EP0535504A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildübertragung auf beschichtete Oberflächen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bildübertragung auf beschichtete Oberflächen Download PDF

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EP0535504A1
EP0535504A1 EP92116174A EP92116174A EP0535504A1 EP 0535504 A1 EP0535504 A1 EP 0535504A1 EP 92116174 A EP92116174 A EP 92116174A EP 92116174 A EP92116174 A EP 92116174A EP 0535504 A1 EP0535504 A1 EP 0535504A1
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EP
European Patent Office
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polymer layer
station
transfer medium
crosslinking
molecular weight
Prior art date
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EP92116174A
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English (en)
French (fr)
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EP0535504B1 (de
Inventor
Jürgen Dr. Kramer
Original Assignee
Glunz AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P5/00—Other features in dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form
    • D06P5/001—Special chemical aspects of printing textile materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B41M5/5209—Coatings prepared by radiation-curing, e.g. using photopolymerisable compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0027—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or layers by lamination or by fusion of the coatings or layers

Definitions

  • the method relates to a method for image transfer to coated surfaces, in particular those of wood-based materials, the surface being coated with a polymer layer to be hardened and the polymer layer being brought into intimate contact with a transfer medium carrying color pigments under the action of heat.
  • a device for carrying out the method is also described.
  • wood-based materials are to be understood, for example, chipboard with or without veneer or primer, medium-density fiberboard, plywood boards and any solid wood parts.
  • a method of the type described at the outset is known from the article "The Reproprint Process” (wood and furniture industry, DRW-Verlag, Stuttgart edition 1/88, pages 83 to 85).
  • the surface is first coated with polymers dissolved in solvent, i.e. a varnish.
  • This lacquer is dried, whereby the applied polymer layer hardens.
  • a printed paper is then placed on the hardened polymer layer as a transfer medium.
  • a press which can be, for example, a vacuum press, a calender, a cycle press or a double belt press, an intimate contact between the transfer medium and the polymer layer is produced and the transfer medium is heated.
  • the color pigments previously applied to the transfer medium sublimate from the paper and diffuse into the polymer layer.
  • the negative printed on the paper forms as a positive or in the polymer layer.
  • the finished process product is available.
  • the selection of the color pigments is extremely difficult with this known method.
  • only color pigments that are lightfast should be used. At however, this generally results in a certain molecular size, which is not conducive to the rate of diffusion into the polymer layer. Accordingly, the diffusion of the color pigments into the polymer layer must take place at relatively high temperatures. This in turn creates restrictions in the choice of color pigments, since resistance to the diffusion temperature is now also required.
  • the diffusion temperature in the known method is over 200 ° C. At this temperature, a large number of the known lightfast color pigments decompose.
  • the brilliance of the image formed on or in the polymer layer is advantageous in the known method.
  • three-dimensional effects can even be achieved.
  • Image transmission to profiled, ie three-dimensional surfaces is also known. To do this, of course, the image to be transferred must be converted into a suitable two-dimensional preform to form the negative on the transfer medium.
  • Lightfast color pigments have recently become available on the market which are lightfast and have sufficiently high diffusion rates in the polymer layer even at diffusion temperatures down to 150 ° C. These color pigments therefore do not have to be exposed to extreme temperatures above 200 ° C.
  • the maximum amount of the color transferred from the transfer medium into the polymer layer is also limited for these color pigments using the known method. The maximum value is approx. 4 g color per m2 surface of the polymer layer.
  • the invention has for its object to develop a method of the type described in such a way that the restrictions with regard to the choice of color pigments largely disappear and a larger amount of color can be transferred.
  • the polymer layer is composed of low molecular weight polymers which are crosslinked after the intimate contact of the polymer layer with the transfer medium to cure the polymer layer.
  • the image is already transferred into the not yet hardened polymer layer.
  • the polymer layer does not consist of polymers dissolved in a solvent, but of low molecular weight polymers without the addition of solvents, since a solvent passes into the vapor phase when exposed to heat during the intimate contact of the transfer medium with the polymer layer and makes image transfer impossible would.
  • the polymer layer composed of low molecular weight polymers offers the advantage of a relatively low viscosity even at low temperatures.
  • the viscosity now directly determines the diffusion rate of the color pigments in the polymer layer via the Stokes-Einstein relation, so that the color pigments penetrate far into the polymer layer at relatively low temperatures and in a relatively short time.
  • the absorption capacity of the polymer layer for the color pigments increases, so that the maximum amount of color that can be introduced into the polymer layer is more than 14 g / m2.
  • the diffusion of the color pigments is even so rapid that, during normal transfer times, the surface under the polymer layer can also be colored.
  • the crosslinking of the low molecular weight polymers to high molecular weight polymers after the transfer of the image leads to a complete hardening of the polymer layer. The image is thus reliably fixed and protected.
  • the curing of the polymer layer can be carried out very far, which was not possible with the methods known from the prior art, since the color pigments then had to be diffused in again.
  • the contact pressure of the transfer medium against the polymer layer can be kept significantly lower during image transfer. This and the lower temperature during image transfer allow the use of thinner paper for the transfer medium.
  • Mono- and / or oligomers can be applied to the surface, the mono- and / or oligomers finally being pre-crosslinked to give the low molecular weight polymers.
  • the polymer layer can be produced from the low molecular weight polymers without the use of solvents. This is a great advantage with regard to the workplace and environmental pollution usually caused by the solvents.
  • 150 ° C can be selected as the upper limit for the temperature. It is not necessary to heat the color pigments above this temperature because of their high rate of diffusion in the polymer layer made of low molecular weight polymers. A large number of lightfast color pigments are temperature-resistant up to a temperature of 150 ° C.
  • the maximum temperature when exposed to heat can even be limited so that the color pigments are not heated above 100 ° C.
  • the color temperature is ultimately to be matched to the diffusion rate of the color pigments in the polymer layer and the time available for the transfer of the image.
  • the pre-crosslinking of the mono- or oligomers can be carried out by irradiation with electrons.
  • the pre-crosslinking of the mono- or oligomers by irradiation with electrons is advantageously associated with the possibility of carrying out the pre-crosslinking in a very controlled manner.
  • the radiation dose absorbed by the mono- or oligomers is suitable as a measure of the pre-crosslinking.
  • a radiation dose of 5 to 40 kGy can advantageously be used for the pre-crosslinking of the monomers or oligomers.
  • the radiation dose must be matched to the condition of the feed materials and the desired degree of pre-crosslinking.
  • the crosslinking of the low molecular weight polymers can also be carried out by means of irradiation with electrons. Electron beam curing is also an advantage when curing the polymer layer. However, the use of other curing techniques should also be considered in this process step. In the pre-crosslinking of the monomers or oligomers, however, the advantage of controllability of electron beam curing plays an extremely important role. If another method is suitable for the controlled curing or partial crosslinking of mono- or oligomers, there would be no objection to its use.
  • a radiation dose of 40 to 80 kGy can be used to crosslink the low molecular weight polymers.
  • the degree of pre-crosslinking of the polymers and the desired final state must be taken into account.
  • a further layer of mono-, oligo- and / or low molecular weight polymers can be applied to the surface.
  • it may make sense to cover the image transferred to or into the polymer layer with another polymer layer. This would then be advantageous in the form of mono-, oligo- and / or low molecular weight polymers before the final curing, i. H. Networking to apply the first polymer layer.
  • the contact pressure when the polymer layer is in intimate contact with the transfer medium can be less than 500 hPa. Even at this low contact pressure, surprisingly large amounts of ink can be transferred into the polymer layer without any problems.
  • a device for the continuous implementation of the new method with a transport device, a coating station, a feed device for the transfer medium, a contact press and a curing station is characterized according to the invention in that the curing station is arranged behind the contact press.
  • the curing station can have a source for high-energy electrons.
  • a pre-crosslinking station is advantageously provided in front of the feed device for the transfer medium. This pre-crosslinking station can also have a source for high-energy electrons.
  • a further coating station arranged after the contact press and before the curing station is advantageous.
  • the device is replaced by Marked presence of a pre-networking station.
  • This device can advantageously be further developed, in particular with regard to sources for high-energy electrons.
  • the new method will now be explained and described in more detail using an exemplary embodiment.
  • the figure shows the schematic structure of the device for the continuous implementation of the method.
  • the device 1 shown in the figure for the continuous implementation of the method for image transmission has a transport device 1 for chipboard 3.
  • the particle boards 3 are pretreated in a known manner and, for example, veneered, coated with primer film or lacquer-primed. It is only essential that there is an object with a coatable surface 6, which can also be profiled, ie three-dimensionally equipped.
  • the chipboard 3 In the working direction of the transport device 2, which is indicated by an arrow 4, the chipboard 3 first passes through a coating station 5. In the coating station 5, 3 monomers and oligomers are applied to the surface 6 of the chipboard. These mono- and oligomers are pre-cross-linked in a subsequent pre-cross-linking station 7 by irradiation with electrons.
  • a source for high-energy electrons with a filament 8 and an acceleration path having a cathode 9 and an anode 10 is used.
  • the electrons emerge from the filament 8 and are accelerated between the cathode and the anode by an acceleration voltage of approximately 180 to 300 kV.
  • the acceleration voltage determines the energy of the accelerated electrons and thus their possible penetration depth into the monomers or oligomers applied to the surface 6 of the chipboard.
  • a surface covering of surface 6 with 400 g / m2 is required typically an acceleration voltage of 230 to 250 kV so that the electrons penetrate the entire applied layer.
  • the mono- or oligomeric molecular weights applied to the surface 6 have between 500 and 5,000, this results, after the pre-crosslinking station 7, in a polymer layer 11 made of low molecular weight polymers with molecular weights of approximately between 50,000 and 100,000.
  • a transfer medium 13 coated with color pigments and coming from a feed device 12 is then drawn onto this polymer layer 11. Together with the transfer medium 13, which is usually a printed paper, the chipboard 3 passes through a double belt press 14. In the double belt press 14, the transfer medium 13 and the polymer layer 11 are brought into intimate contact and heated so that the color pigments are exposed to heat diffuse into the polymer layer.
  • a double belt press is particularly suitable for the new process if the throughput of the area to be printed is very large. However, a double belt press, for example, is not suitable for shaped surfaces 6. Vacuum presses are preferred for printing on shaped, in particular profiled surfaces 6, but their operation is only discontinuous.
  • the transfer medium 13 is again pulled off the chipboard 3 or the polymer layer 11 by means of a winding station 15. In a last step, the low molecular weight polymers of the polymer layer 11 are then crosslinked. A curing station 16 is provided for this purpose.
  • the curing station 16 has a source for high-energy electrons, which can easily be of identical design.
  • the polymer layer 11 is composed of polymers with molecular weights greater than 1,000,000 together. This prevents further diffusion of the color pigments in the polymer layer 11 and good surface stability is achieved.
  • the polymer layer 11 has only a low surface stability following the pre-crosslinking station 7 until the curing station 16 has been reached, which, however, was sufficient for the double belt press 14 to pass through without damage while transferring the image from the transfer medium 13.
  • the image quality obtained by the new method on or in the polymer layer 11 on the surface 6 of the chipboard 3 is brilliant. This is due in particular to the possibility of using a large number of color pigments and the transfer of large amounts of color pigments.

Landscapes

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Bildübertragung auf beschichtete Oberflächen, insbesondere diejenigen von Holzwerkstoffen, wird die Oberfläche mit einer auszuhärtenden Polymerschicht beschichtet und die Polymerschicht unter Wärmeeinwirkung mit einem Farbpigmente tragenden Transfermedium in innigen Kontakt gebracht. Die Polymerschicht setzt sich hierbei aus niedermolekularen Polymeren zusammen, die nach dem innigen Kontakt der Polymerschicht mit dem Transfermedium zur Aushärtung der Polymerschicht vernetzt werden. <IMAGE>

Description

  • Das Verfahren bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildübertragung auf beschichtete Oberflächen, insbesondere diejenigen von Holzwerkstoffen, wobei die Oberfläche mit einer auszuhärtenden Polymerschicht beschichtet und die Polymerschicht unter Wärmeeinwirkung mit einem Farbpigmente tragenden Transfermedium in innigen Kontakt gebracht wird. Ferner wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Unter Holzwerkstoffen sind in diesem Zusammenhang beispielsweise Spanplatten mit oder ohne Furnier oder Grundierung, mitteldichte Faserplatten, Sperrholzplatten und beliebige Massivholzteile zu verstehen.
  • Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist aus dem Artikel "Das Reproprint-Verfahren" (Holz- und Möbelindustrie, DRW-Verlag, Stuttgart Ausgabe 1/88, Seiten 83 bis 85) bekannt. Die Oberfläche wird zuerst mit in Lösungsmittel gelösten Polymeren, also einem Lack beschichtet. Dieser Lack wird getrocknet, wobei die aufgebrachte Polymerschicht aushärtet. Anschließend wird ein bedrucktes Papier als Transfermedium auf die ausgehärtete Polymerschicht aufgelegt. In einer Presse, die beispielsweise eine Vakuumpresse, eine Kalander, eine Taktpresse oder eine Doppelbandpresse sein kann, wird ein inniger Kontakt zwischen dem Transfermedium und der Polymerschicht hergestellt und das Transfermedium erwärmt. Hierbei sublimieren die zuvor auf das Transfermedium aufgebrachten Farbpigmente von dem Papier ab und diffundieren in die Polymerschicht ein. Auf diese Weise bildet sich das auf das Papier aufgedruckte Negativ als Positiv auf, bzw. in der Polymerschicht ab. Nach Verlassen der Presse liegt das fertige Verfahrensprodukt vor. Die Auswahl der Farbpigmente gestaltet sich bei diesem bekannten Verfahren als äußerst schwierig. Zum einen sollten grundsätzlich nur solche Farbpigmente Verwendung finden, die lichtecht sind. Bei diesen stellt sich jedoch in aller Regel eine gewisse Molekülgröße ein, die für die Diffusionsgeschwindigkeit in die Polymerschicht nicht förderlich ist. Dementsprechend muß das Eindiffundieren der Farbpigmente in die Polymerschicht bei relativ hohen Temperaturen erfolgen. Hierdurch entstehen wiederum Einschränkungen bei der Wahl der Farbpigmente da nun auch eine Resistenz gegenüber der Diffusionstemperatur zu fordern ist. Die Diffusionstemperatur bei dem bekannten Verfahren beträgt über 200 °C. Bei dieser Temperatur zersetzt sich bereits eine Vielzahl der bekannten lichtechten Farbpigmente. Vorteilhaft bei dem bekannten Verfahren ist die Brillianz des auf bzw. in der Polymerschicht entstehenden Bildes. Bei Wahl eines klaren Lacks lassen sich sogar dreidimensionale Effekte erzielen. Ebenso ist die Bildübertragung auf profilierte, d. h. dreidimensionale Oberflächen bekannt. Hierzu muß natürlich das zu übertragende Bild zur Ausbildung des Negativs auf dem Transfermedium in eine geeignete zweidimensionale Vorform überführt werden.
  • In jüngster Zeit sind auf dem Markt lichtechte Farbpigmente erhältlich, die lichtecht sind und bereits bei Diffusionstemperaturen von bis hinab zu 150 °C hinreichend große Diffusionsgeschwindigkeiten in der Polymerschicht aufweisen. Diese Farbpigmente müssen daher nicht den extremen Temperaturen über 200 °C ausgesetzt werden. Andererseits ist die Maximalmenge der von dem Transfermedium in die Polymerschicht übertragenen Farbe auch bei diesen Farbpigmenten in Anwendung des bekannten Verfahrens begrenzt. Als Maximalwert sind ca. 4 g Farbe pro m² Oberfläche der Polymerschicht anzusehen.
  • Beim lösungsmittelfreien Drucken ist es bekannt, Farben mit mono-, oligo- oder niedermolekular polymeren Basissubstanzen nach dem Aufbringen auf das zu bedruckende Objekt mittels Bestrahlung mit Elektronen auszuhärten. Hierbei vernetzen die mono-, oligo- bzw. niedermolekular polymeren Substanzen zu hochmolekularen, festen Schichten. Statt der Anwendung von Elektronenstrahlung ist zur Vernetzung auch die Anwendung von UV-Strahlung bekannt. Hierbei ist jedoch nachteilig, daß die Farbpigmente der Farben die Vernetzung stören und zusätzlich Fotoinitiatoren zur Absorption und Umwandlung der ultravioletten Strahlung der Farbe zugesetzt werden müssen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß die Einschränkungen hinsichtlich der Wahl der Farbpigmente weitgehend wegfallen und eine größere Farbmenge übertragbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Polymerschicht aus niedermolekularen Polymeren zusammengesetzt ist, die nach dem innigen Kontakt der Polymerschicht mit dem Transfermedium zur Aushärtung der Polymerschicht vernetzt werden. Bei dem neuen Verfahren wird das Bild bereits in die noch nicht ausgehärtete Polymerschicht übertragen. Hierbei ist wesentlich, daß die Polymerschicht nicht aus in einem Lösungsmittel gelösten Polymeren, sondern aus niedermolekularen Polymeren ohne die Beimischung von Lösungsmitteln besteht, da ein Lösungsmittel bei der Wärmeeinwirkung während des innigen Kontakts des Transfermediums mit der Polymerschicht in die Dampfphase übergehen und die Bildübertragung unmöglich machen würde. Hingegen bietet die aus niedermolekularen Polymeren zusammengesetzte Polymerschicht den Vorteil einer bereits bei geringen Temperaturen relativ niedrigen Viskosität. Die Viskosität bestimmt nun über die Stokes-Einstein-Relation direkt die Diffusionsgeschwindigkeit der Farbpigmente in der Polymerschicht, so daß die Farbpigmente bei relativ tiefen Temperaturen und in relativ kurzer Zeit sicher weit in die Polymerschicht eindringen. Zudem erhöht sich die Aufnahmefähigkeit der Polymerschicht für die Farbpigmente, so daß die maximal in die Polymerschicht einbringbare Farbmenge mehr als 14 g/m² beträgt. Die Diffusion der Farbpigmente läuft sogar derart schnell ab, daß bei normalen Übertragungszeiten auch die unter der Polymerschicht liegende Oberfläche mit eingefärbt werden kann. Das Vernetzen der niedermolekularen Polymere zu hochmolekularen Polymeren nach dem Übertragen des Bildes führt zu einer vollständigen Aushärtung der Polymerschicht. Das Bild ist somit zuverlässig fixiert und geschützt. Ferner kann die Aushärtung der Polymerschicht sehr weit getrieben werden, was bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht möglich war, da anschließend noch die Eindiffusion der Farbpigmente erfolgen mußte. Darüberhinaus stellt sich als vorteilhaft heraus, daß bei dem neuen Verfahren der Anpressdruck des Transfermediums an die Polymerschicht bei der Bildübertragung deutlich geringer gehalten werden kann. Dies und die geringere Temperatur bei der Bildübertragung lassen die Verwendung dünneren Papiers für das Transfermedium zu.
  • Mono- und/oder Oligomere können auf die Oberfläche aufgebracht werden, wobei die Mono- und/oder Oligomere abschließend zu den niedermolekularen Polymeren vorvernetzt werden. Mit Hilfe von Mono- und/oder Oligomeren kann die Polymerschicht aus den niedermolekularen Polymeren ohne die Verwendung von Lösungsmitteln hergestellt werden. Dies ist hinsichtlich der von den Lösungsmitteln üblicherweise ausgehenden Arbeitsplatz- und Umweltbelastungen ein großer Vorteil.
  • Bei der Wärmeeinwirkung können als Obergrenze für die Temperatur 150 °C gewählt werden. Ein Erwärmen der Farbpigmente über diese Temperatur ist ob ihrer hohen Diffusionsgeschwindigkeit in der Polymerschicht aus niedermolekularen Polymeren nicht notwendig. Bis zu der Temperatur von 150 °C ist eine große Anzahl lichtechter Farbpigmente temperaturbeständig.
  • Die Maximaltemperatur bei der Wärmeeinwirkung kann sogar so begrenzt werden, daß die Farbpigmente nicht über 100 °C aufgewärmt werden. Die Farbtemperatur ist letztlich auf die Diffusionsgeschwindigkeit der Farbpigmente in der Polymerschicht und die zur Übertragung des Bildes zur Verfügung stehende Zeit abzustimmen.
  • Die Vorvernetzung der Mono- bzw. Oligomere kann mittels Bestrahlung mit Elektronen durchgeführt werden. Die Vorvernetzung der Mono- bzw. Oligomere durch Bestrahlung mit Elektronen ist vorteilhaft mit der Möglichkeit verbunden, die Vorvernetzung sehr kontrolliert durchzuführen. Als Maß für die Vorvernetzung ist hierbei die von den Mono- bzw. Oligomeren aufgenommene Strahlendosis geeignet.
  • Vorteilhaft kann eine Strahlendosis von 5 bis 40 kGy für die Vorvernetzung der Mono- bzw. Oligomere eingesetzt werden. Grundsätzlich ist die Strahlendosis auf den Zustand der Einsatzstoffe und das gewünschte Maß der Vorvernetzung abzustimmen.
  • Auch die Vernetzung der niedermolekularen Polymere kann mittels Bestrahlung mit Elektronen durchgeführt werden. Bei der Aushärtung der Polymerschicht ist die Elektronenstrahlhärtung ebenfalls von Vorteil. Bei diesem Verfahrensschritt wäre jedoch auch an die Anwendung anderer Aushärtetechniken zu denken. Bei der Vorvernetzung der Mono- bzw. Oligomere spielt der Vorteil der Kontrollierbarkeit der Elektronenstrahlhärtung jedoch eine ausgesprochen große Rolle. Sofern ein weiteres Verfahren zur kontrollierten Aushärtung bzw. teilweisen Vernetzung von Mono- bzw. Oligomeren geeignet ist, bestünden jedoch keine Bedenken gegen dessen Anwendung.
  • Für die Vernetzung der niedermolekularen Polymere kann eine Strahlendosis von 40 bis 80 kGy eingesetzt werden. Hierbei sind wiederum der Grad der Vorvernetzung der Polymere und der gewünschte Endzustand zu berücksichtigen.
  • Nach dem innigen Kontakt der Polymerschicht mit dem Transfermedium, aber vor deren Vernetzen, kann eine weitere Schicht von Mono-, Oligo- und/oder niedermolekularen Polymeren auf die Oberfläche aufgebracht werden. In Einzelfällen mag es sinnvoll sein, das auf bzw. in die Polymerschicht übertragene Bild mit einer weiteren Polymerschicht abzudecken. Vorteilhaft wäre diese in Form von Mono-, Oligo- und/oder niedermolekularen Polymeren dann vor dem endgütligen Aushärten, d. h. Vernetzen, der ersten Polymerschicht aufzubringen.
  • Der Anpreßdruck beim innigen Kontakt der Polymerschicht mit dem Transfermedium kann kleiner als 500 hPa sein. Bereits bei diesem niedrigen Anpreßdruck lassen sich überraschenderweise große Farbmengen problemlos in die Polymerschicht übertragen.
  • Eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des neuen Verfahrens mit einer Transporteinrichtung, einer Beschichtungsstation, einer Zuführeinrichtung für das Transfermedium, einer Kontaktpresse und einer Aushärtestation ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtestation hinter der Kontaktpresse angeordnet ist. Hierbei kann die Aushärtestation eine Quelle für energiereiche Elektronen aufweisen. Ferner ist günstigerweise eine Vorvernetzungsstation vor der Zuführeinrichtung für das Transfermedium vorgesehen. Auch diese Vorvernetzungsstation kann eine Quelle für energiereiche Elektronen aufweisen. Letztlich ist eine weitere nach der Kontaktpresse und vor der Aushärtestation angeordnete Beschichtungsstation von Vorteil.
  • Bei einer diskontinuierlichen Durchführung des neuen Verfahrens ohne Verwendung einer durchgehenden Transporteinrichtung ist die Vorrichtung durch das Vorhandensein einer Vorvernetzungsstation gekennzeichnet. Auch diese Vorrichtung kann insbesondere hinsichtlich Quellen für energiereiche Elektronen vorteilhaft weiter ausgestaltet sein.
  • Das neue Verfahren soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden. Hierbei zeigt die Figur den schematischen Aufbau der Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens.
  • Die in der Figur dargestellte Vorrichtung 1 zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens zur Bildübertragung weist eine Transporteinrichtung 1 für Spanplatten 3 auf. Die Spanplatten 3 sind in bekannter Weise vorbehandelt und beispielsweise furniert, grundierfolienbeschichtet oder lackgrundiert. Wesentlich ist dabei nur, daß ein Objekt mit einer beschichtbaren Oberfläche 6, die auch profiliert, d. h. dreidimensional ausgestattet sein kann, vorliegt. In der Arbeitsrichtung der Transporteinrichtung 2, die durch einen Pfeil 4 angedeutet ist, durchlaufen die Spanplatten 3 zuerst eine Beschichtungsstation 5. In der Beschichtungsstation 5 werden auf die Oberfläche 6 der Spanplatten 3 Mono- und Oligomere aufgetragen. Diese Mono- und Oligomere werden in einer nachfolgenden Vorvernetzungsstation 7 durch die Bestrahlung mit Elektronen vorvernetzt. Hierbei findet eine Quelle für energiereiche Elektronen mit einem Glühdraht 8 und einer eine Kathode 9 und eine Anode 10 aufweisenden Beschleunigungsstrecke Verwendung. Die Elektronen treten aus dem Glühdraht 8 aus und werden zwischen der Kathode und der Anode durch eine Beschleunigungsspannung von etwa 180 bis 300 kV beschleunigt. Die Beschleunigungsspannung bestimmt die Energie der beschleunigten Elektronen und damit deren mögliche Eindringtiefe in die auf die Oberfläche 6 der Spanplatten aufgebrachten Mono- bzw. Oligomere. Eine Flächenbelegung der Oberfläche 6 mit 400 g/m² erfordert typischerweise eine Beschleunigungsspannung von 230 bis 250 kV, damit die Elektronen die gesamte aufgebrachte Schicht durchdringen. Weisen die auf die Oberfläche 6 aufgebrachten Mono- bzw. Oligomere Molekulargewichte zwischen 500 und 5.000 auf, so resultiert hieraus nach der Vorvernetzungsstation 7 eine Polymerschicht 11 aus niedermolekularen Polymeren mit Molekulargewichten etwa zwischen 50.000 und 100.000. Auf diese Polymerschicht 11 wird sodann ein mit Farbpigmenten beschichtetes, von einer Zuführeinrichtung 12 kommendes Transfermedium 13 aufgezogen. Gemeinsam mit dem Transfermedium 13, das in der Regel ein bedrucktes Papier ist, durchlaufen die Spanplatten 3 eine Doppelbandpresse 14. In der Doppelbandpresse 14 werden das Transfermedium 13 und die Polymerschicht 11 in innigen Kontakt gebracht, sowie erwärmt, so daß unter der Wärmeeinwirkung die Farbpigmente in die Polymerschicht eindiffundieren. Ob der lockeren Struktur der Polymerschicht aus niedermolekularen Polymeren reichen in der Doppelbandpresse 14 ein Anpreßdruck von weniger als 0,5 bar und eine Temperatur von weniger als 150 °C, vorzugsweise weniger als 100 °C aus. Eine Doppelbandpresse ist für das neue Verfahren dann besonders geeignet, wenn der Durchsatz an zu bedruckender Fläche sehr groß ist. Eine Doppelbandpresse eignet sich jedoch beispielsweise nicht für geformte Oberflächen 6. Zum Bedrucken geformter, insbesondere profilierter Oberflächen 6 sind Vakuumpressen, deren Betrieb jedoch nur diskontinuierlich ist, vorzuziehen. Im Anschluß an die Doppelbandpresse 14 wird das Transfermedium 13 mittels einer Aufwickelstation 15 wieder von der Spanplatte 3 bzw. der Polymerschicht 11 abgezogen. In einem letzten Schritt erfolgt nun die Vernetzung der niedermolekularen Polymere der Polymerschicht 11. Hierzu ist eine Aushärtestation 16 vorgesehen. Die Aushärtestation 16 weist wie die Vorvernetzungsstation 7 eine Quelle für energiereiche Elektronen auf, die ohne weiteres identisch ausgebildet sein kann. Nach dem Durchlauf der Aushärtestation 16 setzt sich die Polymerschicht 11 aus Polymeren mit Molekulargewichten größer als 1.000.000 zusammen. Hierdurch wird eine weitergehende Diffusion der Farbpigmente in der Polymerschicht 11 unterbunden und eine gute Oberflächenstabilität erreicht. Die Polymerschicht 11 weist im Anschluß an die Vorvernetzungsstation 7 bis zum Erreichen der Aushärtestation 16 nur eine geringe Oberflächenstabilität auf, die jedoch für ein beschädigungsloses Durchlaufen der Doppelbandpresse 14 unter Übertragung des Bildes von dem Transfermedium 13 ausreichend war. Die durch das neue Verfahren gewonnene Bildqualität auf bzw. in der Polymerschicht 11 auf der Oberfläche 6 der Spanplatte 3 ist brilliant. Dies ist insbesondere auf die Möglichkeit des Einsatzes einer großen Anzahl von Farbpigmenten und die Übertragung großer Farbpigmentmengen zurückzuführen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    = Vorrichtung
    2
    = Transporteinrichtung
    3
    = Spanplatte
    4
    = Pfeil
    5
    = Beschichtungsstation
    6
    = Oberfläche
    7
    = Vorvernetzungsstation
    8
    = Glühdraht
    9
    = Kathode
    10
    = Anode
    11
    = Polymerschicht
    12
    = Zuführeinrichtung
    13
    = Transfermedium
    14
    = Doppelbandpresse
    15
    = Aufwickelstation
    16
    = Aushärtestation

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bildübertragung auf beschichtete Oberflächen, insbesondere diejenigen von Holzwerkstoffen, wobei die Oberfläche mit einer auszuhärtenden Polymerschicht beschichtet und die Polymerschicht unter Wärmeeinwirkung mit einem Farbpigmente tragenden Transfermedium in innigen Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht (11) aus niedermolekularen Polymeren zusammengesetzt ist, die nach dem innigen Kontakt der Polymerschicht (11) mit dem Transfermedium (13) zur Aushärtung der Polymerschicht (11) vernetzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mono- und/oder Oligomere auf die Oberfläche (6) aufgebracht werden, die zu den niedermolekularen Polymeren vorvernetzt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wärmeeinwirkung die Farbpigmente nicht über 150 °C, insbesondere nicht über 100 °C, erwärmt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorvernetzung der Mono- bzw. Oligomere mittels Bestrahlung mit Elektronen durchgeführt wird, wobei eine Strahlendosis von 5 bis 40 kGy einsetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung der niedermolekularen Polymere mittels Bestrahlung mit Elektronen durchgeführt wird, wobei eine Strahlendosis von 40 bis 80 kGy eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem innigen Kontakt der Polymerschicht (11) mit dem Transfermedium (13) aber vor deren Vernetzen eine weitere Schicht von Mono-, Oligo- und/oder niedermolekularen Polymeren auf die Oberfläche (6) aufgebracht wird.
  7. Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Beschichtungsstation, einer Zuführstation für das Transfermedium, einer Kontaktpresse und einer Aushärtestation, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorvernetzungsstation (7) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtestation (16) eine Quelle für energiereiche Elektronen aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorvernetzungsstation (7) vor der Zuführeinrichtung (12) für das Transfermedium (13) vorgesehen ist und daß die Vorvernetzungsstation eine weitere Quelle für energiereiche Elektronen aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Beschichtungsstation nach der Kontaktpresse und vor der Aushärtestation (16) vorgesehen ist.
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