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Title:
METHOD FOR TRANSFER PRINTING BY IMAGE TRANSFER USING SPECIALLY COATED PRINTING PAPER AND SUBLIMATION INK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/157597
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for transfer printing for image transfer using specially coated paper and sublimation ink, wherein a pattern or image is printed on paper coated with the special coating, in order to be transferred subsequently from there to the article to be printed. When used in a method for ink jet printing, screen printing, intaglio printing, or a method for flexographic printing, the coating prevents the printed ink from penetrating the paper through the porosity of the paper. The image transfer from the coated paper onto the article to be printed is carried out by heat and exertion of a pressure at a temperature between 200 °C and 230 °C, wherein the coating is activated by the heat, such that the coating becomes soft and adapts to the surface to be printed and is fixed there easily by adhesion. This enables a direct transfer of the sublimation ink to the contact surface of the surface to be printed, such that the coating is superior to the other coatings on the market.

Inventors:
GARCIA DE LUNA ARIDES (BR)
MALAFAIA LUNA MATHEUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/053170
Publication Date:
September 21, 2017
Filing Date:
February 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
GARCIA DE LUNA ARIDES (BR)
MALAFAIA LUNA MATHEUS (DE)
International Classes:
D21H19/54; B41M5/00; D06P5/30; D21H19/64
Foreign References:
DE3016766A11980-11-13
US20160075900A12016-03-17
US20080229962A12008-09-25
US6902779B12005-06-07
US5268347A1993-12-07
US4997807A1991-03-05
US4962080A1990-10-09
US4731355A1988-03-15
Attorney, Agent or Firm:
LANG, CHRISTIAN (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Beschichtetes Papier zur Verwendung bei der Bildübertragung in einem Pressdruckverfahren,

dadurch gekennzeichnet, dass

das beschichtete Papier eine Papierschicht und eine Beschichtung aufweist, die eine Zusammensetzung mit 93 Gew.% bis 98 Gew.%, vorzugsweise etwa 96 Gew.% Maisdextrin, 0,2 Gew.% bis 0,5 Gew.%, vorzugsweise etwa 0,4 Gew.% Soda, 1 Gew.% bis 3 Gew.%, vorzugsweise etwa 2 Gew.% Borax und 1 Gew.% bis 2 Gew.%, vorzugsweise etwa

1.6 Gew.% Natriumchlorid aufweist, wobei diese Beschichtungszusam- mensetzung eine Viskosität zwischen 3000 und 6000 CP aufweist und in einer Schicht mit einem Flächengewicht von 8 g/m2 bis 12 g/m2 auf der Papierschicht angeordnet ist, wobei die Papierschicht ein Flächengewicht von 50 g/m2 bis 80 g/m2 aufweist, und wobei die Restfeuchtigkeit der Beschichtung in einem Bereich von 5 Gew.% bis 7 Gew.% liegt.

2. Pressdruckverfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Beschichtung eine Zusammensetzung mit 95,5 Gew.% bis

96,5 Gew.%, vorzugsweise 96 Gew.% Maisdextrin, 0,35 Gew.% bis 0,45 Gew.%, vorzugsweise 0,4 Gew.%, Soda, 1 ,9 Gew.% bis

2,1 Gew.%, vorzugsweise 2 Gew.%, Borax und 1 ,5 Gew.% bis

1.7 Gew.%, vorzugsweise 1,6 Gew.%, Natriumchlorid aufweist

3. Pressdruckverfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Maisdextrin modifiziertes Maisdextrin ist.

4. Pressdruckverfahren zur Bild Übertragung mit einem beschichteten Papier und Sublimationstinte, wobei auf das beschichtete Papier durch ein Druckverfahren ein Bild aufgebracht wird und wobei die Bildübertragung von dem beschichteten Papier auf den zu bedruckenden Gegenstand che fixiert wird.

8. Pressdruckverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

durch die Anwendung des beschichteten Papiers in dem Pressdruckverfahren kein Vorsch rumpfverfahren des zu bedruckenden Gegenstandes im Vorfeld der Bildübertragung vorgenommen wird.

9. Pressdruckverfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

bei der Gewebestruktur jede Faser der Gewebestruktur während der Bild Übertragung vom beschichteten Papier zumindest teilweise mit der Beschichtung umhüllt wird, sodass die Sublimationstinte in direktem Kontakt mit den Fasern steht, sodass das die bedruckte Gewebestruktur des zu bedruckenden Gegenstandes, definierte Kanten, Konturen, Farbverläufe und Farbkontraste zeigt.

Description:
PRESSDRUCKVERFAHREN DURCH B1LDUBERTRÄGUNG MIT SPEZIELL BESCHICHTETEM DRUCKPAPIER UND SUBLIMATIONSTINTE

GEBIET DER ERFINDUNG

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Beschichtungszusam- mensetzung (Coat) zur Verwendung in einem Verfahren zur Bildübertragung mittels Sublimationstinte, wobei es aufgrund der Eigenschaften der Beschich- tungszusammensetzung (Coat) für das verwendete Druckpapier möglich ist, Kosten einzusparen und die Qualität des Bildes oder Druckmusters deutlich zu verbessern.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Das Pressdruckverfahren zur Bildübertragung auf Gewebe ist schon länger bekannt. Bei dieser Methode wird das Bild vorzugsweise über Druckprozesse, wie Offsetdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder Tintenstrahldruck mit Sublimationstinte auf Papier gedruckt, von wo es mittels Druck und Erwärmung auf das Gewebe übertragen wird.

Die Verwendung von Tintenstrahldruckern mit Sublimationstinte hat in den letzten 15 Jahren stark zugenommen und ist dementsprechend vielseitiger geworden. Deshalb ist es aktuell möglich, viele unterschiedliche Bilder auch in kleineren Mengen zu produzieren, sodass dementsprechend auch personalisierte Bilder hergestellt werden können.

Die Thermosublimationsdrucktechnik wird zunehmend zum wärmeinduzierten Transfer eines Bildes oder Musters auf synthetische Gewebe und Geschirr, wie z.B. Tassen, Becher, Teller, etc., verwendet, da diese Technik vielfältige An- i Wendungen für kundenspezifische Abdrucke ermöglicht und zusätzlich auch eine erhebliche Kosteneinsparung für das Produkt ermöglicht.

Unabhängig vom Druckverfahren, mit dem das Bild oder die abzubildende Struktur auf das Papier übertragen wird, erfolgt die Bildübertragung vom Papier auf den zu bedruckenden Gegenstand beim Thermosublimationsdruck überwiegend auf Stoffe mit synthetischen Oberflächen, wie z.B. Polyester-Gewebe, oder Porzellan und Metalloberflächen mit Polyester, Polyurethan oder ähnlichen Oberflächenbeschichtungen.

Synthetische Gewebe verfügen jedoch über die intrinsische Eigenschaft, dass sie bei hohen Temperaturen im Bereich von beispielsweise zwischen 200°C und 220°C und bei längeren Presszeiten beispielsweise im Bereich von 15 bis 30 Sekunden eine Materialschrumpfung von ca. 5 % erfahren. Diese Schrumpfung variiert jedoch abhängig von der Art des Stoffes (Kett- und Schussfäden und Materialzusammensetzung) zwischen 3 % und 10 %. Da die Bildübertragung auf das Gewebe während der gesamten Presszeit erfolgt, sublimiert die Farbe nach und nach, was zudem von der Porosität der Gewebestruktur abhängig ist. Während das das Bild übertragende Papier nicht schrumpft und das Bild seine ursprünglichen Dimensionen bewahrt, schrumpft das Gewebe hingegen während der gesamten Tintensublimationszeit. Dies kann folglich zu einer Reduzierung der Auflösung und der Bildqualität auf dem Gewebe oder sogar zu einer Verzerrung des Bildes führen, was Rückschritte im Arbeitsprozess und einen hohen Ausschuss der bedruckten Gewebe verursachen kann. Abhängig von den Anforderungen an die Bildqualität und - schärfe können die Produktspezifikationen ferner unerfüllt bleiben.

Um dieses Problem zu vermeiden, wird häufig eine Methode verwendet, in der das Gewebe im Voraus geschrumpft wird. Dabei wird der Stoff vor dem Pressdruckverfahren solange mit demselben Druck und derselben Temperatur ge- presst, wie sie auch im eigentlichen Pressdruckverfahren angewendet werden. Dadurch schrumpft das Gewebe im Wesentlichen bereits vor dem eigentlichen Pressen mit dem Papier, sodass jegliche verbleibende Schrumpfung, die in dem Tintensublimationsschritt noch auftreten kann, das Pressdruckverfahren nicht beeinträchtigt. Dennoch kann die vorab genannte Methode in vielen Fällen zu einer Schädigung des Gewebes führen, da das Gewebe dabei zwei Zyklen mit hoher Temperatur und einem hohen Druck unterzogen wird, wobei ein Zyklus für die Schrumpfung und der zweite Zyklus für die Bildübertragung dient. Dies kann zu einem Abflachen der Gewebefäden und einem Anbrennen (Vergilbung) des Gewebes aufgrund der hohen Temperatur führen. Der Stoff kann dadurch einige seiner ursprünglichen Eigenschaften, wie z.B. seine Textur, Flexibilität und Helligkeit, verlieren.

Das Papier, das überwiegend für den Bilddruck verwendet wird, ist wegen der geringen Kosten ein handelsübliches Papier, wie es auch im Alltag für übliche Druckverfahren verwendet wird. Diese werden „off set-" oder„Bondpapiere" genannt und wiegen 70 g/m 2 oder 90 g/m 2 . Trotz ihrer weiten Verbreitung, ermöglichen diese Papiere nur Drucke in geringer Auflösung, mit Farben schwacher Intensität und schwachem Kontrast. Zusätzlich diffundiert die Tinte beim Verdampfen durch die Fasern des Papiers bis hin zu dessen Rückseite und hinterlässt Farbspuren an der Presse, Dies bewirkt, dass während des nächsten Heißtransfers desselben Bilds ein schwächerer Aufdruck auf das Substrat (Gewebe, Geschirr, etc.) übertragen wird. Um diese Problematik zu vermeiden, ist es notwendig, das Motivpapier durch zusätzliche Papierblätter, welche die durchgehenden Tintendämpfe absorbieren, von der Presse zu trennen. Diese Papierblätter können jedoch nur wenige Male verwendet werden und müssen regelmäßig ausgetauscht werden.

Um dieses Problem zu lösen, wurden beschichtete (coated) Papiere mit einer oder mehreren Beschichtungen entwickelt, welche für TintenstrahldruGke unter Verwendung von Sublimationstinte geeignet sind, sodass eine höhere Auflösung, intensivere und lebendigere Farben und ein höherer Kontrast für den Heißtransfer auf Stoff, Geschirr und anderen Oberflächen erzielt werden kann. Als Beispiel wird hierzu auf die Papiere gemäß dem Patent US 2008 229 962 verwiesen.

Entsprechend kann eine Beschichtung (Coat) eines Papiers, die aus einer oder mehreren Lackschichten besteht, eine Verschlussschicht umfassen, damit die Menge an Tintendampf, welche die Fasern des Papiers durchdringt, vermindert wird. Die Verschlussschicht kann das Austreten von Tintendampf an der Rück- seite des Papiers verhindern, wodurch die Notwendigkeit der Verwendung eines Trennblatts beseitigt wird.

Die Patentdokumente US 6 902 779, US 5 268 347, US 4 997 807, US 4 962 080 und US 4 731 355 offenbaren verschiedene Zusammensetzungen, die für diesen Zweck auf ein Papier aufgebracht werden können.

Heutzutage wird üblicherweise weißes Kopierpapier (off-set) für die oben beschriebene Anwendung beschichtet, wobei daraus ein Papier mit einem Gewicht von 70 g/m 2 bis 90 g/m 2 resultiert. Dieses Papier wird überwiegend aus Kurzfaserzellstoff und in einer Zusammensetzung hergestellt, die für eine gute Tintenstrahl- und Laser-Druckqualität ausgelegt ist. Aufgrund der oben beschriebenen Eigenschaften hat das Papier jedoch eine für den Einsatz im Tin- tenstrahldruck mit Sublimationstinte unerwünschte Porosität, welche ermöglicht, dass der in der Presse erhitzte Tintendampf durch das Papier bis zur Rückseite sickern kann.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung das beschriebene Pressdruckverfahren zu vereinfachen, wobei insbesondere ermöglicht werden soll, dass der Schritt für die Schrumpfung eines zu bedruckenden Gewebes vor dem eigentlichen Pressdruckverfahren weggelassen werden kann. Darüber hinaus soll bei dem Pressdruckverfahren eine stark verbesserte Bildqualität erzielt werden.

TECHNISCHE LÖSUNG

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein beschichtetes Papier mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Pressdruckverfahren, insbesondere Thermosublimati- onsdruckverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausgestal- tungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung schlägt vor, die vorab genannten Probleme und Nachteile sowie Aufgaben durch den Einsatz einer Beschichtung zu lösen, die speziell für die Verwendung auf Papier mit einem Flächengewicht gleich oder größer 50 g/m 2 entwickelt wurde, Die vorliegende Erfindung schlägt insbesondere eine spezielle Beschichtung für ein Papier für Tintenstrahldruck, Tiefdruckverfahren, Flexodruck oder Siebdruck mit Sublimationstinte vor. Durch die erfindungsgemäße Beschichtung werden vielfältige technische und wirtschaftliche Vorteile gegenüber anderen Beschichtungen, die für den gleichen Zweck verwendet werden, bereitgestellt.

Einerseits stellt die vorliegende Erfindung eine besondere Beschichtung für Papier bzw. ein beschichtetes Papier bereit, welche die Konturen der Oberflächentopographie eines zu bedruckenden Gegenstandes, insbesondere Fasern einer Gewebestruktur, umhüllt und zum Bedrucken mit Sublimationstinte geeignet ist, wobei das zu druckende Bild zuerst auf das beschichtete Papier gedruckt und anschließend von diesem auf den zu bedruckenden Gegenstand übertragen wird. Die Beschichtung eignet sich für den Einsatz im Tintenstrahldruck, Siebdruck-, Flexodruck- und Tiefdruckverfahren.

Ferner betrifft die Erfindung eine speziell entwickelte Beschichtung, die auf dem zu bedruckenden Gegenstand durch die Wärme und die Restfeuchtigkeit des Papiers und der Beschichtung fixiert wird. Die Beschichtung ummantelt die Oberflächenstruktur einer zu bedruckenden Oberfläche, insbesondere Fasern einer Gewebestruktur, sodass eine Verbesserung der Bildauflösung erreicht werden kann. Ferner entfällt auf Grund der erfindungsgemäßen speziellen Beschichtung für das Papier auch der Schritt des Vorschrumpfens eines zu bedruckenden Gegenstandes, wodurch die ursprüngliche Textur und Flexibilität des zu bedruckenden Gegenstandes sowie dessen Weißgrad erhalten bleibt.

Außerdem stellt die Erfindung eine erhöhte Fixierrate der Tinte auf dem zu bedruckenden Gegenstand sicher und ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Lichtbeständigkeit des Drucks gegenüber einer Einwirkung von UV-Licht und beim Waschen.

amide - Brazil) und Penetrose 80 (Handelsname, Lieferant: Ingredion Incorpo- rated, Brazil) sein, wobei das Vegecoi 10A in einer Menge von 80 bis 95 Gew.% und das Penetrose 80 in einer Menge von 5 bis 20 Gew.% vorliegen kann.

Die oben angegebene Beschichtungszusammensetzung, die eine Viskosität zwischen 3000 und 6000 CP (Centipoise, wobei 1 CP = 1 mPa s) wird mit einem Flächengewicht von 8 g/m 2 bis 12 g/m 2 auf einer Papierschicht mit einem Flächengewicht von 50 g/m 2 bis 80 g/m 2 aufgetragen. Die Restfeuchtigkeit der Beschichtung liegt in einem Bereich zwischen 5 Gew.% und 7 Gew.%.

Die Beschichtung des Papiers kann durch die Anwendung der folgenden Verfahren durchgeführt werden: Streichen, Spritzen, insbesondere mit einem Luftmesser, Tiefdruckwalzen oder Ähnliches.

Bei einer Durchlaufbeschichtung im laufendem Beschichter (Streichmaschine) kann die Auftragsrate im Bereich zwischen 80 m/min und 100 m/min liegen und die Trocknung in einem Ofen bei einer Temperatur von 100°C bis 120°C erfolgen. Die Einhaltung der Restfeuchtigkeit ist bei diesem Herstellungsverfahren von grundlegender Bedeutung, da die Restfeuchtigkeit der Zusammensetzung die Beschichtung bei einer Erwärmung derart aktiviert, dass die Beschichtung 1 die Fasern 2 des zu bedruckenden Gewebes konturgetreu ummantelt (Fig. 2) und daran haftet, sodass die Sublimation durch einen direkten Kontakt stattfinden kann und nicht nur an den Berührungspunkten (Fig. 1), wie bei handelsüblichen Beschichtungen 3.

Bei der Anwendung dieser neuen Beschichtung auf einem Papier, kann jedes Bild mit Sublimationstinte durch die vorher genannten Prozesse (Tintenstrahldrucker, Siebdruck, Flexodruck und Tiefdruckverfahren) auf dem beschichteten Papier aufgedruckt werden, wobei die Sublimationstinte, die auf der Beschichtung 1 aufgebracht wird, überwiegend auf der Oberfläche der Beschichtung 1 fixiert wird.

Als Vorteile der Erfindung sollen die folgenden Aspekte betont werden: - Beseitigung des Vorschrumpfens eines zu bedruckenden Gewebes

Die einzigartigen Eigenschaften der Beschichtung ermöglichen es, dass, wenn damit auf ein Gewebe gedruckt wird, die Wärme beim Sublimationsdruck dazu ausgenutzt werden kann, um in Sekundenbruchteilen die Restfeuchtigkeit im Papier und der Beschichtungszusammensetzung zum Verdampfen zu bringen. Dadurch wird die Beschichtung 1 derart aktiviert, dass sie weich wird und sich an die Gewebestruktur 2 anpasst (Fig. 2), sodass sie die Oberseite jeder Gewebefaser 2, die in Kontakt mit der Beschichtung 1 steht, umgibt. Dann wird die Beschichtung 1 durch die Wärme getrocknet, sodass die Beschichtung 1 leicht anhaftend am Gewebe fixiert wird. Diese Haftung reicht aus, um ein Bild oder ein Muster während der Zeit, in der die Sublimation und Fixierung der Tinte an den Gewebefasern 2 stattfindet, stabil auf dem Gewebe zu halten. Nach dem Pressen lässt sich das beschichtete Papier leicht ohne Rückstände von dem Gewebe lösen und kann entfernt werden.

Diese einzigartige Eigenschaft vereinfacht den Produktionsprozess auf nur einen Schritt und beseitigt den Schritt zum Vorschrumpfen des Gewebes. Dadurch werden große Einsparungen bei der Produktionszeit ermöglicht sowie der komplette Zyklus des Vorschrumpfens beseitigt, wodurch die Produktionseffizienz verdoppelt wird und der Stromverbrauch sowie der Verschleiß der Maschinen fast um die Hälfte reduziert wird.

2° - Erhöhung der Druckbild-Auflösung

Die einzigartige Eigenschaft der Beschichtung, die dafür sorgt, dass jede Faser

2 des Gewebes in ihrer mittleren Kontaktfläche mit der Beschichtung 1 umgeben ist, während sich im Gegensatz dazu bei handelsüblichen Beschichtungen

3 nur ein tangentialer Kontakt mit den Gewebefasern 1 ergibt (Fig. 1), stellt eine signifikante Verbesserung der Bildauflösung bereit, weil das Ausbilden der Beschichtung auf den Gewebefasern erlaubt, dass die Positionierung des Bildes in Bezug auf das Gewebe beibehalten wird, sodass die Sublimationstinte an Jedem Bildpunkt während der gesamten Prozessdauer an der gleichen Stelle des Gewebes übertragen wird.

3° - Erhöhung der Fixierunqsrate der Tinte an den Gewebefasern

Die einzigartige Eigenschaft der Beschichtung, die dafür sorgt, dass jede Faser des Gewebes in ihrer mittleren Kontaktfläche mit der Beschichtung umgeben ist, ermöglicht, dass die Tinte, während des Sublimationsdruckverfahrens in direktem Kontakt mit der Faser bleibt. Dies erhöht die Kontaktoberfläche der Tinte an den Gewebefasern, wodurch die Fixiergeschwindigkeit der sublimerten Tinte an dem Gewebe um 20 % gesteigert werden kann, ohne dass die Tinte aufgrund der höheren Oberfläche der Beschichtung in Bezug auf die Gewebefäden als Dampf verlorengeht. Dies bewirkt, dass das mit dem mit der Beschichtung beschichteten Papier bedruckte Gewebe definiertere Kanten, Konturen und Farbgradienten, höhere Farbkontraste, eine höhere Farbtiefe und Lebendigkeit zeigt, Daher kann mit dieser neuen Beschichtung eine deutliche Verbesserung aller visuellen Aspekte erreicht werden,

4° - Erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Verblassen des Bildes oder Musters durch ultraviolettes Licht (UV) oder Waschen

Durch die Gesamtheit der Merkmale, die die Beschichtung für das bedruckte Gewebe bereitstellt, insbesondere durch die größere Tintenbefestigungsfläche für die Gewebefaser, eine umfassendere Haftung auf der Oberfläche der Gewebefasern, einen höheren Farbdurchsatz des Gewebes, einen höheren Kontrast, eine höhere Lebendigkeit und Intensität der Farben und eine höhere Bildauflösung, wird die Lichtbeständigkeit des Musters hinsichtlich dem Einwirken von UV-Licht um mindestens 20 % und die Beständigkeit gegen ein Verblassen beim Waschen gesteigert.

Durch die speziellen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung für ein Druckpapier kann ein damit bedrucktes Gewebe eine Qualität bereitstellen, die dem Stand der Technik überlegen ist, sowohl in Bezug auf die visuelle Wahrnehmung des Musters selbst, als auch auf die Haltbarkeit, die Druckqualität und ihre Verschleißfestigkeit im Hinblick auf die Einwirkung von UV-Licht, beim Waschen und seine Beständigkeit gegenüber Faktoren, wie Schweiß, Reibung, usw.