sie beispielsweise aus Großküchen o bekannt sind, wird die aufschäumende Farbe auf ca. 125 C erwärmt, wobei sie sich im Zwischenraum von Folie und Substrat-Oberfläche ausdehnt und in den Berührungsberei¬ chen auch die Folie zum Erweichen und Dehnen bringt. Nach dem Schäumvorgang der etwa 5 - 10 Minuten in An¬ spruch nimmt, werden Folie und Substrat mit Warmluft bei o etwa 120 noch einmal nachgetrocknet. Die Folie schmilzt leicht an und verklebt sich mit der Oberfläche des Substrates. Nach dem Abkühlen ist das Produkt unmittel- bar verwendungsfähig.
Beispiel 4 :A transparent film made of ethylene-vinyl acetate copolymer with a thickness of 25 micrometers and a format of 60 x 30 cm is printed with a non-foaming and a foaming, water-based ink to about 10% of the area. A plastic plate made of a polyamide material is evenly electrostatically charged by rubbing. The printed film is put on. Due to the electrostatic charge, it is pressed evenly onto the surface. The foaming paint is heated to approximately 125 ° C. by means of known microwave heating units, as are known, for example, from canteen kitchens, whereby it expands in the space between the film and the substrate surface and also the film in the contact areas Softening and stretching brings. After the foaming process, which takes about 5 to 10 minutes, the film and substrate are dried again with warm air at about 120. The film melts slightly and sticks to the surface of the substrate. After cooling, the product is ready for immediate use. Example 4:
Auf eine Metall-, z. B. Aluminium-,oder Holz-, z. B. Sperrholz-, Oberfläche können mit Hilfe einer bedruckten Folie, wie sie in Beispiel 3 beschrieben sind, ver¬ schleißfeste Musterungen auf derartigen Materialen angebracht werden. Als Trägerfolien eignen sich auch Folien aus anderen Materialien, beispielsweise Polyethy- len, Polyvinylchlorid oder Polycarbonat bzw. Polymeth- acrylat, die im allgemeinen als "Thermoplasten" bezeich¬ net werden. Die bedruckte Folie wird auf die Oberfläche des Substrates aufgelegt und mit Hilfe von Infrarot- Leuchten bis zum Aufschäumen der Druckfarbe erwärmt, was o beispielsweise in einem Bereich von 150 - 200 C ge- schieht. Gleichzeitig ist ein Anschmelzen der Folie auf das Substrat zu beobachten. Die Folie wirkt demnach gegenüber dem Substrat als ihr eigener Klebstoff. Nach vollständigem Ausschäumen, Nachtrocknen- .und Auskühlen ergibt sich ein Produkt mit einer durchgehenden Druck- und Verschleißschicht.On a metal, e.g. B. aluminum, or wood, z. B. plywood, surface can be attached to such materials with the help of a printed film, as described in Example 3, wear-resistant patterns. Also suitable as carrier films are films made of other materials, for example polyethylene, polyvinyl chloride or polycarbonate or polymethacrylate, which are generally referred to as "thermoplastics". The printed film is placed on the surface of the substrate and heated with the aid of infrared lights until the printing ink is foamed, which happens, for example, in a range from 150 to 200 ° C. At the same time, melting of the film on the substrate can be observed. The film therefore acts as its own adhesive with respect to the substrate. After complete foaming, post-drying and cooling, a product with a continuous pressure and wear layer results.
In ähnlicher Weise können auch Glas, keramische Werk¬ stoffe und hochschmelzende Kunststoffe bedruckt werden.
In a similar manner, glass, ceramic materials and high-melting plastics can also be printed.