Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit der sich gedruckte
Bilder, insbesondere solche, die mit einem Tintenstrahldrucker erzeugt werden, auf ein
Textilsubstrat übertragen werden können. Das System ermöglicht das Aufbringen der
Bilder durch die Einwirkung von Wärme und Druck, beispielsweise durch ein Bügeleisen.
Systeme, mit denen sich durch Drucker erzeugte Bilder auf Textilsubstrate wie
beispielsweise Kleidungsstücke, insbesondere T-Shirts und Sweat-Shirts, Taschen und
Ähnliches auf einfache Weise auftragen lassen, werden vom Verbraucher zunehmend
verlangt. Der Grund dafür liegt darin, daß ein hoher Prozentsatz an Haushalten heute über
einen Computer mit daran angeschlossenem Drucker, häufig ein Farbdrucker, verfügt. Die
von dem Computer dargestellten Bilder lassen sich somit problemlos mittels des Druckers
auf ein Substrat, generell Papier, übertragen. Durch die heute verfügbaren elektronischen
Medien, verbunden mit den aktuellen Kommunikationstechniken, lassen sich aus praktisch
einer unendlichen Vielzahl von Quellen Bilder erzeugen. Erinnert sei hier nur an digitale
Fotoapparate und Kameras und das Internet. Es ist naheliegend, daß viele Verbraucher den
Wunsch hegen, die über den Computer verfügbaren Bilder zu drucken und auf ein
Textilsubstrat wie beispielsweise ein Kleidungsstück zu übertragen. Dies sollte auf
möglichst einfache Weise zu bewerkstelligen sein.
Dazu werden im Stand der Technik verschiedene Lösungen vorgeschlagen.
Die US 5,501,902 offenbart ein bedruckbares Material, das aus einer ersten Trägerschicht
besteht, auf der eine zweite Schicht eines Materials angebracht ist, die aus einem filmbildenden
Bindematerial und Partikeln eines thermoplastischen Polymers mit
Partikelgrößen bis max. 50 um besteht. Die Partikel bestehen aus Polyolefinen, Polyestern
und Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren. Das bedruckbare Material kann so gestaltet sein,
daß es Tintenstrahldruck-Bilder aufnehmen und durch Einwirkung von Hitze auf ein
Textilsubstrat übertragen werden kann. In dieser Ausrührungsform wird ein
Tintenviskositätsveränderer zugesetzt, zum Erreichen der Übertragungsfähigkeit auf das
Substrat enthält die zweite Schicht ein kationisches Polymer, vorzugsweise wird dann auch
eine zusätzliche Schmelztransferschicht zwischen der ersten Trägerschicht und der zweiten
Schicht angebracht.
In der DE 197 31 498 wird ein Tintenübertragungsblatt zum Aufbringen von
Tintenstrahldruck-Bildem auf ein Textilsubstrat offenbart. Das Übertragungsblatt enthält
eine Trägerschicht, auf der eine Zwischenschicht aus einem schmelzbaren Material
angebracht ist, die zur Fixierung auf dem Substrat dient. Über der Zwischenschicht
befindet sich eine Tintenaufnahmeschicht, auf der wiederum eine Schicht eines
quarternären Ammoniumsalzes aufgebracht ist, die zur Fixierung der Tinte dient.
Schließlich offenbart die WO 98/30749 ein Tintenübertragungssystem mit einem
Trägermaterial, einer auf dem Trägermaterial aufgebrachten Schmelztransferschicht und
mindestens einer darauf befindlichen Tintenaufnahmeschicht. Das System ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Tintenaufnahmeschicht eine Mischung eines hochporösen
Füllstoffs und eines Bindemittels umfaßt, wobei die Moleküle des Füllstoffs zur
Ausbildung von chemischen Bindungen mit den Farbstoffmolekülen der Tinte befähigt
sind. Als Füllstoffe werden spezielle hochporöse Polyamide verwendet, die eine chemische
Bindung mit dem Farbstoff eingehen sollen.
Die in den vorgenannten Druckschriften offenbarten, durchaus leistungsfähigen
Übertragungssysteme sind sämtlich so aufgebaut, daß auf der als Träger dienenden ersten
Schicht zunächst eine schmelzbare Schicht angebracht ist, die beim Übertragen durch die
angelegte Wärme schmilzt und nach Erstarren die Haftung an dem Textilsubstrat
sicherstellt. Auf dieser Schicht befindet sich dann mindestens eine weitere Schicht, die zur
Aufnahme der Tinte dient und entsprechende Materialien aufweist, generell einen
organischen Binder neben Substanzen, die die Tintenaufnahmefähigkeit sicherstellen
sollen.
Das Anbringen von mindestens zwei verschiedenen Schichten ist jedoch vergleichsweise
aufwendig und generell unerwünscht, da verschiedene Materialien für diese Schichten
zusammengestellt werden müssen, die anschließend jeweils aufgetragen werden, wodurch
das Trägersubstrat auch entsprechend mehrmals beschichtet werden muß. Dadurch ist die
Beschichtung zeitintensiv, das Verwenden verschiedener Materialien erfordert zudem
mehrere Mischvorgänge.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zur Übertragung von
mit Tintenstrahldruckern erzeugten Bildern auf ein Substrat bereitzustellen, das einen
prinzipiell einfacheren Aufbau als die bisher bekannten Übertragungssysteme aufweist und
genauso leistungsfähig ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Übertragungssystem von durch einen
Tintenstrahldrucker erzeugten Bildern auf ein Textilsubstrat, umfassend ein Trägersubstrat
und mindestens eine darauf angebrachte Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht mit
einer Matrix enthaltend mindestens ein schmelzbares Kunststoffmaterial, in das feine
Partikel eines Füllmaterials, das die Fähigkeit zur Tintenaufnahme besitzt, eingebettet sind.
Es hat sich gezeigt, daß der einfache Aufbau des Übertragungssystems nach der
vorliegenden Erfindung überraschenderweise ein einfaches und effektives Übertragen von
durch Tintenstrahldruckern erzeugten Bildern auf Textilsubstrate gewährleistet. Das
erfindungsgemäße System liefert hervorragende Resultate. Das Aufbringen zweier
getrennter Schichten zum Absorbieren der Tinte und zum Fixieren des Systems auf dem
Substrat ist nicht notwendig.
Das erfindungsgemäße System weist also einen einfachen Aufbau auf, bei dem eine der
Aufnahme der Tinte und der Verbindung zum Textilsubstrat dienende Schicht auf einem
Träger angebracht ist. Da der Träger je nach Durchführungsweise während des
Aufbringens des nach dem Druckvorgang erhaltenen Bildes auf das Textilsubstrat auf dem
System verbleibt und erst danach entfernt wird, muß der Träger eine gewisse
Hitzebeständigkeit aufweisen. Ein Schmelzen oder gar Zersetzen des Trägers während des
Aufbringens ist zu vermeiden. Daher muß das Substrat den üblichen Temperaturen
standhalten, die von den beim Aufbringen benutzten Geräten, etwa Bügeleisen oder
speziellen Pressen, erreicht werden. Vorzugsweise muß die Hitzebeständigkeit des Trägers
bei Werten von ≥ 250°C liegen.
Weiterhin muß der Träger Abhäsiveigenschaften (Release-Eigenschaften) aufweisen,
damit er leicht von der damit verbundenen Schicht abgelöst werden kann.
Die verwendeten Träger können solche auf Papier-, Kunststoff- oder Textilbasis sein.
Beispiele für geeignete Trägermaterialien umfassen Silikonpapier, Pseudosilikonpapier
(extra glatte, blanchierte Papiere), Wachspapier, Backtrennpapier und Polyester.
Vorzugsweise kommt silikonisiertes Papier oder ein Pseudosilikonpapier zum Einsatz
Die Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht weist eine Matrix aus Kunststoff auf, in die
ein Füllmaterial eingebettet ist.
Das als Matrixmaterial benutzte schmelzbare Kunststoffinaterial hat zum einen
Bindungseigenschaften, dient daher also als Bindemittel für die Füllstoffpartikel. Zum
anderen stellt das schmelzbare Kunststoffmaterial die Verbindung zur Faser des
Textilsubstrats dar, gewährleistet also den sicheren Transfer und ein sicheres Haften des
erzeugten Bildes.
Geeignete Materialien gehören zur Klasse der thermoplastischen Kunststoffe. Sie müssen
einen Schmelzbereich aufweisen, der es gestattet, daß das Material bei der Einwirkung von
Wärme, die bereits mit einem herkömmlichen Bügeleisen erreicht werden kann, schmilzt
und dabei sowohl als Binder für das Füllmaterial wirkt als auch die Verbindung zur Faser
herstellt. Generell liegt dieser Bereich bei Werten von 100 bis 250°C, vorzugsweise 130
bis 200°C.
Als Material für die Matrix, in der das Füllmaterial eingebettet ist, können prinzipiell
sämtliche Kunststoffe dienen, die einen geeigneten Schmelzbereich aufweisen und die
erforderlichen Bindungseigenschaften sowohl zur Faser als auch zu dem Füllmaterial
besitzen. Beispiele für geeignete thermoplastische Kunststoffe umfassen Polyester,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamide, Nylon, Epoxide, Polyacrylate, Styrol-Butadien-Copolymere,
Nitrilkautschuk, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Ethylen-Acrylat-Copolymere
und Ethylen-Acrylat-Copolymere kombiniert mit Polyester.
Bevorzugte Matrixmaterialien sind Polyamide, Ethylen-Acrylat-Copolymere und Ethylen-Acrylat-Copolymere
kombiniert mit Polyester.
Die oben genannten Materialien können allein oder in beliebiger Kombination miteinander
eingesetzt werden.
Das in der Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht vorhandene, in dem Matrixmaterial
eingebettete Füllmaterial dient zur Aufnahme der durch den Drucker auf die Oberfläche
des Systems aufgebrachten Tinte. Dieses Material liegt generell in Form von Partikeln vor,
die von dem Matrixmaterial umgeben sind und von diesem fixiert werden. Es eignen sich
organische und anorganische Füllstoffe oder Kombinationen innerhalb dieser
Füllstofftypen oder auch der beiden Typen untereinander zur Verwendung gemäß der
vorliegenden Erfindung. Geeignete Füllstoffe müssen entsprechende
Tintenaufnahmefähigkeiten und Kompatibilität mit dem Matrixmaterial aufweisen.
Beispiele für geeigente organische Füllstoffe umfassen Melamin-Formaldehyd-Harze,
Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyurethane, vernetztes Polyvinylpyrrolidon, Polyamide,
Formaldehyd-Harze und Hamstoff-Formaldehyd-Harze.
Beispiele für kommerziell erhältliche Kunststoffe der vorstehend genannten Typen finden
sich in der nachfolgenden Tabelle:
Typ Füllmaterial | Handelsname |
Melamin-Formaldehyd-Harz | Pergopack® M (Martinswerk GmbH, D-Bergheim) |
Polyacrylat | Decosilk® (Microchem, CH-Uetikon) |
Polyurethan | Decosoft® (Microchem, CH-Uetikon) |
Organische Polymere (Harnstoffverbindungen) | Cerafluor® 920 (Byk-Cera BV, NL-Deventer) |
Polyvinylpyrrolidon | PVPP (ISP, New Jersey, USA) |
Polyvinylpyrrolidon | Luvicross® M (BASF AG, D-Ludwigshafen) |
Polyamid | Orgasol® (Atochem SA, Frankreich) |
Bevorzugt verwendete organische Füllstoffe sind vernetztes Polyvinylpyrrolidon und
Polyamide.
Insbesondere sind die unter dem Produktnamen Orgasol® und Luvicross® M erhältlichen
Kunststoffe für den erfindungsgemäßen Einsatz geeignet.
Die organischen Füllstoffe liegen in Partikelgrößen von 1 bis 50 µm, vorzugsweise 5 bis
30 µm, vor.
Beispiele für anorganische Füllstoffe umfassen Siliciumdioxid in verschiedenen
Modifikationen, Al2O3, TiO2, BaSO4 und Alumosilicate, vorzugsweise Alumosilicate und
Siliciumdioxid. Bevorzugt sind unter dem Namen Klebosol® (Clariant) und CAB-O-SPERSE®
(Cabot, USA) erhältliches Siliciumdioxid sowie Alumosilicate, die ebenfalls
unter dem Namen CAB-O-SPERSE® erhältlich sind.
Generell liegen die anorganischen Füllstoffe ebenfalls in Partikelgrößen von 1 bis 50 µm,
vorzugsweise 5 bis 30 µm, vor. Es können jedoch auch kleinere Partikelgrößen vorliegen.
Dies ist beispielsweise der Fall bei Füllstoffen des Typs Klebosol und CAB-O-SPERSE® ,
die in Partikeln mit Größen von 1 bis 100 nm vorliegen.
Die Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht enthaltend Matrixmaterial und Füllstoff
besitzt eine Schichtdicke von 20 bis 100 µm, vorzugsweise 30 bis 50 µm.
Matrixmaterial und Füllstoff werden generell in einem Gewichtsverhältnis (fest/fest)
Matrixmaterial/Füllstoff von 1:1 bis 1:10, vorzugsweise 1:2 bis 1:5, in der
Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht eingesetzt.
In der einfachsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht
homogen aufgebaut und wird in einem einzigen
Verfahrensschritt aufgetragen. Dabei liegt also nur eine einzige, auf dem Träger
angebrachte Schicht vor. Es ist aber auch möglich, zwei oder mehrere Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schichten
auf dem Träger aufzubringen. Dabei können die Schichten
immer die gleiche Zusammensetzung oder verschiedene Zusammensetzungen aufweisen.
So kann etwa eine Gradierung des Füllstoffs dahingehend vorgenommen werden, daß
dessen Konzentration in einer Richtung zu- oder abnimmt. Ebenso läßt sich beispielsweise
eine Gradierung des Matrixmaterials dahingehend vornehmen, daß bei Verwendung einer
Kombination von zwei oder mehr Matrixmaterialien die Konzentration von einem oder
mehreren Materialien in einer Richtung abnimmt. In welche Richtung ein solcher
Konzentrationsgradient gewählt werden wird, hängt von verschiedenen, dem Fachmann
bekannten Faktoren ab, beispielsweise, ob das Auftragen in Umkehr- oder Normalfunktion
erfolgt (siehe unten), der Textilart (beispielsweise Baumwolle, Gemisch Baumwolle/PET,
Nylon, Kunstleder etc.), der Übertragungsart (Bügeleisen oder Presse) oder der im
Tintenstrahldrucker eingesetzten Tinte.
Auch wenn sich auf dem Träger mehrere Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schichten
befinden, liegt die Gesamtdicke der Schichten im oben angegebenen Bereich von 20 bis
100 um, vorzugsweise 30 bis 50 µm.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in dem erfindungsgemäßen
Übertragungssystem ein Mattiermaterial vorhanden. Dieses Mattierungsmaterial befindet
sich an derjenigen Oberfläche der Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht, die nach dem
Auftragen des bedruckten Systems auf ein Textilsubstrat dem Betrachter zugewandt ist.
Wird das bedruckte System daher nach dem Umkehrverfahren aufgebracht, so befindet
sich das Mattiermaterial an der Oberfläche der Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht,
die dem Träger zugewandt ist. Wird das Bild im Normalverfahren aufgebracht, befindet
sich das Mattiermaterial an der dem Träger abgewandten Oberfläche dieser Schicht. (?)
Das Mattiermaterial kann dabei in der Oberfläche der Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht
eingebracht sein, oder in einer Extraschicht auf dieser angebracht werden.
Als Mattiermaterial werden diejenigen organischen und anorganischen Materialien
eingesetzt, die auch als Füllstoff in der Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht
eingesetzt werden, also Melamin-Formaldehyd-Harze, Polyacrylate, Polymethacrylate,
Polyurethane, vernetztes Polyvinylpyrrolidon, Polyamide, Siliciumdioxid in verschiedenen
Modifikationen, Al2O3, TiO2, BaSO4 und Alumosilicate. Bei der Auswahl der
Mattiermaterialien ist darauf zu achten, daß solche Materialien gewählt werden müssen,
die nicht schmelzbar sind.
Vorzugsweise wird als Mattiermaterial einer der oben genannten anorganischen Füllstoffe
eingesetzt, insbesondere Sylojet P 412 und Sylojet P 416.
Dabei ist der Anteil dieser Füllstoffe in dem Bereich oder in der Schicht, in dem oder in
der diese als Mattiermaterialien eingesetzt werden, so hoch gewählt, daß ein Mattiereffekt
erzielt wird. Die als Mattiermaterial verwendeten Füllstoffe können von den zur
Tintenabsorption verwendeten Füllstoffen verschieden oder auch mit diesen gleich sein.
Diese Mattierungseffekte können auch durch Einsatz eines Trägers mit rauher
Releaseoberfläche erreicht werden, so daß bei dessen Abzug eine rauhe Bildoberfläche
entsteht. Neben den vorstehend genannten Schichten, also der Trägerschicht, der
Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht und der optional vorhandenen
Mattierungsschicht können weitere Schichten in dem erfindungsgemäßen System
vorhanden sein.
Das erfindungsgemäße Übertragungssystem wird mit den üblichen, einem Fachmann
bekannten Verfahren hergestellt. Generell werden der als Matrixmaterial verwendete
Kunststoff und der Füllstoff miteinander vermischt werden. Der Kunststoff wird in einem
geeigneten Lösungsmittel gelöst, und zwar vor dem Vermischen mit dem Füllstoff.
Geeignete Lösungsmittel sind einem Fachmann bekannt und umfassen Wasser, Alkohole,
beispielsweise Ethanol und Isopropanol.
Auch Kombinationen dieser Lösungsmittel können eingesetzt werden. Vorzugsweise wird
ein Ethanol/Wasser-Gemisch eingesetzt werden.
Anschließend wird das so erhaltene Gemisch mit den üblichen Methoden auf den Träger
aufgebracht und getrocknet. Gegebenenfalls wird das Verfahren zum Aufbringen mehrerer
Schichten wiederholt, wobei die Schichtzusammensetzung ebenfalls variiert werden kann.
Auf das so erhaltene System können weitere Schichten aufgebracht werden, falls dies
gewünscht ist, so beispielsweise die Mattierungsschicht.
Das Aufbringen eines Bilds auf das gewünschte Textilsubstrat geschieht dabei wie folgt:
In einer Ausführungsform (Umkehrverfahren) wird das von dem Drucker erstellte Bild
spiegelverkehrt auf das erfindungsgemäße Übertragungssystem aufgedruckt. Dann wird
das System so auf das Substrat aufgelegt, daß die Schmelztransfer-Tintenabsorption-Schicht
darauf aufliegt. Anschließend wird bei Temperaturen, bei denen der als
Matrixmaterial verwendete Kunststoff schmilzt, das System auf das Substrat aufgebracht,
vorzugsweise durch Bügeln oder mit einer speziellen Preßvorrichtung. Der oben
befindliche Träger wird nach dem Abkühlen abgezogen (Kaltabzug), wonach das
gedruckte Bild sichtbar wird.
Es kann nach dem Kaltabzug noch ein sogenannter Heißabzug durchgeführt werden. Damit
läßt sich beispielsweise der Glanz der Oberfläche einstellen (matt oder semi-matt).
Für den Heißabzug wird eine dünne Schicht eines Substrats, vorzugsweise Normalpapier
oder silikonisiertes Papier, auf das nach dem Kaltabzug erhaltene Bild aufgelegt.
Anschließend wird über die Schmelztemperatur des als Matrixmaterial verwendeten
Kunststoffs erhitzt, beispielsweise durch Bügeln. Anschließend wird das Substrat schnell
abgezogen. Man erreicht so generell eine bessere Verbindung zwischen dem Textilsubstrat
und dem Matrixmaterial.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Bild nicht
spiegelverkehrt aufgedruckt (Normalverfahren). Das Aufbringen geschieht dann wie bei
dem Umkehrverfahren, wobei dann zuerst die Trägerschicht abgezogen wird und das
Übertragungssystem mit der Seite, an der sich der Träger befand, auf das Substrat
aufgelegt wird. Das Auftragen des Bilds geschieht dann wiederum durch Einwirkung von
Hitze und gegebenenfalls Druck.
Die Erfindung wird nun in dem nachfolgenden Beispiel erläutert:
Polyamid zu Ethylenacrylatcopolymer mit Polyester im Verhältnis 7:3 (fest/fest) aufgelöst
im Ethanol-Wasser (3:1). Beimischung mit Luvicross/Orgasol (1:1).
Verhältnis Kunststoff: Füllstoff beträgt = 1:2
Feststoffgehalt der Fertigmischung beträgt 20 %.
Die Fertigmischung wird auf ein Silikonpapier 90 g/qm (A4 format) aufgetragen und bei
105°C getrocknet, 1 Minute Trockenfilschichtdicke beträgt 30 Micron. Die Schichtseite
wird in einem Tintenstrahldrucker (HP 950 C) bedruckt im Modus "Transferpapier zum
Aufbügeln". Anschließend wird die Bildseite mit dem aufgedruckten Motiv auf ein T-Shirt
gelegt und mittels eines Bügeleisens übertragen, 20 Sekunden Übertragungszeit. Die
Transfertemperatur des Bügeleisens ist durch die Knopfstellung "Baumwolleinstellung"
gegeben. Danach das Silikonpapier abziehen.