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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS AND DEVICE FOR DRY PRINTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/003295
Kind Code:
A1
Abstract:
For dry printing or coating of objects, the individual particles of the printing of coating powder are placed on a mechanical, magnetic or electrostatic brush and applied under the simultaneous action of mechanical and electrostactic force onto the substrate to be printed, where the powder is then fixed, for example by the action of heat.

Inventors:
FREUDENHEIM HERBERT (GB)
Application Number:
PCT/EP1991/001566
Publication Date:
March 05, 1992
Filing Date:
August 17, 1991
Export Citation:
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Assignee:
MICROMASK LTD (GB)
International Classes:
B41M1/12; (IPC1-7): B41M1/12; G03G9/08
Foreign References:
US3285167A1966-11-15
US3202092A1965-08-24
US2966429A1960-12-27
EP0197242A21986-10-15
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 13, no. 342 (P-903)(3672) 21. Juli 1989 & JP,A,1 091 141 ( KONICA ) 10. April 1989
siehe Zusammenfassung
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Claims:
Patentansprüche
1. Trockendruckverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Anordnen einer zu bedruckenden Druckunterlage auf einer Auflage; b) Bestäuben mindestens einer Bürste mit nachgiebigen mechanischen, magnetischen oder elektrostatischen Fasern mit einem Druckpulver, welches ein dielektrisches Kunststoffbindemittel und in diesem verteilte oder an ihm hängende Pigmente enthält; c) Bewegen der Bürsten über die Druckunterlage unter gleichzeitiger Einwirkung eines elektrischen Feldes von mindestens 100 V/cm in der Nachbarschaft des jeweils den Bürsten gegenüberliegenden Abschnittes der Druckunterlage, dessen Feldlinien im wesentlichen senkrecht zur Oberfläch der Druckunterlage verlaufen, in engem Wirkabstand zwischen Bürstenaußenflächen und Druckunterlage; und d) Fixieren des Druckpulvers auf der Druckunterlage.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Druckpulverpartikel größer als etwa 5μ und nicht größer als 15 um ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der Druckpulverpartikel zwischen etwa 5 und etwa 8 um liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß vor den Schritt c) eine Siebdruckschablone in direkter Berührung auf die Unterlage gebracht wird, daß der Durchmesser der Druckpulverpartikel deutlich kleiner als die Maschenweite der Siebdruckschablone gewählt wird, vorzugsweise kleiner als 30% der Maschenweite oder der Lochgröße der Siebdruckschablone ist und zugleich weniger als 15 um beträgt; daß die Bürsten unter leichter Berührung über die 'Siebdruckschablone bewegt werden; und daß die Siebdruckschablone vor dem Schritt d) von der Druckunterlage entfernt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein erster Abschnitt des Entfernens der Sieb¬ druckschablone durch Abkippen um eine einer SiebRandkante benachbarte Kippachse eroflgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekkennzeichnet, daß das elektrische Feld erst nach Aufsetzen der Siebdruck¬ schablone auf die Druckunterlage eingeschaltet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 47, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrische Feld erst nach Abheben der Siebdruckschablone von der Druckunterlage abgeschaltet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bürsten einen Faserflor aus dielek¬ trischem Material aufweisen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 17, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Bürsten einen Faserflor aus magneti sierbaren Teilchen aufweisen, welche sich längs der Feldli¬ nien einer Magnetanordnung angeordnet haben.
10. Verfahren nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der magne tisierbaren Teilchen größer ist als die Maschenweite oder Lochgröße der Siebdruckschablone.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbaren Teilchen in die Druckpulverparti kel eingearbeitet sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 911, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Magnetanordnung eine Permanent¬ magnetanordnung ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 911, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Magnetanordnung eine Wanderfeld Magnetanordnung, z.B. der Stator eines Linearmotors ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 113, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Bürsten umlaufende Bürstenwalzen sind und deren Tangentialgeschwindigkeit etwa drei bis viermal so groß ist wie die Geschwindigkeit einer Transla¬ tionsbewegung, die zwischen der Druckunterlage und den Achsen der Bürstenwalzen erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 114, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das elektrische Feld zwischen 0,3 und 10, vorzugsweise zwischen 1 und 4 kV/cm beträgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 115, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zwischen die Druckunterlage und die untere Elektrode eine dielektrische Zwischenschicht ge¬ legt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 116, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als untere Elektrode eine elektrisch leitende KunststoffSchicht verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die KunststoffSchicht elastisch verformbar ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 118, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Druckpulverpartikel auf der Bürste elektrisch aufgeladen werden, entweder durch eine elektrische Entladung oder durch Reibung.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 119 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruck Schablone aus elektrisch leitendem Material gefertigt ist, z.B. einem Drahtgewebe, oder aus einem einen leitenden Überzug tragenden isolierenden Material besteht.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruckschablone isoliert aufgehängt ist und potentialmäßig schwimmt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 121, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Druckunterlage ein Zwischenträ ger für die Druckpulverpartikel ist und daß das auf dem Zwi¬ schenträger erzeugte Bild auf die endgültige Druckunterlage durch mechanischen Kontakt übertragen und dort fixiert wird, wobei der Zwischenträger so gewählt ist, daß die Druckpulver¬ partikel auf ihm schlechter haften als auf der endgültigen Druckunterlage.
23. Trockendruckverfahren nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem wiederzugebenden Muster entsprechendes Ladungsbild durch Belichten eines Fotoleiters erzeugt wird; daß die Bürsten über den Fotoleiter unter leichter Berührung mit der Oberfläche desselben hinwegbewegt werden; daß das Druckpulvermusters vom Foto¬ leiter durch einen verformbaren Zwischenträger abgenommen wird; und daß das Druckpulvermuster vom Zwischenträger auf die Druckunterlage übertragen wird, wobei entweder der Zwischen träger so gewählt ist, daß das Haftvermögen des Druckpulvers auf ihm kleiner ist als auf der Druckunterlage und/oder die Haftfähigkeit der Druckunterlage vorübergehend erhöht wird, z.B. durch Erhitzen und/oder elektrische Aufladung und/oder durch Aufbringen eines flüchtigen Haftmittels, wonach dann das Fixieren erfolgt.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckunterlage vor dem Transfer des Druckpulver musters auf Fixiertemperatur erhitzt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 124, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Druckunterlage nach dem Auf¬ bringen des Druckpulvers durch ein ÜberdruckLuftkissen von der es abstützenden Auflage abgehoben wird und an einen anderen Ort bewegt wird, wo das Fixieren des Druck¬ pulvers erfolgt.
26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 125, gekennzeichnet durch einen im we¬ sentlichen dicht auf die Druckunterlage aufsetzbaren oder dicht über diese hinwegbewegbaren Kasten (30; 72), in welchem die Bürsten (32; 46; 74, 76) angeordnet sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wand des Kastens (30; 72) mindestens eine schmale Öffnung (28) zum Nachfüllen von Druckpulver aufweist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn zeichnet, daß die umlaufenden Bürsten (32; 46; 74,76) einen aus dielektrischem Material gefertigten Bürsten¬ mantel aufweisen, der einen dielektrischen Faserflor (80) trägt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten ( 46; 74, 76 ) eine elektrisch leitende Achse aufweisen, welche zugleich eine obere Elektrode bildet, oder eine zum Walzenspalte gekröpfte innenliegende Elektrode (84; 86) enthalten.
30. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die umlaufenden Bürsten einen leitenden Walzenkern haben, der einen leitenden, vorzugsweise hochohmig leitenden Faserflor trägt, der so eine obere Elektrode bildet.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2630, gekennzeich¬ net durch eine Einrichtung zum elektrischen Aufladen der Bürstenaußenfläche.
32. Vorrichtung einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten umlaufende Magnetbürsten (46) sind und jeweils ein mit deren Außenflächen zusam¬ menarbeitendes Rakel (58) vorgesehen ist, welches in Drehrichtung der umlaufenden Bürste gesehen stromauf einer Arbeitsöffnung des Kastens (44) angeordnet ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch ein Abstreifrakel (62) , welches der Arbeitsöffnung gegen¬ überliegend im Kasten (44) angeordnet ist und mit der Außen fläche eines Bürstenkernes (48) zusammenarbeitet.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifrakel (62) von der Außenfläche des Bürstenkernes (48) schräg abfällt und sein von der Bürste abliegendes Ende unter Abstand vor einer Kastenwand endet.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2634, gekenn¬ zeichnet durch eine Einrichtung zum axialen Hin und Herbewegen der Bürsten (46; 74, 76).
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2635, gekenn¬ zeichnet durch eine Dosierwalze (88; 146) die im wesent¬ lichen dicht in oder an einer Austragöffnung eines Druck¬ pulverVorratsbehälters (98) läuft und mit den Außenflächen der Bürsten (46; 74, 76) in Berührung steht.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierwalze (88) einen Walzenkern (90) und einen hiervon getragenen Faserflor (94) oder eine Bebürstung aufweist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 36 oder 37, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum axialen Hin und Herbewegen der Dosierwalze (88; 146) .
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3638, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter geerdet ist und zwischen ihm und den Bürsten eine Isolierstrecke liegt.
40. Verfahren zum Herstellen von Druckpulvern zur Verwendung bei einem Trockendruckverfahren nach einem der Ansprüche 125 oder in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2639, dadurch gekennzeichnet, daß man ein pigmentfreies Bindermittel auf eine mittlere Partikelgröße von 5 bis 15 μ, vorzugsweise 5 bis 8 μ mahlt und Teilmengen des so erhaltenen neutralen Pulvers mit unterschiedlichen Pigmentpartikeln vermischt.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelpulver zum Mischen angewärmt wird, z.B. durch Erhitzen des Mischgefäßes mittels eines Wasser¬ bades.
42. Verfahren nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekenn zeichnet, daß die Pigmentpartikel zum Mischen erwärmt werden.
Description:
Trockendruckverfahren sowie Vorrichtung zu seiner Durchführun

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum trockenen Bedrucken- von Druckunterlagen, insbesondere im Siebdruck und im Tampondruck, sowie eine Vorrichtung zur Verwendung hierfür. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zürn Herstellen von Druckpulver zur Verwendung in einem solchen Verfahren bzw. einer solchen Vorrichtung.

Beim Trockensiebdruckverfahren wird Druckpulver durch eine Siebdruckschablone bewegt, welche in ihrem feinmasch¬ igen Schablonenmaterial das gewünschte Muster aufweist. Über die Siebdruckschablone gelangt das Druckpulver auf die zu bedruckende Druckunterlage.

Durch die Erfindung wird ein Trockendruckverfahren ange¬ geben, bei welchem eine Siebdruckschablone über der Druck- unterläge angeordnet wird, die bedruckt werden soll. Dann wird Druckpulver über die Siebdruckschablone hinweg verteilt, wobei zwischen das Pulver und die Druckunterlage eine elektrostatische Spannungsdifferenz angelegt wird. Hier¬ durch wird das Anziehen des Druckpulvers gegen das Substrat unterstützt. Auf diese Weise erhält man ein Bild des Musters der Siebdruckschablone auf der Druckunterlage.

Es ist nicht notwendig, einen ins Gewicht fallenden Luft¬ spalt zwischen der Siebdruckschablone und der Druckunterlage aufrecht zu erhalten, wenn zwischen dem Druckpulver und der Druckunterlage die Spannungsdifferenz angelegt wird. Vorzugsweise wird es erfindungsgemäß sogar vorgezogen, unter Fast-Berührung oder sehr inniger Berührung zwischen Siebdruckschablone und Druckunterlage zu arbeiten. Man erhält so Bilder mit guter Auflösung, da ein Ausbreiten

des Druckpulvers auf seinem Weg zwischen der Siebdruck¬ schablone und der Druckunterlage so kleingehalten wird. Bei dem bevorzugten erfindungsgemäßen Druckverfahren wird ein derartiges Verlaufen des Druckpulvers fast vollständig unterdrückt.

Vorzugsweise besteht die Siebdruckschablone aus elektrisch leitendem Material, z.B. Metall oder metallisiertes Gewebe.

Besteht die Druckunterlagen aus einem dielektrischen Material wie Papier, Plastik oder Glas, wie dies meistens der Fall ist, so kann sie elektrostatisch aufgeladen werden. Dies kann z.B. durch eine Korona-Entladungseinheit oder durch eine aufladbare metallische (z.B. aus Aluminium gefertigte) Elektrode erfolgen, die mit einer Gleichspannungs-Hoch- spannungsversorgungseinheit verbunden ist und auf der der Siebdruckschablone gegenüber liegenden Seite angeordnet ist. Ist die Druckunterlage elektrisch leitend (z.B. eine Metallfolie) , so kann sie geerdet werden oder durch Ver- bindung mit einer Gleichspannungs-Hochspannungsversorgung aufgeladen werden.

Beim Druckpulver kann es sich um ein Druckpulver handeln, wie es üblicherweise beim elektrofotografischen Drucken verwendet wird. Das Druckpulver kann zusammen mit Träger¬ partikeln verwendet werden, deren Abmessungen so groß sind, daß sie nicht durch die Maschen der Siebdruckschablone hindurchtreten können. Das Druckpulver kann eine Mischung aus zwei oder mehr Partikelarten sein. Das Druckpulver wird durch Reibungselektrizität elektrisch aufgeladen, z.B. dadurch, daß man über die Siebdruckschablone bürstet oder kaskadiert. Das Druckpulver kann zusätzlich von einer externen Hochspannungsversorgung her aufgeladen werden, z.B. auf seinem Weg zur Siebdruckschablone, beispielsweise durch eine Koronaentladung. Das Sieb kann durch das Bürsten,

durch die tanzende Bewegung des Druckpulvers über seine Oberfläche und auch von der Druckunterlage her kleine Ladungsmengen aufsammeln; in manchen Fällen kann man Hoch¬ spannung auch direkt an das Sieb legen. Das Bürsten und Kaskadieren begünstigt auch die Verteilung des Druckpulvers über das Sieb und damit über das Bild. Das zunächst erhal¬ tene Druckpulver-Bild kann man fixieren, z.B. durch Zuführen von Wärme, wenn das Druckpulver bei Hitzeeinwirkung schmilzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Verteilen des Druckpulvers über das Sieb magnetisch oder zumindest unter magnetischer Unterstützung; dies kann einen Ersatz für das Bürsten und Kaskadieren bilden. Hierzu kann man ein Druckpulver in Verbindung mit größeren ferromagnetischen Trägerkügelchen verwenden; man kann auch eine ferromagnetische Komponente in das Druckpulver selbst einarbeiten, z.B. eine Zumischung aus ferromagneti¬ schen Partikeln. Die Verteilung des Druckpulvers über das Sieb erfolgt durch Bewegen eines oder mehrerer Permanent- und/oder Elektromagnete über das Sieb, vorzugsweise durch die Primärwicklung oder den Stator eines Linearmotors.

Man erhält auf diese Weise ein magnetisches Feld, welches sich über das Sieb hinwegbewegt und das Druckpulver ent¬ sprechend verteilt. Bei dem verwendeten ferromagnetischen Material kann es sich um ein Ferritmaterial oder Eisen- material handeln.

Ein Vorteil, den man beim magnetischen Bewegen und Ver¬ teilen des Druckpulvers über das Sieb hinweg erhält, ist der, daß es keine bewegten Arbeitselemente gibt, die über die Druckpulver-Zuführfläche des Siebes bewegt werden müßten. Man kann somit einen Pulverkasten verwenden, dessen Boden durch das Sieb gebildet ist und der abgesehen von seinem Boden dicht ist und nur verhältnismäßig kleine Öff¬ nungen aufweist, durch welche neues Druckpulver zugeführt wird. Hierdurch wird sowohl der Verlust an Druckpulver

als auch die Verschmutzung durch in der Umgebung befind¬ liche Stoffe kleingehalten. Die Druckpulver-Zuführleitungen zu den Nachfüllöffnungen sind vorzugsweise um die Einfüll¬ öffnungen herum abgedichtet.

Durch das magnetische Verteilen des Druckpulvers entfällt auch die Notwendigkeit für eine normale rein mechanische Bürste oder dergleichen. Hierdurch wird eine etwaige Ver¬ formung des Siebes, der Verschleiß des Siebes und auch die Erzeugung von Reibungswärme im Druckpulver kleingehalten.

Verwendet man zum Verteilen des Druckpulvers über das Sieb das Primärteil eines Linearmotors, so wird dessen Aufbau, die angelegte Spannung und der Abstand vom Sieb vorzugsweise so eingestellt, daß man die bestmöglich glatte Bewegung und Verteilung des Druckpulvers über das Sieb hinweg erhält.

In denjenigen Fällen, in denen das Druckpulver ferromag- netisch ist, besteht der Vorrat aus Druckunterlagen, auf welchen Bilder erzeugt werden sollen, vorzugsweise aus nichtmagnetischem oder nur schwach magnetischem Material.

Wird ein Magnetfeld dazu verwendet, das Druckpulver über ein flaches Sieb zu bewegen und zu verteilen, so kann die Bewegung des Druckpulvers senkrecht oder parallel zu derjenigen Richtung erfolgen,, in welcher die Druck¬ unterlage bezüglich des Siebes in der Maschinen-Förder¬ richtung bewegt wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin¬ dung wird die über die Siebdruckschablone mit einem Bild zu versehende Druckunterlage nicht elektrisch aufgeladen, bevor sie in eine neben dem Sieb liegende Stellung gebracht worden ist; erst dann wenn sie die für das Drucken erfor-

derliche Arbeitsstellung zum Sieb erreicht hat, erfolgt eine Aufladung. Analog wird die Druckunterlage vorzugs¬ weise erst dan entladen, wenn nach dem Erzeugen des Bildes das Trennen von Sieb und Druckunterlage beendet ist. Hier- durch wird ein Verschmieren des erhaltenen Druckbildes deutlich verringert, welches man sonst dadurch erhalten würde, daß vorzeitig ein Niederschlagen von Druckpulver erfolgt bzw. ein Bewegen von Druckpulver stattfindet, während eine Relativbewegung zwischen Sieb und Druckunterlage durchgeführt wird. Das Entladen der Druckunterlage erfolgt vorzugsweise aktiv (z.B. durch Anlegen einer Wechselspan- nungs-Hochspannung von beispielsweise etwa 5 kV) und nicht einfach durch Erden. Sind das Sieb und die Druckunterlage zum Herstellen des Bildes in Berührung, wie dies vorgezogen wird, so kann man das Laden und Entladen entweder am Sieb oder an der Druckunterlage oder an Sieb und Druckunterlage vornehmen. Vorzugsweise wird die Pulver-Zuführseite des Siebes durch einen es abdeckenden Kasten abgedichtet, und das Nachfüllen des Druckpulvers in den über dem Sieb liegenden Raum erfolgt über verhältnismäßig kleine Öff¬ nungen oder Schlitze, wie schon dargelegt. In denjenigen Fällen, in denen die Druckunterlage erst dann aufgeladen wird, wenn sie die zum Drucken gewünschte Arbeitsstellung zum Sieb erreicht hat, erfolgt dies vorzugsweise unter Verwendung einer (z.B. aus Aluminium gefertigte) Elektrode, die auf der vom Sieb abgelegenen, gegenüberliegenden Seite der Druckunterlage angeordnet ist.

Die beiden oben erwähnten bevorzugten Weisen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (magnetisches Verteilen des Druckpulvers über das Sieb und Anlegen einer Spannung zwischen Druckpulver und Druckunterlage nur dann, wenn sich Sieb und Druckunterlage gegenüber liegen) , erfolgen vorzugsweise gemeinsam. Wo man magnetische Kräfte dazu verwendet, das Druckpulver über die Oberfläche des Siebes

zu verteilen, kann es entweder das Sieb und/oder das Magnet¬ feld sein, welches bewegt wird. Man kann also entweder ein flaches Sieb und eine Druckunterlage in eine vorüber¬ gehende stationäre Nebeneinanderlage bringen, um das Druck- bild zu erzeugen, wobei dann das Druckpulver magnetisch über das stationäre ebene Sieb bewegt wird, man kann aber auch die Druckunterlage in eine Gegenüberstellung mit einem umlaufenden Sieb bringen, welches das Druckpulver enthält, wobei dann ein ortsfestes Magnetfeld dazu verwendet wird, die Schwerkraft darin zu unterstützen, das Druckpulver beim Boden des umlaufenden Siebes zurückzuhalten, wo sich Sieb und Druckunterlage zur Erzeugung des Druckbildes treffen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: eine schematische perspektivische Ansicht einer einfachen Flachsieb-Trockensiebdruckeinheit;

Figur 2: einen schematischen transversalen Schnitt durch eine Trockendruckeinheit zum flächigen Beschichten einer Druckunterlage;

Figur 3: eine Aufsicht auf die stromabseitige Stirnfläche der Trockendruckeinheit nach Figur 2;

Figur 4: einen schematischen transversalen Schnitt durch eine abgewandelte Trockendruckeinheit;

Figur 5: eine Aufsicht auf eine untere Elektrodenanordnung der Trockendruckeinheit nach Figur 4;

Figur 6: einen transversalen Schnitt durch eine abgewandelte

Trockensiebdruckeinheit; und

Figur 7: eine ähnliche Schnittansicht wie Figur 6, in welcher eine nochmals abgewandelte Trockensieb- druckeinheit wiedergegeben ist.

In Figur 1 ist mit 10 insgesamt eine Trockensiebdruckeinheit bezeichnet, bei welcher Sieb und Druckunterlagen beim Erzeugen des Bildes stillstehen.

Mit 12 ist ein Stator oder das Primärteil eines Linearmotors bezeichnet, welcher zugleich als AbStützung und Auflage dient und von einem nicht näher gezeigten Vorrichtungsrahmen getragen ist. Über dem Stator 12 ist eine Isolierschicht 14 vorgesehen, die man weglassen kann, wenn der Stator 12 seinerseits schon eine isolierende Oberfläche hat. Über der Isolierschicht 14 ist eine Elektrode 16 angeordnet, die z.B. aus Aluminium hergestellt sein kann. Diese Bau¬ elemente sind somit alle fest an der Druckstation angeordnet.

Über der Elektrode 16 läuft ein Förderband 18 aus dielek¬ trischem Material, welches in, der durch einen Pfeil A gekennzeichneten Richtung eine Druckunterlage 20 durch die Trockensiebdruckeinheit 10 bewegt. Das Förderband 18 kann auch weggelassen werden und durch einen feststehen¬ den Druckunterlagenträger ersetzt werden, der jedoch eben¬ falls entbehrlich ist. Ist das Förderband 18 vorgesehen, so bewegt es aufeinanderfolgende Druckunterlagen 20 (oder aufeinanderfolgende Abschnitte einer sehr langen oder endlosen Druckunterlage 20) in Richtung des Pfeiles A schrittweise durch die Trockensiebdruckeinheit und in Gegenüberstellung zu einem Sieb 22. Das Wort "Sieb" wird hier als Abkürzung für eine Siebdruckschablone verwendet, die in bekannter Weise durchlässige und undurchlässige Bereiche aufweist, wie dies zur Wiedergabe des jeweiligen

auf der Druckunterlage 20 zu erzeugenden Musters notwendig ist.

Das Sieb 22 ist am Rand von einem Rahmen 24 gehalten, dessen obere Stirnfläche eine plattenformige Wand 26 trägt. In der Wand 26 sind zu beiden Seiten *schmale Schlitze 28 vorgesehen, die zum Einbringen von Druckpulver ins Innere des durch die Teile 22 bis 26 gebildeten und insgesamt mit 30 bezeichneten Kastens dienen. Letzterer ist somit im wesentlichen geschlossen, kann über das Sieb 22 nach unten Druckpulver abgeben und erhält über die Schlitze 28 Druckpulver aus einem Vorrat. Ein unter dem in der Zeichnung links gelegenen Schlitz 28 liegendes Druckpulver¬ volumen ist mit 32 bezeichnet.

Der gesamte Kasten 30 und damit auch das Sieb 22 ist senk¬ recht ur Förderebene der Druckunterlagen in Richtung des Pfeiles B bewegbar und kann so in Anlage an die Druckunter¬ lage 20 gebracht werden und von der letzteren abgehoben werden.

Die Einrichtung zum Zuführen des Druckpulvers zum Kasten 30 ist nicht in der Zeichnung wiedergegeben. Die Zuführ¬ leitungen werden gegen die Schlitze 28 abgedichtet, so daß man ein insgesamt voll abgeschlossenes Druckpulver- Speisesystem erhält.

Das im Druckpulvervolumen 32 enthaltene Druckpulver ist ein durch Reibung elektrisch aufladbares Druckpulver, wie es an sich zur Verwendung in der Elektrofotografie bekannt ist. Die Größe der Druckpulverpartikel ist so gewählt, daß diese durch die offenen Maschen des Siebes 22 hindurchtreten können. In das Druckpulver ist aber noch eine ferromagnetische Komponente eingearbeitet. Man kann z.B. einem herkömmlichen nichtmagnetischen Druckpulver

ferromagnetische Teilchen zumischen; alternativ kann man die ferromagnetische Komponente auch in die Druckpulver¬ partikel selbst einbauen. Stattdessen oder zusätzlich kann man über dem Sieb 22 ferromagnetische Trägerkügelchen anordnen, deren Durchmesser so groß ist, daß sie nicht durch die offenen Maschen des Siebes 22 passen.

Eine Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 34 ist mit der einen Klemme an die Elektrode 16 und mit der anderen Klemme an den Kasten 30 angeschlossen. Man erhält so ein elektro¬ statisches Feld in zur Siebebene senkrechter Richtung. Zur Gleichspannungs-Hochspannungsguelle 34 parallel ge¬ schaltet ist eine Wechselspannung-Hochspannungsquelle 36. Diese beiden Hochspannungsquellen werden ebenso wie die in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Antriebe zum Bewegen des Förderbandes 18 in Richtung des Pfeiles A und zum Bewegen des Kastens 30 in Richtung des Pfeiles B durch eine ebenfalls nicht wiedergegebene Steuereinheit der Trockensiebdruckeinheit geschaltet.

Die oben beschriebene Trockensiebdruckeinheit arbeitet folgendermaßen:

Durch das Förderband 18 wird eine Druckunterlage 20 in die dargestellte Stellung gebracht. Der Kasten 30 wird so abgesenkt, daß das Sieb 22 in Anlage an die Druckunter¬ lage 20 kommt. Nun wird durch den Schlitz 28 ein gestrecktes linien- oder säulenförmiges Druckpulvervolumen 32 in den Kasten 30 eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt, nicht jedoch vorher, wird dann die untere Elektrode 16 mit der Gleich- spannungs-Hochspannungsquelle 34 verbunden, und der Stator 12 wird so erregt, daß er ein in der Zeichnung von links nach rechts quer über das Sieb 22 laufendes Magnetfeld erzeugt. Auf diese Weise wird das Druckpulvervolumen 32 über das ganze Sieb 22 hinwegbewegt. Das Druckpulver,

welches beim Heranbewegen an das Sieb 22 und beim magne¬ tisch bewerkstelligten Bewegen durch das Sieb 22 durch Reibungselektrizität aufgeladen wurde, wird durch die offenen Maschenbereiche des Siebes 22 gegen die Oberfläche der Druckunterlage 20 gezogen, die mittels der unteren Elektrode 16 auf entgegengesetzte Polarität aufgeladen wurde. Nachdem so ein Druckpulverbild erzeugt wurde, wird wird das Sieb 22 von der Druckunterlage 20 abgehoben. Erst dann, nicht vorher, wird die Elektrode 16 dadurch aktiv entladen, daß die Wechselspannungs-Hochspannungsquelle 36 eingeschaltet wird. Die Druckunterlage 20 kann dann nach dem Entladen weiterbewegt werden, um das erzeugte Druckpul¬ verbild zu fixieren, falls gewünscht.

In der Zeichnung sind, wie dargelegt, die Versorgungsdrahte für den Stator 12 weggelassen, ebenso die Drähte zum Steuern der Hochspannungsquellen 34, 36.

Wie ebenfalls schon dargelegt, werden die Bewegungen der verschiedenen mechanischen Komponenten (Förderband 18, Kasten 30, Druckpulverzuführung usw., das Schalten der Versorgungseinheiten für den Stator 12 und die Elektrode sowie andere Maschinenfunktionen, wie z.B. das Fixieren des Bildes) automatisch durch eine entsprechende Steuer- einheit durchgeführt.

Wie ebenfalls oben dargelegt, wird das Sieb 22, welches den offenen Boden des Kastens 30 bildet, vorzugsweise nicht mit Druckpulver geflutet; vielmehr wird für jedes zu erzeugende Druckpulverbild nur eine verhältnismäßig kleine Überschußmenge an Druckpulver auf die Oberseite des Siebes 22 gegeben, wo sie dann magnetisch quer über das Sieb 22 bewegt wird.

Das verwendete Druckpulver kann ein schwarzes, weißes

oder eine beliebige Farbe aufweisendes Druckpulver sein. Man kann auch auf dieselbe Druckunterlage zwei oder mehr verschiedene Druckpulver in aufeinanderfolgenden Trocken¬ siebdruckschritten gemäß der vorliegenden Erfindung auf- bringen. Hierzu kann man die Druckunterlage nacheinander durch mehrere Druckstationen bewegen, bei denen die ent¬ sprechenden Siebe mit den jeweiligen verschiedenen Druck¬ pulvern beaufschlagt werden. Stattdessen kann man auch eine einzige Druckstation verwenden, der die verschiedenen Siebe zusammen mit ihren zugeordneten verschiedenen Druck¬ pulvern nacheinander zugeführt werden. Gleich welche Anord¬ nung man verwendet, stellt jedes Sieb mit seiner Druckpulver¬ zuführung vorzugsweise jeweils einen getrennten in sich autarken Druckkopf dar, in welchem normalerweise nur die speziell für ihn vorgesehene Druckpulverart verwendet wird. Dies bedeutet, daß man nicht so vorgeht, daß man ein und denselbem Sieb nacheinander unterschiedliche Druck¬ pulver zuführt.

Obenstehend ist auf Druckpulver Bezug genommen worden, wie sie an sich für die Elektrofotografie schon bekannt sind. Diese Bezugnahme erfolgt nur beispielhaft, die Erfin¬ dung ist nicht hierauf beschränkt. Bei der Erfindung kann als Druckpulver jedes in Partikelform vorliegende Material verwendet werden, welches sich aufladen läßt und elektro¬ statisch durch ein Sieb gezogen werden kann und zu einem zufriedenstellenden Druckpulverbild auf der Druckunterlage führ .

Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein Trocken¬ druckpulver zur Verwendung beim elektrofotografischen Drucken angegeben, z.B. beim elektrostatischen Trockensiebdruck, beim Trockentampondruck und bei der Elektrofotografie.

Trockendruckpulver enthalten ein Pigment oder einen F rb-

Stoff zum Herstellen des sichtbaren Bildes sowie ein Träger¬ material, welches erweichbar ist (z.B. durch eine oder mehrere der nachgenannten Größen: Hitze, Druck, Lösungs¬ mittel) und als Bindemittel dient und ein Fixieren des zunächst erzeugten Druckpulverbildes gestattet. Derartige Pulver"finden breite Verwendung, z.B. als Toner in der Elektrofotografie. Bisher war es Standard und wurde als unabdingbar angesehen, daß die einzelnen Druckpulverpartikel jeweils eine Mischung aus Binder und Pigment darstellen. Diese beiden Komponenten wurden zusammen mit wahlweisen Zuschlägen in der Extrusionsschmelze vermischt, und die so erhaltene homogene Mischung wurde in Partikel zermahlen.

Es wurde nun überraschend herausgefunden, daß man für das elektrostatische Trockendrucken stattdessen auch mit Erfolg eine einfache trockene Mischung von Binderpartikeln mit Partikeln eines bilderzeugenden Materiales (Pigment oder Frabstoff) verwenden kann. Ein derartiges neues erfin¬ dungsgemäßes Druckpulver eignet sich besonders gut für den elektrostatischen Trockensiebdruck. Man kann es aber auch beim Trockentampondruck oder als elektrofotografischen Toner verwenden. Das neue durch trockenes Mischen erhaltene Druckpulver läßt sich erheblich billiger herstellen als herkömmliche Druckpulver, bei denen man jeweils erheb- liehe Stillstandszeiten in einer teuren Herstellungsanlage in Kauf nehmen muß, wenn diese zwischen zwei Chargen, bei denen unterschiedliche Pigmente verwendet werden, gereinigt werden muß. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen neuen Druckpulver nicht notwendig, da man ein einheitliches Basisbinderpulver kontinuierlich herstellen kann und dieses erst später mit beliebigen Pigmenten oder dergleichen vermischt wird, wie jeweils notwendig. Dieses trockene Zusammenmischen des jeweils benötigten Druckpulvers aus Basisbinderpartikeln und Pigmenten kann ggf. vom Drucker oder der Kopieranstalt selbst durchgeführt werden. Hier-

durch wird die Palette von dem Drucker einfach zugäng¬ lichen Druckpulvern vergrößert.

Die Binderpartikel in dem neuen erfindungsgemäßen Druck- pulver können dieselbe Größe haben und aus demselben Mate¬ rial bestehen wie die für die herkömmliche Elektrofoto¬ grafie verwendeten Tonerpartikel, z.B. aus (durch Hitze, Druck oder Lösungsmittel) erweichbarem Plastikmaterial bestehen, wobei sie jedoch kein Tonerpigment enthalten. Die Binderpartikel sind normalerweise neutral oder farblos, z.B. transparent oder weiß, obwohl dies nicht für alle Anwendungen unerläßlich ist.

Zu geeigneten Plastikmaterialien gehört eine Mischung aus Polystyrol mit 5 bis 25 Gew.% Polybutylmethacrylat und eine Mischung mit 25 Gew.% Polyvenylbutyral und 70 Gew.% eines mit Kiefernharz (Rosin) modifizierten Phenol¬ formaldehydharzes. Die Binderpartikel können wärmehärtbar sein-, sofern sie sich zum Fixieren des Bildes erweichen lassen. Die Binderpartikel können ferner enthalten eine oberflächenaktive Substanz oder eine Metallseife (z.B. Zn-Stearat) als Trockenschmiermittel. Das erfindungsgemäße Druckpulver kann demjenigen entsprechen, welches für her¬ kömmliche elektrofotografische Toner auf den Seiten 69 ff. des Buches "Electrophotography" von R.M. Schaffert be¬ schrieben ist, mit der einzigen Ausnahme, daß die Pigmente als getrennte Partikel beigegeben sind. In dem erfindungs- ge äßen Druckpulver können auch weitere herkömmliche Be¬ standteile enthalten sein, wie man sie bei bekannten Tonern und Druckpulvern schon kennt (z.B. Trockenschmiermittel) , und zwar entweder als Bestandteil der Binderpartikel und/ oder als separate Partikel. Auch die bei dem erfindungs¬ gemäßen Druckpulver verwendeten Pigmente können als solche herkömmliche Pigmente sein, wie sie bei bekannten Druck- pulvern verwendet werden. In denjenigen Fällen, in denen

das Pigment im Binder lösbar oder durchsichtig ist ( Farb¬ stoff) , kann man mit dem Druckpulver auch lasierende Bilder erzeugen. Anstelle von herkömmlichen Pigmenten oder zusätz¬ lich zu solchen kann man. auch Textilfarbstoffe, Glas oder Metallpulver als bilderzeugende Materialien verwenden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Druckpulver lassen sich auch als (einkomponentige oder zweikomponentige) Entwickler in der Elektrofotografie verwenden.

Werden erfindungsgemäße Druckpulver für den elektrostati¬ schen Trockensiebdruck unter magnetisch unterstützter Verteilung des Druckpulvers verwendet, so können die Binder¬ partikel entweder magnetisches Material enthalten, oder es können ihnen Partikel aus magnetischem Material zuge¬ mischt sein, z.B. Ferritmaterial. Dies ist aber üblicher¬ weise nur dann geeignet, wenn man dunkle Pigmente verwendet. In anderen Fällen kann man größere magnetische Trägerkügel- chen verwenden, die nicht durch das Sieb hindurchtreten können.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein elektrostatisches Pulverbeschichtungsverfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen desselben.

Ein Beispiel für ein Beschichtungsverfahren, welches von besonderem wirtschaftlichem Interesse ist, ist das Anbringen einer Lackschicht auf Druckunterlagen wie Papierbogen und Papierbahnen.

Üblicherweise erfolgt das Lackieren von Papierbogen und Papierbahnen unter Verwendung von Lacken auf Lösungsmittel¬ basis. Das Abgeben von Lösungsmittel an die Atmosphäre ist jedoch aus Gründen des Umweltschutzes nachteilig. Wegen der Entflammbarkeit der Lösungsmittel und den mit

der Wiedergewinnung derselben verbundenen Kosten wurden jedoch zunehmend Lacke auf Wasserbasis eingeführt. Die letzteren benötigen zum Trocknen große Energiemengen. In jüngster Zeit wurden UV-härtbare Lacke eingeführt, um die vorgenannten Schwierigkeiten auszuräumen. Auch diese haben jedoch gewisse Nachteile. Abgesehen von ihren hohen Kosten benötigen sie zur Polymerisation ionisierende Strahlung im UV-Bereich des Spektrums. Durch diese Strah¬ lung wird Ozon erzeugt, der in Leitungen abgeführt werden muß. Auch stellen die UV-härtbaren Lacke ein Gesundheits¬ risiko für die Haut von mit diesen Lacken umgehenden Per¬ sonen dar. Oft haben diese Lacke auch einen Geruch, auf¬ grund dessen sie z.B. zum Verpacken von Nahrungsmitteln ungeeignet sind. All die o.g. Nachteile sind ausgeräumt, wenn man eine Beschichtung durch Aufkaschieren eines Filmes erzeugt. Man erhält so auch sehr gute Ergebnisse. Aller¬ dings sind die Kosten für das Aufkaschieren eines Filmes so hoch, daß dieses Vorgehen nur in außergewöhnlichen Fällen als Alternative zum Beschichten einer Bahn angesehen werden kann.

Beim Pulverbeschichten ist es möglich, Lackfilme, Klebstoff- filme oder dergleichen zu erzeugen, aber es ist sehr schwie¬ rig, kleine Mengen von Pulver zum Erzeugen einer entspre- chenden Beschichtung gleichförmig auf Unterlagen aufzubrin¬ gen, die sich mit normalen Maschinengeschwindigkeiten bewegen (z.B. 3 bis 15 g/m 2 bei Geschwindigkeiten bis hin zu 120 m/min) , sofern man herkömmliche Pulverbeschich- tungsmaschinen und herkömmliche Pulver verwendet. Stets führt die Turbulenz, die durch das Bewegen des Substrates erzeugt wird, zu ungleichförmigen Beschichtungen, da die Beschichtungspartikel umhergeblasen werden. Vergrößert man die Größe der Partikel, wird dieses Problem zwar kleiner, man erhält jedoch eine nicht erwünschte Vergrößerung des Gewichtes der Beschichtung.

Es wurde nun herausgefunden, daß man diese Schwierigkeiten mit den nachstehend beschriebenen Verfahren ausräumen kann: Das für die Beschichtung vorgesehene Pulver wird mit kleiner Partikelgröße hergestellt (z.B. 5 bis 15 um) , und dieses Pulver wird mit elektromagnetischen Trägerpar¬ tikeln vermischt. Die so erhaltene Pulvermischung wird elektrostatisch aufgetragen und unter Verwendung einer Magnetbürste auf eine Unterlage gebracht. Zugleich wird eine elektrostatische Vorspannung zwischen die magnetische Bürste und das Substrat angelegt, und hierdurch erhält man ein Anziehen der geladenen Pulverpartikel auf die Oberfläche der Unterlage.

Das Verfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Vorrichtung beschrieben.

Bei dem Beschichtungspulver kann es sich z.B. um ein Lack¬ pulver aus Polystyrol-Acryl-Copolymer handeln. Es kann ein Ladungssteuermittel und ein Flußsteuermittel eingebaut sein. Dieses Pulver wird mit magnetischen Trägerpartikeln vermischt, z.B. mit einem Polymermaterial beschichtetes Ferritmaterial mit einer Teilchengröße von 75 bis 150 um, wobei das Gewichtsverhältnis von Beschichtungspulver zu Trägerpartikeln bis zu 6 % beträgt.

Eine derartige Mischung aus Beschichtungspulver und Träger¬ partikeln ist in Figur 2 mit 42 bezeichnet. Sie wird in eine Zweikomponenten-Entwicklereinheit 44 gegeben, die eine insgesamt mit 46 bezeichnete Magnetbürste aufweist. Zur letzteren gehört ein umlaufender Bürstenmantel 48, der stationäre Permanentmagnete 50 umgibt. Der Bürsten¬ mantel 48 ist mit einer die Vorspannung erzeugenden Gleich- spannungs-Hochspannungsquelle 52 verbunden, die eine Span- nung von beispielsweise 500 V abgibt. Eine zu beschichtende

Unterlage 54 ist von einer zugleich als Auflage dienenden Elektrode 56 getragen. Durch die Magnetbürste 46 wird das Beschichtungspulver triboelektrisch aufgeladen. An der Entwicklereinheit 44 ist ein Rakel 58 vorgesehen, dessen freie Kante vorgegebenen Abstand zum Bürstenmantel 48 aufweist. Dieser Zwischenraum ist in der Zeichnung mit 60 bezeichnet. Die magnetische Bürste kann das Be¬ schichtungspulver sehr gleichförmig und in genau vorge¬ gebenen Mengen auf die Unterlagen 54 auftragen. Das Gewicht der fertigen Beschichtung hängt weitgehend von der Ladung des Beschichtungspulvers, dem Verhältnis zwischen der Drehzahl der Magnetbürste und derjenigen Geschwindigkeit ab, mit welcher die Magnetbürste 46 über die Unterlage 54 hinwegbewegt wird, sowie vom Verhältnis von Beschich- tungspulver zu magnetischen Trägerpartikeln. Die Entwick¬ lereinheit 44 hat ferner ein Abstreifrakel 20, welches die Trägerpartikel von dem Bürstenmantel 48 abschält, nachdem das Beschichtungspulver auf die Unterlage 54 aufge¬ tragen wurde. Trägerpartikel, die sich von dem Bürsten- mantel 48 gelöst haben sollten, können von der Oberfläche der Unterlage 54 wieder durch einen Teilchensauger für magnetische Teilchen ("bead scavenger") zurückgewonnen werden.

Das Beschichten mit Pulver hängt von dem Potentialunter¬ schied ab, der zwischen dem Bürstenmantel 48 der Magnet¬ bürste 46 und der die Unterlage 54 abstützenden Elektrode 56 eingestellt wird. Eine derartige Abstützung der Elek¬ trode wird bei nicht leitenden Unterlagen benötigt; bei elektrisch leitenden Unterlagen können diese selbst als Entwicklerelektrode dienen.

Das Aufschmelzen des Lackpuders oder Klebstoffpuders kann auf herkömmliche Weise erfolgen. Für Hochglanz-Lackbeschich- tungen kann man eine sehr glatt polierte verchromte heiße

Kalandrierwalze verwenden. Um ein Festkleben zu verhindern, kann man ein Trennmittel verwenden, z.B. ein Silikon, welches entweder dem Lack zugegeben wird und/oder auf die Kalandrierwalze aufgetragen wird.

Bei Beschichtüngen sollten oft gewisse Bereiche der Unter¬ lage unbeschichtet bleiben, z.B. dann, wenn man nach dem Lackieren einer Druckunterlage noch Klebstoff aufbringen muß, da Klebstoff allgemein nicht gut auf Lack haftet.

Dieses ist beim herkömmlichen nassen Beschichten schwierig, und ein weiterer Vorteil der elektrostatischen Pulverbe¬ schichtung nach der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß man ein Beschichten ausgewählter Bereiche leicht durch- führen kann. Ein Weg zu einer solchen Beschichtung ausge¬ wählter Bereiche einer Unterlage wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 beschrieben. Beim Beschichten ausgewählter Bereiche ist es notwendig, eine speziell geformte Elektrode zu verwenden, wie sie bei 64 gezeigt ist. Diese Elektrode dient wieder zugleich als AbStützung für eine zu beschichtende Unterlage 54. Die Elektrode 64 hat eine Polarität, die entgegengesetzt ist zur Polarität des Beschichtungspulvers und erstreckt sich über die zu beschichtenden Bereiche. Eine weitere Elektrode 66 hat die gleiche Polarität wie das Beschichtungspulver und erstreckt sich über diejenigen Bereiche, die nicht be¬ schichtet werden sollen. Die beiden Elektroden 66 und 68 sind auf einer Isolierplatte 68 angeordnet.

Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein neues

Tampondruckverfahren angegeben. Beim herkömmlichen Tampon¬ druck wird so verfahren, daß man zunächst die Ausnehmungen eines Klischees mit Druckfarbe füllt (temporärer Bildträger) , diese Druckfarbe mit Hilfe eines Tampons (üblicherweise aus Silikon-Gummi) aus dem Klischee herausbringt (Druck-

farben-Zwischenbild) und dann mit dem Tampon auf eine Druckunterlage überträgt (zu bedruckendes Erzeugnis; end¬ gültige Druckfarben-Empfangsfläche) .

Der Tampondruck wird insbesondere dann angewendet, wenn verhältnismäßig kleine Flächen oder irregulär geformte Oberflächen bedruckt werden müssen. Anwendungen sind bei¬ spielsweise: Instrumente von Kraftfahrzeugen, elektrische Waren, Haushaltsgegenstände, Spielzeug und Werbeartikel, Skalen von Instrumenten, Compact-Disks, Verpackungen usw.)

Die Hauptnachteile des Tampondrucks sind die recht hohen Kosten, die Kurzlebigkeit des Klischees und die Tatsache, daß die verwendeten Druckfarben üblicherweise entflammbar sind und für den Drucker und die Umwelt schädlich sind. Darüber hinaus ist die Menge der Druckfarbe, die durch den Tampon vom Klischee abgenommen werden kann, sehr be¬ grenzt, so daß man für eine ausreichende Bedeckung mit Druckfarbe oft mehrmals übereinander liegend drucken muß. Auch die Lebensdauer des Tampons ist begrenzt, da man

Druckfarbenreste vom Tampon mit Lösungsmitteln entfernen muß, welche im Laufe der Zeit die Oberfläche des Tampons angreifen, wodurch die Druckqualität leidet.

All diese Schwierigkeiten können erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß man ein nicht fixiertes Bild aus elektroskopischem Trockentoner auf einem kein großes Haft¬ vermögen für das Druckpulver aufweisenden Zwischenträger erzeugt, z.B. auf Papier, silikonbeschichtetem Papier, Plastikfolien wie PTFE, Polyester PVC oder dergleichen.

Auch andere sehr glatte und ebene, schlechtes Haftvermögen für das Druckpulver aufweisende Oberflächen wie Metall oder Glas sind geeignet. Man verwendet dann den Tampon (üblicherweise aus Silikon-Gummi) dazu, um das Druckpulver- bild auf die endgültige Unterlage zu übertragen, wo das

Druckpulver dann fixiert wird. Hierzu kann man die letzt¬ lich zu bedruckende Unterlage auf die Schmelztemperatur des Toners erhitzen, vorzugsweise vor oder gleichzeitig mit dem Übertragen des Druckpulverbildes, so daß das Druck- 05 pulverbild in einem Schritt übertragen und fixiert wird. Wahlweise kann man auch die physikalischen Eigenschaften der letztlich zu bedruckenden Unterlage so wählen, daß sie adhäsive Eigenschaften für das Druckpulverbild auf¬ weist.

- -

Der Toner hat vorzugsweise gerade entgegengesetzte Polarität wie der Tampon und die letztlich zu bedruckende Unterlage.

Das nicht fixierte Druckpulverbild kann auf verschiedene

15 Art und Weise erzeugt oder gedruckt werden, z.B. durch Trockensiebdruck. Eine andere bequeme und vorteilhafte Art und Weise der Erzeugung eines nicht fixierten Druck¬ pulverbildes ist die auf einem elektrofotografischen Bild¬ wandler oder Kopierer, wobei das nicht fixierte Tonerbild

20 durch den Tampon, der vorzugsweise eine entgegengesetzte Aufladung hat wie der Toner, vom Fotoleiter abgenommen wird und auf die letztlich zu bedruckende Oberfläche über¬ tragen wird, die wiederum vorzugsweise auf die Schmelz¬ temperatur des Toners aufgeheizt wird. Die elektrofoto-

25 grafische Maschine muß ein nicht fixiertes (z.B. noch nicht verschmolzenes) Bild erzeugen können und kann mit einer Tampondruckmaschine so verkettet werden, daß der richtige Druckpasser gewährleistet ist. Hierzu arbeitet man vorzugsweise mit einem geringes Haftvermögen für den

30 Toner aufweisenden endlosen Förderband, welches das Toner¬ bild vom Fotoleiter wegträgt. Das nicht fixierte Tonerbild wird dann anschließend vom geringes Pulverhaftvermögen aufweisenden Förderband unter Verwendung des Tampons auf die letztlich zu bedruckende Oberfläche übertragen. Statt-

35 dessen kann man das entwickelte Tonerbild auch direkt

vom Fotoleiter auf den Tampon übertragen, der vorzugsweise eine der Aufladung des Toners entgegengesetzte Aufladung hat, und der Tampon bringt das Tonerbild dann auf die letztlich zu bedruckende Oberfläche, die vorzugsweise auf die Schmelztemperatur des Toners aufgeheizt ist. In diesem Falle muß dann die Optik der elektrofotografischen Maschine, z.B. eines Fotokopierers, so gestaltet sein, daß man auf dem Fotoleiter ein seitenrichtiges Bild erhält. Die fotoleitende Schicht kann stattdessen auch auf einer Papierunterlage vorgesehen sein, wie es unter dem Handels¬ namen "Electrofax" im Handel ist.

Ein weiterer Vorteil, den man durch Verwendung eines elektro¬ fotografischen Systems beim trockenen Tampondruck erhält, ist der, daß das Drucken sofort beginnen kann, sobald man ein Original (Vorlage) in die Maschine einlegt. Damit entfällt die zeitliche Verzögerung und entfallen die Kosten, die durch die Herstellung eines Klischees bedingt sind.

Bei einem anderen Tampondruckverfahren druckt man eine thermoplastische Siebdruckfarbe auf einen nur geringes Haftvermögen aufweisenden temporären Träger, z.B. silikon¬ beschichtetes Papier, Silikongummi oder einen PTFE-Film, und überträgt das gedruckte Bild mit einem Silikongummi- Tampon auf die letztlich zu bedruckende Oberfläche. Dieses Verfahren ist insbesondere dann nützlich, wenn der zu bedruckende Gegenstand hitzeempfindlich ist und ein Zusam¬ menschmelzen der Druckfarbe durch Hitzeeinwirkung nicht verwendet werden kann.

Ein weiter abgewandeltes Tampondruckverfahren, welches sich insbesondere bei hitzeempfindlichen Unterlagen bewährt, besteht darin, daß man eine (UV-)strahlungshärtbare Druck¬ farbe verwendet, der eine kleine Menge flüchtigen Lösungs- mittels zugesetzt ist (z.B. 5 % Äthylacetat) . Man kann

so strahlungshärtbare Druckfarben in herkömmlichen Tampon¬ druckmaschinen verwenden, ohne daß letztere modifiziert werden müßten. Nach dem Übertragen der Druckfarbe vom Klischee auf die endgültige Druckunterlage wird die Druck- färbe durch Bestrahlen mit UV oder Elektronenstrahlen ausgehärtet.

Figur 6 zeigt einen vertikalen Längsmittelschnitt durch einen insgesamt mit 70 bezeichneten Farbauftragkopf einer Siebdruckmaschine sowie die benachbarten Maschinenteile beim Drucken.

In einem Außengehäuse 72 sind zwei Bürstenwalzen 74, 76 gelagert, die jeweils einen aus faserverstärktem Kunst- stoffmaterial gefertigten Walzenkern 78 sowie einen auf diesem angeordneten Faserflor 80 aus dielektrischen oder hochohmig leitenden flexiblen Fasern aufweisen. Derartige Fasern sind z.B. feine Polyamid- oder Kohlenstoff-Fasern. Der Faserflor 80 ist weich nachgiebig.

Auf die Stirnflächen der Walzenkerne 78 sind jeweils beid- seitig Stummelwellen 82 fest aufgesetzt, z.B. angeformt, die ebenalls aus isolierendem " Material bestehen. Die Stum¬ melwellen 82 haben jeweils eine mittige Bohrung, durch welche sich ein Lagerabschnitt einer treppenähnlich gekröpf¬ ten unteren Transferelektrode 84 erstreckt. Deren hinter der Zeichenebene von Figur 6 liegendes Ende ist freitragend vom Lagerabschnitt der Transferelektrode 84 getragen. Der achsparallele Abschnitt der Transferelektrode 84 verläuft in der Nachbarschaft der untersten Mantellinie des Walzen¬ kernes.

Ferner enthalten die Walzenkerne 78 jeweils eine obere Transferelektrode 86, deren Tragabschnitt ähnlich durch die in der Zeichnung nicht wiedergegebene hintere Stummel-

welle des Walzenkernes 78 durchgeführt ist und deren achs¬ paralleler Elektrodenabschnitt etwa in 11-Uhr-Stellung bzw. 1-Uhr Stellung steht und somit jeweils zu einem Walzenspalt weist, den die Bürstenwalze 74 bzw. 76 zusammen mit einer Dosierwalze 88 bildet.

Die Dosierwalze 88 hat einen ebenfalls aus faserverstärktem isolierendem Kunststoffmaterial gefertigten Walzenkern 90 mit beidseitig aufgesetzten Stummelwellen 92 und trägt einen Faserflor 94, der aus verhältnismäßig kurzen und steifen Fasern besteht (samtähnlich) .

Durch die wieder aus isolierendem Material gefertigten Stummelwellen 92 des Walzenkernes 90 ist eine weitere gegabelte Transferelektrode 96 getragen, die zwei achs¬ parallele Elektrodenabschnitte bei der 5-Uhr-Stellung bzw. der 7-Uhr-Stellung aufweist, die somit den Transfer- lektroden 86 gegenüberliegen.

Die Dosierwalze 88 läuft in einem Vorratsbehälter 88 um, in welchem sich ein Vorrat 100 an Druckpulver befindet. Der Boden des Vorratsbehälters 98 hat ein Fenster 102, durch welches die Dosierwalze 88 -übersteht, so daß sie in Eingriff mit den beiden Bürstenwalzen 74, 76 stehen kann. Eine dynamische Abdichtung zwischen der Dosierwalze 88 und dem Vorratsbehälter 98 erhält man beim Einlaufen durch ein bremsbackenähnlich ausgebildetes Lagerteil 104, welches die Dosierwalze 88 unter Abstand umgibt und zwei Dichtrollen 106 trägt. Letztere werden vorzugsweise durch einen in Figur 6 nicht gezeigten Antrieb so in Drehung versetzt, daß sie ohne Gleiten auf der Umfangsflache der Dosierwalze 88 rollen. Ausgangsseitig erfolgt die Abdichtung zwischen Dosierwalze 88 und Vorratsbehälter 98 durch einen samtähnlichen Faserflor 108, der von einem weiteren brems- schuhähnlichen Bauteil 110 getragen ist. Auf diese Weise

wird verhindert, daß von der Dosierwalze 88 zurückgetra¬ genes Druckpulver beim Eintreten in den Vorratsbehälter 98 abgestreift wird, während der Faserflor 108 einerseits die von der Dosierwalze 88 mitgenommene Druckpulvermenge begrenzt, das mitgenommene Druckpulver gut verteilt und darüber hinaus auch für eine Aufladung der Druckpulverteile durch intensive Reibung sorgt.

Zwei oberhalb der Dosierwalze 94 im Vorratsbehälter 98 vorgesehene Rührspiralen 112 halten den Druckpulvervorrat in fließfähigem Zustand und verhindern eine Brückenbildung im Druckpulvervorrat.

Wie aus Figur 6 ersichtlich, sind die Bürstenwalzen 74, 76 beabstandet und laufen beide im gleichen Drehsinne um. Die Dosierwalze 88 läuft im entgegengesetzten Drehsinne um, so daß man an den beiden Walzenspalten parallel gerich¬ tete Umfangsgeschwindigkeiten der in Eingriff stehenden Walzenpaare erhält.

Die Bodenwand des Außengehäuses 72 hat ein Fenster 114, durch welches die untersten Abschnitte der Bürstenwalzen 74, 76 überstehen. Diese Abschnitte stehen in leichtem Gleiteingriff mit der Oberseite eines Siebes 116, welches durch einen Rahmen 118 gehalten ist und dem zu erzeugenden Druckmuster entsprechende durchlässige bzw. nichtdurchläs¬ sige Abschnitte aufweist. Beim gezeigten Ausführungsbei- spiel dienen die Längsholme des Rahmens 118 zugleich als Schienen, auf denen am Außengehäuse 72 befestigte Spur- rollen 120 laufen.

Das Sieb 116 befindet sich in direkter Berührung mit der Oberseite einer Druckunterlage 122, z.B. eines Papierbogens, das auf eine Elektrode 124 aufgelegt ist. Diese hat eine Vielzahl kleiner Bohrungen 126, die mit dem Inneren eines

Verteilerkastens 128 in Verbindung stehen. Dieser ist über ein 4/3-Magnetventil 130 wahlweise mit einer Entlüf¬ tungsleitung 132, einer Unterdruckleitung 134 oder mit einer Überdruckleitung 136 verbindbar.

Eine Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 138, an deren Ausgangskle men typischerweise eine Spannung von 2 bis 6 kV bereitgestellt wird, ist mit ihrer einen Ausgangs¬ klemme an die Elektrode 124 und die Transferelektroden 86, mit ihrer anderen Ausgangs lemme an die Transfer¬ elektroden 84 und die gegabelte Transferelektrode 96 ange¬ schlossen. Man hat somit bei den Puderpartikel-Übergabe¬ stellen jeweils ein elektrostatisches Feld, welches die Übergabe unterstützt. Je nachdem, wie sich die Druckpulver- partikel aufladen, wählt man eine Hochspannungsquelle, die an der Auflagen-Elektrode 124 verbundenen Klemme eine positive oder negative AusgangsSpannung bereitstellt.

Die in Figur 6 gezeigte Siebdruckmaschine arbeitet folgender- maßen:

Unter Überdruckbeaufschlagung des Verteilerkastens 128 wird die Druckunterlage 122 auf die Elektrode 124 geschoben.

Sowie sie die korrekte Lage bezüglich des Siebes 116 er- reicht hat, wird der Verteilerkasten 128 mit Unterdruck beaufschlagt, wodurch die Druckunterlage 122 fixiert ist. Nun wird das Sieb 116 abgesenkt, so daß es auf der Oberseite der Druckunterlage 122 liegt. Nun wird die Hochspannungs- quelle 138 eingeschaltet und beim Umlaufen der Dosier- walze 88 und der Bürstenwalzen 74, 76 wird das vom Faser¬ flor 94 ausgetragene Druckpulver an die Faserflore 80 weitergegeben. Im Hinblick auf eine weitere Vergleich¬ mäßigung der Druckpulverteilung und im Hinblick auf eine Erhöhung der Aufladung der Druckpulverpartikel einerseits und im Hinblick auf das Begrenzen der Geschwindigkeit,

mit der sich die Dosierwalze 88 durch den Druckpulvervorrat 100 bewegt, kann man die Bürstenwalzen 74, 76 auch mit größerer Umfangsgeschwindigkeit laufen lassen als die Dosierwalze 88. Das Übertragen der Druckpulverpartikel wird durch das zwischen den Transferelektroden 86 und 96 aufgebaute Feld unterstützt.

Die von den Bürstenwalzen 74, 76 getragenen Druckpulver¬ partikel werden teilweise mechanisch, teilweise durch das von den Transferelektroden 84 zusammen mit der Auf¬ lagen-Elektrode 124 erzeugte Feld durch die freien Bereiche des Siebes 116 hindurchbewegt und bleiben an der Oberfläche der Druckunterlage 122 haften.

Der gesamte Farbauftragkopf 70 wird in Figur 6 von links nach rechts über das Sieb 116 und die Druckunterlage 122 bewegt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Bürstenwalzen 74, 76 auf das drei- bis vierfache der Vorschubgeschwindig¬ keit des Farbauftragkopfes 70 eingestellt ist.

Damit der Farbauftragkopf 70 sämtliche Bereiche des Siebes 116 gleichermaßen intensiv einfärbt, hat das Sieb 116 an den in Figur 6 links und rechts gelegenen Enden einen breiten Randbereich, der der Gesamtbreite des Farbauftrag- köpfes 70 entspricht, so daß dieser "stoßfrei" vom aktiven Bildbereich des Siebes in beiden Richtungen weggefahren werden kann.

Nach dem vollständigen Einfärben des Siebes wird der Farb- auftragkopf 70 abgehoben und das Sieb 116 wird um eine seiner Randkanten benachbarte Achse zunächst von der Druck¬ unterlage abgekippt und erst anschließend senkrecht zur Ebene der Druckunterlage wegbewegt. Hierdurch wird ein Abfallen von Druckpulver durch plötzliches "Springen" des Siebes verhindert.

Nach diesem Wegbewegen des Siebes 116 wird der Verteiler¬ kasten 128 wieder mit Überdruck beaufschlagt, so daß nicht dargestellte Greifer die Druckunterlage ohne Aufbrechen von Haftreibung und ohne trägheitsbedingtes Verwischen des Druckpulvermusters zu einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Fixierstation bewegen können.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 sind Teile der Trocken- Siebdruckmaschine, die unter Bezugnahme auf Figur 6 schon erläuterten Teilen entsprechen, wieder mit denselben Bezugs¬ zeichen versehen. Diese Maschinenteile brauchen nachstehend nicht nochmals im einzelnen beschrieben zu werden.

Der Vorratsbehälter 98 ist zylindrisch ausgebildet und hat zwei durch einen Steg 140 getrennte Fenster 142, 144, durch welche die Bürstenwalzen 74, 76 durchgreifen und in Berührung mit einem Siebzylinder 146 stehen, welcher in enger Gleitpassung mit der Innenfläche des Vorratsbe- hälters 98 zusammenarbeitet. Der Siebzylinder 146 ist durch Stummelwellen 148 am Vorratsbehälter 98 gelagert und enthält den Druckpulvervorrat 100. Zusätzlich sind in den Siebzylinder 146 Kugeln 150 gegeben, welche den Druckpulvervorrat 100 durchrühren und in fließfähigem Zustand halten.

Die Elektrode 124 ist von einem aus isolierendem Material gefertigten Schlitten 152 getragen, der über eine Stange 154 synchron mit dem Farbauftragkopf 70 verfahren wird, so daß sich die Elektrode 124 immer unterhalb der Bürstenwalzen 74, 76 befindet. Der Verteilerkasten 128 ist oben durch eine offenporige oder mit feinen Bohrungen versehene iso¬ lierende Kunststoffplatte 156 verschlossen, welche die Auflage für die Druckunterlage 122 bildet.

Die Hochspannungsquelle 138 ist mit ihrer einen Klemme auf Massepotential gelegt und mit dem Farbauftragkopf 70 verbunden, bei welchem nun die Walzenkerne 78 aus elek¬ trisch leitendem Material hergestellt sind und keine Trans- ferelektroden mehr beinhalten, da letztere nun durch den Walzenkern gebildet sind. Die andere Klemme der Hoch¬ spannungsquelle 138, die je nach Art des verwendeten Druck¬ pulvers positiv oder negativ gegen Erde ist, ist mit der Elektrode 124 verbunden. Durch die beschriebene Anordnung erhält man auf einfache Weise eine allseitige Isolierung der nicht auf Massepotential liegenden Elektrode der Trocken¬ siebdruckmaschine.

Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können in folgendem bestehen:

- Aufprägen einer axialen Hin- und Herbewegung auf die Do- sierwalze und/oder die Bürsten zum noch gleichmäßigeren Verteilen des Druckpulvers.

- Aufladen der Bürstenaußenfläche vor Aufnahme von Druck¬ pulver aus dem Vorratsbehälter, z.B. durch eine Korona¬ entladung.

- Aufladen der zu bedruckenden Oberfläche der Druckunterlage vor dem Auflegen des Siebes, z.B. durch eine Koronaentla¬ dung.

- Mehrmaliges Hinwegfahren des Farbauftragkopfes über das Sieb.

- Wahl von Polyesterharz oder Epoxypolyesterharz als Binde¬ mittel.

- Wahl von Faser aus Polyamid oder PTFE oder Kohlenstoff-

Fasern für den Faserflor.

- Verwenden von Bürstenwalzen mit in den Walzenkern einge¬ setzten Büscheln aus feinen biegsamen und weichen Borsten, z.B. Fasern aus Polyamid, Acryl, PTFE und Kohlenstoff.

- Verwendung von Fasergemischen, z.B. elektrisch leitenden und dielektrischen Fasern anstelle einer einheitlichen Fasersorte.

- Einschalten des elektrischen Feldes schon vor dem Aufle¬ gen der Siebdruckschablone auf die Druckunterlage. (Softzeichner-Effekt)

- Abschalten des elektrischen Feldes schon vor Abnehmen des Siebes von der Druckunterlage, (flaueres Bild, kleinere Auftragsmenge)

Wo oben Spannungswerte für die Erzeugung des elektrischen Transferfeldes angegeben sind, gelten diese für Bürstendurch¬ messer von etwa 6 cm in Verbindung mit der Bürstenachse als oberer Elektrode, also für einen Elektrodenabstand von etwa 3 cm.

Wo oben und in den Ansprüchen von einem Faserflor gesprochen ist, soll hiervon eine flaches Gebilde von eng benachbarten, weichen Fasern verstanden werden mit einer Länge von 5 bis 10 mm. Derartige Flore sind in Form samtähnlicher Gewebe im Handel erhältlich.

Werden Bürstenwalzen mit einer Beborstung verwendet (bevor¬ zugt für die Bürstenwalzen 46, 74, 76), beträgt die Borsten¬ länge 10 bis 40 mm.

Wo in der Beschreibung und den Ansprüchen von Fasern gespro-

chen ist, soll, soweit nicht im einzelnen explizit anders beschrieben, jedes lineare biegbare Gebilde verstanden werden. Dieses braucht nicht im mechanischen Sinne einstückig zu sein, kann z.B. auch durch eine lineare Hintereinander- Anordnung von magnetischen Teilchen in einem magnetischen

Feld oder von elektrisch geladenen oder ein Dipolmoment auf¬ weisenden oder polarisierten dielektrischen Teilchen in • einem elektrischen Feld gebildet sein.