FLÜSSIGE FARBAUFNAHMESCHICHTEN ODER -FILME FÜR DEN DIREKTEN TINTENSTRAHL- ODER TINTENDRUCK

Beschreibung

Kurzbeschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft zunächst eine flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck sowie entsprechende Zusammensetzungen, Verwendungen und Verfahren.

[0002] Die Erfindung betrifft insbesondere flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche diesen Druckverfahren entsprechend niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) eingetragen werden können und welche sich spontan oder chemisch induziert oder photochemisch induziert zu einem auf den Druck nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), gegebenenfalls auch thermisch beschleunigt, verfestigen oder verfestigen lassen.

[0003] Damit verbunden kann eine chemisch oder physikalisch induzierte räumliche Fixierung der zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls fließfähige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) sein.

Hintergrund

[0004] Tintenstrahl- oder Tintendruck bezeichnen berührungslose Formen des digitalen Drucks ohne Zwischenträger und ohne Druckform, bei dem Druckmedien (Druckfarben) in einzelne Volumeneinheiten (Tropfen) zerlegt, zeit- und ortsabhängig appliziert werden. Tintenstrahldruck bezeichnet kontinuierlich arbeitende Systeme (engl.: Continuous Ink Jet, CIJ) und Tintendruck diskontinuierlich arbeitende Systeme (engl.: Drop on Demand, DoD), die thermisch aktiviert (engl.: Thermal Ink Jet, TIJ) oder piezoelektronisch aktiviert (engl.: Piezo Ink Jet, PIJ) sein können.

[0005] Für den Tintenstrahl- oder Tintenfarbdruck werden in Abhängigkeit vom Farbordnungssystem verschiedenfarbige Druckfarben innerhalb eines Rasters nebeneinander gedruckt. Die erzielbare Auflösung des Druckes wird einerseits durch dieses Raster bestimmt (definierte Farbverteilung), andererseits aber auch durch den Farbverlauf (Ausbreitung, Ansammlung oder Vermischung) der aufgebrachten Druckfarben (undefinierte Farbverteilung).

[0006] Farbausbreitung oder Farbansammlung kann die im Tintenstrahl- oder Tintenfarbdruck erzielbare Auflösung erheblich beeinträchtigen.

[0007] Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck enthalten zur Bildung fester Filme oder Schichten filmbildende Komponenten. Die Bildung fester Filme oder Schichten wird erforderlich, wenn der Bedruckstoff nicht ausreichend durchdringbar (porös oder quellbar) ist, um aufgebrachte, nicht filmbildende Bestandteile aufzunehmen. Der Bedruckstoff kann in einem solchen Fall auch als wenig oder nicht saugendes Substrat bezeichnet werden.

[0008] In aller Regel müssen für den Tintenstrahl- oder Tintendruck verwendete Rohstoffe und damit verwendete Filmbildner chemisch hinreichend stabil sein. Entsprechende Druckfarben müssen niedrigviskos flüssig (dünnflüssig) sein. Bereits die beiden vorgenannten Anforderungen, aber auch andere Anforderungen, grenzen die Auswahl der Rohstoffe und damit insbesondere die Auswahl verwendbarer Filmbildner ein, die in Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck verarbeitet werden können.

[0009] Bekannte Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, die sich insbesondere spontan oder chemisch induziert, aber auch photochemisch induziert, zu einem auf den Druck nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), gegebenenfalls auch thermisch beschleunigt, verfestigen oder verfestigen lassen, zeigen u.a. den Nachteil, dass aufgrund der enthaltenen chemisch reaktiven filmbildenden Komponenten keine ausreichende Lagerstabilität der Tinten bereitstellbar ist. Oft verfestigen sich die Tinten bereits im Gebinde oder im Druckkopf, also noch vor dem gezielten Auftrag auf das Substrat. Damit verbunden reduziert sich zunehmend die Verfügbarkeit der Druckfarbe am Druckkopf, erkennbar an einer sich zunehmend verschlechternden Druckqualität.

[0010] Entsprechend ist bisher keine Bereitstellung eigentlich erwünschter Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck möglich, da bevorzugte, insbesondere niedrigviskose, Druckfarben nicht zusammen mit eigentlich bevorzugten filmbildenden Komponenten, die sich insbesondere spontan oder chemisch induziert, aber auch photochemisch induziert, zu einem auf den Druck nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), gegebenenfalls auch thermisch beschleunigt, verfestigen oder verfestigen lassen, stabil lagerbar oder während des Druckvorgangs ausreichend verfügbar sind.

Aufgabe und Wesen der Erfindung

[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zumindest einen der oben aufgeführten Nachteile und Einschränkungen zu lindern.

[0012] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, Beschränkungen der Verwendbarkeit von Rohstoffen für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, insbesondere von Filmbildnern aber auch von Pigmenten und anderen Inhaltsstoffen, aufzuheben.

[0013] Einen Beitrag zur Lösung mindestens einer der vorstehend genannten Aufgaben leistet eine flüssige Farbaufnahmeschicht nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0014] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmeschicht ergeben sich aus den hierzu nachgeordneten Ansprüchen.

[0015] Des Weiteren werden Zusammensetzungen zur Bildung erfindungsgemäßer flüssiger Farbaufnahmeschichten sowie die Verwendung solcher Zusammensetzungen zur Bildung erfindungsgemäßer Farbaufnahmeschichten vorgeschlagen. Schließlich werden Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck vorgeschlagen.

[0016] Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, Rohstoffe in Verbindung mit dem Tintenstrahl- oder Tintendruck zu verwenden, die im Übrigen nicht oder nur sehr eingeschränkt verwendet werden können.

[0017] Erfindungsgemäße Farbaufnahmeschichten lassen sich insbesondere in vorteilhafter Weise auf wenig oder nicht saugenden Substraten bereitstellen, insofern eignet sich die Erfindung insbesondere zur Anwendung beim Bedrucken wenig oder nicht saugender Substrate.

[0018] Das Verständnis der Begriffe Farbaufnahmeschicht bzw. Aufnahmeschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dabei stets die Begriffe Farbaufnahmefilm bzw. Aufnahmefilm. Ein Aufnahmefilm im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei als vergleichsweise dünne Aufnahmeschicht angesehen. So kann anstelle des Begriffs (Farb-)Aufnahmeschicht auch der Begriff (Farb-)Aufnahmefilm verwendet werden, ohne dabei von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Des Weiteren kann nach dem Verständnis der vorliegenden Erfindung eine Farbaufnahmeschicht ohne Änderung der Bedeutung wahlweise auch als Aufnahmeschicht (und umgekehrt) bezeichnet werden, und ebenso kann ein Farbaufnahmefilm wahlweise auch als Aufnahmefilm (und umgekehrt) bezeichnet werden.

[0019] Das Verständnis des Begriffs Druckfarbe im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst dabei stets den Begriff Druckmedium, auch wenn im Einzelfall ein Druckmedium ohne Farbmittel verwendet werden sollte. Da üblicherweise jedoch eine Druckfarbe als Druckmedium Verwendung findet, soll der Begriff Druckfarbe im Sinne einer verständlichen Darstellung der Erfindung umfassend verwendet werden. Folglich könnte anstelle des Begriffs Druckfarbe auch der Begriff Druckmedium verwendet werden, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0020] Eine Tinte soll als eine Druckfarbe im Sinne der vorliegenden Anmeldung verstanden werden.

Flüssige Aufnahmeschicht

[0021] Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Beschränkungen verwendbarer Filmbildner für den berührungslosen Tintenstrahl- oder Tintendruck aufzuheben. Zu diesem Zweck werden Filmbildner in Form flüssiger (fließfähiger) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) unabhängig vom Tintenstrahl- oder Tintendruck vorzeitig aufgebracht, in welche nachfolgend applizierte (eingebrachte) Druckmedien (Druckfarben) eindringen können. Eine getrennte Lagerung und ein getrennter Auftrag von Druckfarben (z.B. Tinten), insbesondere niedrigviskoser Tinten, und filmbildenden Komponenten wird hierdurch ermöglicht. Eine nicht hinreichende Lagerstabilität und vorzeitige Aushärtung auch niedrigviskoser Druckfarben (Tinten) lässt sich erfindungsgemäß vermeiden.

[0022] Die Beschränkungen verwendbarer Filmbildner können sich in physikalischen oder mechanischen (Schmierfestigkeit, Abriebfestigkeit, Elastizität), in chemischen (Säure- und Basenbeständigkeit), in physikalisch-chemischen (Wasser-, Lösemittelbeständigkeit) oder in photophysikalischen (Lichtechtheit) Beständigkeiten oder in der Adhäsion des zu bildenden festen Filmes ausdrücken, und/oder können sich auf Anforderungen an Inhaltsstoffe wie beispielsweise Umweltverträglichkeit, Toxikologie, Migrationspotential, Geruch oder Geschmack beziehen.

[0023] Bislang bekannte aufnahmefähige Schichten sind durchdringbar (porös oder quellbar) und nicht fließfähig (fest) und sollen vornehmlich den Verlauf der in diese festen Aufnahmeschichten eingetragenen Druckfarben regulieren. Poröse Schichten sind physikalisch oder mechanisch eher begrenzt beständig und quellbare Schichten sind physikalisch-chemisch eher begrenzt beständig.

Räumliche Fixierung

[0024] Die in Volumeneinheiten auf eine flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschicht oder einen flüssigen Farbaufnahmefilm (Aufnahmeschicht) applizierten, niedrigviskos flüssigen (dünnflüssigen) Druckmedien (Druckfarben) verlaufen entsprechend deren Fließfähigkeit zunächst in Abhängigkeit von der Fließfähigkeit der ebenfalls flüssigen Aufnahmeschicht und in Abhängigkeit von sich ausgebildeten Grenzflächenspannungen. Die Verlaufsgeschwindigkeit wird durch die Fließfähigkeit der applizierten Druckfarben, durch die Fließfähigkeit der flüssigen Aufnahmeschicht und durch Grenzflächenspannungen im Fortgang der Filmbildung bestimmt.

[0025] Erfindungsgemäße flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme können Maßnahmen umfassen, die den Verlauf der in die fließfähige Aufnahmeschicht eingetragenen Druckfarben regulieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) räumlich fixiert (immobilisiert) werden.

[0026] Eine räumliche Fixierung eingetragener Farbmittel kann Zusammenlagerungen des Farbmittels oder umgebender Inhaltsstoffe oder sonstiger Inhaltsstoffe bezeichnen, die durch chemische Wechselwirkungen mit Inhaltsstoffen der erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmeschicht oder dem erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilm ausgelöst werden. Zusammenlagerungen können mit Verminderungen von Löslichkeiten verbunden sein.

[0027] Eingetragene Farbmittel können auch durch Zusammenlagerungen von Inhaltsstoffen der erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmeschicht oder dem erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilm räumlich fixiert werden, die durch chemische Wechselwirkungen mit Inhaltsstoffen von eingetragenen dünnflüssigen Druckfarben ausgelöst werden und zu einer ausreichend schnellen Verminderung der Fließfähigkeit der flüssigen Aufnahmeschicht führen. Zusammenlagerungen können mit Verminderungen von Löslichkeiten verbunden sein.

[0028] Eine durch thermisch beschleunigte Lösungsmittelverdunstung ausreichend schnell reduzierte Beweglichkeit eingetragener Farbmittel führt ebenfalls zu deren räumlichen Fixierung.

Filmbildung

[0029] Nachdem die in Volumeneinheiten auf eine erfindungsgemäße flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschicht oder einen erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilm (Aufnahmeschicht) applizieren, niedrigviskos flüssigen (dünnflüssigen) Druckmedien (Druckfarben) gegebenenfalls erfindungsgemäß räumlich fixiert (immobilisiert) sind, soll sich der Film verfestigen (härten). Die vorliegende Erfindung erlaubt höchste Filmbeständigkeit und beste Adhäsion, weil sie Beschränkungen von in Druckmedien für den Tintenstrahl- oder Tintendruck verwendbaren Filmbildnern aufhebt.

[0030] Filmbeständigkeiten sind im Wesentlichen das Resultat von Vernetzung, chemischer Funktionalität und farbgebender Komponenten eines sich bildenden festen Films und hängen unmittelbar von dessen Natur ab.

[0031] Im Allgemeinen bestimmt der Vernetzungsgrad die physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften eines Films und es gilt: Je höher die Vernetzung desto höher sind Schmier- und Abriebfestigkeiten und je geringer die Vernetzung desto höher sind Löslichkeit und Elastizität.

[0032] Die chemische Beständigkeit ist im Wesentlichen das Ergebnis von dessen Funktionalität.

[0033] Die photophysikalische Beständigkeit oder die Lichtechtheit eines Films kann maßgeblich durch die photophysikalische Beständigkeit des Farbmittels bestimmt werden. In der Regel bieten Pigmente die besten Lichtechtheiten.

[0034] Filme oder Schichten können auf Basis der mit Ihrer Bildung verbundenen Prozesse klassifiziert werden. Primär kann zwischen physikalischer und chemischer Härtung unterschieden werden.

[0035] Physikalische Härtung bezeichnet Prozesse zur Bildung fester Filme, die rein physikalischer Natur sind, die chemische Natur der verwendeten Bestandteile bleibt unberührt. Es kann unterschieden werden zwischen der Trocknung nicht koaleszierender Bestandteile, der Trocknung durch Phasenübergang und der Trocknung mit sich anschließender Koaleszenz.

[0036] Koaleszenz bezeichnet die verfilmende Zusammenlagerung (und umgekehrt).

[0037] Die Filmbildung durch Trocknung nicht koaleszierender Bestandteile ist der klassische Filmbildungsprozess von Druckfarben. Der Film bildet sich nach Verdampfen flüchtiger Komponenten. Zurück bleiben den Film bildende, nicht flüchtige und nicht koaleszierende Komponenten.

[0038] Wenig verbreitet ist die Bildung fester Filme durch Änderung des Aggregatzustandes flüssiger Schmelzen wie beispielsweise die Verfestigung flüssiger Wachse.

[0039] Filmbildung durch Trocknung mit sich anschließender Koaleszenz hat in den letzten Jahren an Bedeutung für den berührungslosen digitalen Druck gewonnen. In diesem Fall bildet sich der Film im Anschluss an die Verdampfung flüchtiger Komponenten aus kolloidalen, koaleszierenden Bestandteilen. Solche Farben werden heute häufig als Latex-Farben bezeichnet.

[0040] Im Rahmen der chemischen Härtung wird ein fester Film durch Vernetzung bzw. Polymerisation gebildet. Die chemische Vernetzung kann strahlungsinduziert, chemisch induziert oder katalysiert oder auch spontan erfolgen.

[0041] Innerhalb strahlungsinduzierter Härtung kann man zwischen Elektronenstrahlhärtung und UV Härtung unterscheiden. Die chemisch induzierte oder katalysierte Härtung kann oxidativ durch atmosphärischen Sauerstoff oder durch Säuren oder einfach durch Wasser ausgelöst werden, um nur einige Möglichkeiten zu nennen.

[0042] Prominente Beispiele spontaner Vernetzung sind 2-Komponenten-Systeme. Derzeit spielen weder die oxidative Härtung noch 2-Komponenten-Systeme eine Rolle im berührungslosen Digitaldruck.

[0043] Chemische Härtungsprozesse können auch thermisch initiiert oder beschleunigt werden.

Transparenz und Farbe

[0044] Erfindungsgemäße flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) können mehr oder weniger transparent sein und mehr oder weniger farbig.

[0045] Transparente und farblose, flüssige Aufnahmeschichten erlauben beliebige Eindringtiefen applizierter, niedrigviskos flüssiger (dünnflüssiger) Druckmedien (Druckfarben). Der darstellbare Farbraum durchscheinender Druckfarben kann aber durch die Farbe des Untergrundes beschränkt sein.

[0046] Transparente und nicht weiß farbige, flüssige Aufnahmeschichten beschränken den darstellbaren Farbraum durchscheinender Druckfarben auch in Abhängigkeit von der Eindringtiefe.

[0047] Intransparente und weiß farbige, flüssige Aufnahmeschichten führen zu einer Beschränkung des darstellbaren Farbraumes, sofern die dünnflüssige Druckfarbe in die Aufnahmeschicht eindringt.

[0048] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, transparente und farblose, flüssige Aufnahmeschichten auf weißen Untergründen zu verwenden und intransparente und weiß farbige, flüssige Aufnahmeschichten auf nicht weißen Untergründen.

Beschichtungsverfahren

[0049] Flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) können in nichtzerstäubenden Beschichtungsverfahren (Tauchen, Walzen, Gießen, Fluten, Analoger oder Digitaler Druck mit Druckform) oder in Spritzbeschichtungsverfahren (Spritzen oder Sprühen, Druckluftspritzen, Airless- und Hochdruck-Spritzen, Elektrostatisches Sprühen, Digitaler Druck ohne Druckform) aufgebracht werden.

[0050] Bei der vorliegenden Erfindung sind viele weitere Ausführungen denkbar, die sich aus Kombinationen sämtlicher hier offenbarten Merkmale beliebig zusammensetzen lassen. Dabei lassen sich insbesondere auch Merkmale der vorstehend konkret beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung in beliebiger Weise kombinieren, um weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu erzielen.

Ausführungsformen

[0051] Ergänzend bzw. zusätzlich zu den bereits erörterten vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen wird die Erfindung nachfolgend anhand weiterer Ausführungsformen beschrieben, welche bevorzugt sind, die Erfindung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen einschränken.

Ausführungsform 1: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche diesen Druckverfahren entsprechend niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) eingetragen werden können und welche sich zu einem auf den Farbeintrag nachfolgenden Zeitpunkt (verzögert), verfestigen oder verfestigen lassen.

Ausführungsform 2: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 1, die zumindest einen Initiator enthalten, der im Sinne einer definierten Farbverteilung eine räumliche Fixierung (Immobilisierung) der zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) induziert.

Ausführungsform 3: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 2, in welchen der Initiator eine ausreichend schnelle Verminderung der Fließfähigkeit der applizierten Druckfarbe induziert.

Ausführungsform 4: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 3, die zu einer teilweisen Polymerisation der applizierten Druckfarbe führen.

Ausführungsform 5: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 3, die zu einer vollständigen Polymerisation der applizierten Druckfarbe führen.

Ausführungsform 6: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 2, in welchen der Initiator eine Zusammenlagerung von Inhaltsstoffen der applizierten Druckfarbe induziert.

Ausführungsform 7: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 6, im Rahmen derer eine Zusammenlagerung von die Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) umgebenden Inhaltstoffen induziert wird.

Ausführungsform 8: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 6, im Rahmen derer eine Zusammenlagerung der Farbmittel induziert wird.

Ausführungsform 9: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 6 bis 8, im Rahmen derer verminderte Löslichkeiten zu Zusammenlagerungen führen.

Ausführungsform 10: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator ein Polyanion ist.

Ausführungsform 11: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator ein Polykation ist.

Ausführungsform 12: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator eine monomere, oligomere oder polymere Säure ist.

Ausführungsform 13: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 12, in denen die Säure eine mono- oder polyfunktionelle Carbonsäure ist.

Ausführungsform 14: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator eine monomere, oligomere oder polymere Base ist.

Ausführungsform 15: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 2 bis 9, in denen der Initiator ein mehrwertiges Salz ist.

Ausführungsform 16: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 1, die im Sinne einer definierten Farbverteilung eine räumliche Fixierung (Immobilisierung) der zusammen mit den dünnflüssigen Druckfarben in die zunächst ebenfalls flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmittel (Farbstoffe oder Pigmente) gewährleisten.

Ausführungsform 17: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 16, deren Fließfähigkeit sich, ausgelöst durch zumindest einen Inhaltsstoff der applizierten Druckfarbe, im Sinne einer definierten Farbverteilung ausreichend schnell vermindert.

Ausführungsform 18: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 17, die ausgelöst durch zumindest einen Inhaltstoff der applizierten Druckfarbe teilweise polymerisieren.

Ausführungsform 19: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 17, die ausgelöst durch zumindest einen Inhaltstoff der applizierten Druckfarbe vollständig polymerisieren.

Ausführungsform 20: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 16, die zumindest einen Stoff beinhalten, der sich, ausgelöst durch zumindest einen Inhaltsstoff der applizierten Druckfarbe, im Sinne einer definierten Farbverteilung zusammenlagert.

Ausführungsform 21: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 20, im Rahmen derer verminderte Löslichkeiten zu Zusammenlagerungen führen.

Ausführungsform 22: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 21, welche sich thermisch beschleunigt verfestigen oder verfestigen lassen.

Ausführungsform 23: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich durch Trocknung mit anschließender Koaleszenz verfestigen.

Ausführungsform 24: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 23, welche Dispersionsfarben sind.

Ausführungsform 25: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich spontan verfestigen.

Ausführungsform 26: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 25, welche Zwei- oder Mehrkomponentensysteme sind.

Ausführungsform 27: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich chemisch induziert verfestigen oder verfestigen lassen.

Ausführungsform 28: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 27, die ausgelöst durch atmosphärischen Sauerstoff chemisch vernetzen.

Ausführungsform 29: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 28, welche lufttrocknende Alkydharzsysteme sind.

Ausführungsform 30: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 27, die ausgelöst durch Säuren chemisch vernetzen.

Ausführungsform 31: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 30, welche säurehärtende Einkomponentensysteme sind.

Ausführungsform 32: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 27, die ausgelöst durch Wasser chemisch vernetzen.

Ausführungsform 33: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme Ausführungsform 32, welche Sol-Gel-Systeme sind.

Ausführungsform 34: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 22, welche sich photochemisch induziert verfestigen lassen.

Ausführungsform 35: Flüssige Farbaufnahmeschichten öder -filme nach Ausführungsform 34, die ausgelöst durch Elektronenstrahlen vernetzen.

Ausführungsform 36: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 34, die ausgelöst durch UV-Strahlen vernetzen.

Ausführungsform 37: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 34, die ausgelöst durch sichtbares Licht vernetzen.

Ausführungsform 38: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die transparent und farblos sind.

Ausführungsform 39: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 38, wobei die Farbaufnahmeschicht ein Klarlack oder ein Klarlacksystem ist.

Ausführungsform 40: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die intransparent und weiß farbig sind.

Ausführungsform 41: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die metallische Pigmente enthalten.

Ausführungsform 42: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 37, die Effektpigmente enthalten.

Ausführungsform 43: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 42, in denen Effektpigmente Metalleffektpigmente sind.

Ausführungsform 44: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 42, in denen Effektpigmente Perlglanzpigmente oder Interferenzpigmente sind.

Ausführungsform 45: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 44, die Mattierungsmittel enthalten.

Ausführungsform 46: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 45, in denen Mattierungsmittel Pigmente sind.

Ausführungsform 47: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 46, die nach Verfestigung migrationsarm sind.

Ausführungsform 48: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach Ausführungsform 47, die nach Verfestigung Barriereeigenschaften aufweisen.

Ausführungsform 49: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48, die in nichtzerstäubenden Beschichtungsverfahren (Tauchen, Walzen, Gießen, Fluten, Analoger oder Digitaler Druck mit Druckform) aufgebracht werden.

Ausführungsform 50: Flüssige Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48, die in Spritzbeschichtungsverfahren (Spritzen oder Sprühen, Druckluftspritzen, Airless- und Hochdruck-Spritzen, Elektrostatisches Sprühen, Digitaler Druck ohne Druckform) aufgebracht werden.

Ausführungsform A: Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

• Aufbringen einer flüssigen (fließfähigen) Farbaufnahmeschicht oder eines -films (einer Aufnahmeschicht), und insbesondere nach einer oder mehreren der vorangegangenen Ausführungsformen, auf ein Substrat,
• Aufbringen, mittels direktem Tintenstrahl- oder Tintendruck, von flüssigen, insbesondere dünnflüssigen, Druckmedien, insbesondere Druckfarben, auf oder in die flüssige Farbaufnahmeschicht, oder auf oder in den flüssigen Farbaufnahmefilm,
• Verfestigung, insbesondere Härtung, der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms.

Ausführungsform B: Verfahren nach Ausführungsform A, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verfestigung der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms eine Verminderung der Fließfähigkeit, und insbesondere Immöbilisierung oder Fixierung, der mit den Druckmedien eingetragenen Farbmittel erfolgt.

Ausführungsform C1: Zusammensetzung einer flüssigen Farbaufnahmeschicht oder eines -films nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.

Ausführungsform C: Zusammensetzung zur Bildung flüssiger Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.

Ausführungsform D: Verwendung einer Zusammensetzung nach Ausführungsform C zur Bildung flüssiger Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.

Ausführungsform E: Verwendung einer Zusammensetzung zur Bildung flüssiger Farbaufnahmeschichten oder -filme nach einer oder mehreren der Ausführungsformen 1 bis 48.

[0052] Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der erläuterten vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen, der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen sowie der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen oder Modifikationen durch unterschiedliche Kombination einzelner Merkmale oder Weglassen einzelner Merkmale möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Insbesondere soll der Schutzbereich der Ansprüche nicht auf die erörterten vorteilhaften Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Ausführungsformen beschränkt sein.

Beispiele

[0053] Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche die Erfindung jedoch nicht auf die dargestellten Beispiele einschränken, werden im Rahmen der folgenden Erörterung von beispielhaften erfindungsgemäßen Aufnahmeschichten sowie deren Anwendung gezeigt. Die tabellarisch wiedergegebenen Zusammensetzungen dieser beispielhaften erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten sowie die Schichten selber geben gleichzeitig - zusätzlich oder ergänzend zum Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche sowie sämtlicher vorstehend erörterten Gegenstände - besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wieder.

[0054] Flüssige (fließfähige) Farbaufnahmeschichten oder -filme (Aufnahmeschichten) können niedrigviskos oder dünnflüssig (< 8.000 mPa·s), mittelviskos oder dickflüssig (8.000 bis 20.000 mPa·s) oder hochviskos oder zähflüssig (> 20.000 mPa·s) sein.

[0055] Es hat sich gezeigt, dass niedrigviskos flüssige (dünnflüssige) Druckmedien (Druckfarben) nicht in niedrigviskose Aufnahmeschichten ohne räumliche Fixierung eingetragen werden können, ohne dass die Druckfarbe verläuft, zumindest nicht in solche mit Viskositäten bis zu 3.000 mPa·s.

[0056] Alle in diesem Kapitel aufgeführten Beispiele betreffen niedrigviskose Aufnahmeschichten mit Viskositäten bis 500 mPa·s. Die Aufnahmeschichten wurden innerhalb von 30 min beziehungsweise innerhalb der Verarbeitbarkeitsdauer verwendeter Materialien (Topfzeit) mit einem hochauflösenden Drucker des Typs EPSON Stylus® R2000 bebildert. Dabei sind Druckfarben in für sich bekannter, bildgebender Weise auf die zuvor bereitgestellte Aufnahmeschicht appliziert worden. Die so erhaltene Bebilderung war jeweils geeignet, optische Qualitäten zu bewerten.

Fließfähige Aufnahmeschichten ohne gesondert induzierte räumliche Fixierung:

[0057] Alle in diesem Kapitel aufgeführten Beispiele wurden mit niedrigviskosen Tintendruckfarben der Anmelderin Tritron GmbH, 35088 Battenberg, DE, ausgeführt, die keine Filmbildner und als Farbmittel ausschließlich Pigmente enthalten und insofern nicht für die direkte Gestaltung wenig oder nicht saugender Untergründe geeignet sind. Die Pigmente sind so stabilisiert, dass sie ausgelöst durch einen geeigneten Initiator gemäß Europäischem Patent 1 851 063 flockulierbar und damit in erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilmen räumlich fixierbar sind. Die verwendeten, verschiedenfarbigen Tintendruckfarben können unter der Versionsbezeichnung DOD-WOW-EP-CMYK-001-03 bezogen werden.

Spontan verfestigend - 2-Komponenten-Systeme:

[0058] 2-Komponenten-Systeme bestehen aus zumindest einem vernetzbaren Filmbildner (Basis) und einem die Vernetzung auslösenden Filmbildner (Härter). Solche Systeme sind nicht als Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck geeignet, weil sich diese spontan verfestigen. 2-Komponenten-Systeme können aber zur Herstellung erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten dienen. Zu diesem Zweck wurden zwei Systeme der CMR® Coatings GmbH, Wilhelmstraße 8, 32602 Vlotho, DE, untersucht: CMR-413.W in Verbindung mit CMR-613.W sowie CMR-111 in Verbindung mit CMR-610. CMR-413.W und CMR-111 sind wässrige 2-Komponenten Klarlacke, bestehend aus Polyurethan (wässrige PolyurethanDispersion). CMR-613.W bezeichnet eine Isocyanat-Härterlösung für wässrige Systeme und CMR-610 ist ein 100% polyfunktioneller Aziridin-Vernetzer für wässrige und lösungsmittelhaltige Systeme. CMR-413.W in Verbindung mit CMR-613.W weist eine dynamische Anfangsviskosität von 13,9 mPa·s auf und CMR-111 in Verbindung mit CMR-610 eine dynamische Anfangsviskosität von 97,3 mPa·s.

[0059] Eine gesonderte Regulierung des Verlaufs der in diese fließfähigen Aufnahmeschichten eingetragenen Druckfarben war nicht notwendig. Die Auftragung erfolgte jeweils mit einem K-CONTROL-COATER® Rakelauftraggerät der ERICHSEN GmbH & Co., 58675 HEMER, DE, ausgerüstet mit einem 24 µm Rakelstab.

[0060] Nach vollständiger Verfestigung hat sich jeweils ein auf PVC gut haftender, gut kratz- und gut schmierfester Film mit gleichmäßigem Glanz gebildet. Die auf o.g. Aufnahmeschichten applizierte Bebilderung ist charakterisiert durch homogene Farbflächen und gute Kantenschärfe. CMR-111 in Verbindung mit CMR-610 bildet einen besonders elastischen Film.

Physikalisch-chemisch verfestigend - Sol-Gel-Prozess:

[0061] Der Sol-Gel-Prozess bezeichnet Verfahren zur Herstellung nichtmetallischer hybridpolymerer Materialien aus kolloidalen Dispersionen. Solche Dispersionen sind als Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck nur eingeschränkt geeignet, weil diese nicht dauerhaft stabil sind, sie können aber zur Herstellung erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten dienen. Zu diesem Zweck wurden zwei Systeme WFP-LTX-Clear-011 und WFP-LTX-Clear-012 untersucht, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 und Tabelle 2 aufgeführt sind.

[0062] Sämtliche Zahlenwerte innerhalb der Tabellen verstehen sich dabei als Massen-% (Ma.-%), bezogen auf die gesamte Masse der Aufnahmeschicht.

Tabelle 1: Zusammensetzung der Aufnahmeschicht WFP-LTX-Clear-011

Bestandteil	Anteil [Ma.-%]
Byk 345	0,50
Proxel GXL	0,10
Wasser	28,60
2-Pyrrolidon	10,00
Surfynol 420	0,50
Dipropylengykolmonomethylether	10,00
Lubaprint 205	5,00
Joncryl FLX 5100	40,00
2-Dimethylaminoethanol	0,30
Xiameter OFS-6020	5,00

Tabelle 2: Zusammensetzung der Aufnahmeschicht WFP-LTX-Clear-012

Bestand teil	Anteil [Ma.-%]
Byk 345	0,50
Proxel GXL	0,10
Wasser	23,60
2-Pyrrolidon	10,00
Surfynol 420	0,50
Dipropylengykolmonomethylether	10,00
Lubaprint 205	5,00
Joncryl FLX 5100	30,00
2-Dimethylaminoethanol	0,30
AQUATIX 8421	15,00
Xiameter OFS-6020	5,00

[0063] BYK-345® ist ein Silikontensid der Fa. BYK® für wässrige Lacke sowie Druckfarben und Überdrucklacke. Proxel® GXL ist ein Breitspektrum-Biozid der Fa. Arch Chemicals® und weist Wasser, Dipropylenglykol und 1,2-Benzisothiazolin-3-on auf. Surfynol® 420 ist ein ethoxyliertes Netzmittel und molekularer Entschäumer der Fa. Air Products®. Lubaprint® 205 ist eine wässrige PE-Wachsdispersion der Fa. Münzing®, 78628 Rottweil, DE. Joncryl® FLX 5100 ist eine RC (Rheology Controlled)-Acrylemulsion der Fa. BASF®. AQUATIX® 8421 ist eine Rheologie-modifizierende Wachsemulsion der Fa. BYK® auf Basis eines EVA-Copolymerwachses. Xiameter® OFS-6020 ist ein flüssiges Alkoxysilan der Fa. DOW®.

[0064] WFP-LTX-Clear-011 weist eine dynamische Anfangsviskosität von 12,3 mPa·s auf und WFP-LTX-Clear-012 eine dynamische Anfangsviskosität von 30,4 mPa·s.

[0065] Eine Regulierung des Verlaufs der in die fließfähigen Aufnahmeschichten gem. Tabellen 1 und 2 eingetragenen Druckfarben war nicht notwendig. Die Auftragung erfolgte jeweils mit einem K-CONTROL-COATER® Rakelauftraggerät der ERICHSEN GmbH & Co. KG, 58675 HEMER, DE, ausgerüstet mit einem 24 µm Rakelstab.

[0066] Nach vollständiger Verfestigung hat sich jeweils ein auf PVC gut haftender Film mit gleichmäßigem Glanz gebildet. Die auf o.g. Aufnahmeschichten applizierte Bebilderung zeichnet sich durch homogene Farbflächen und gute Kantenschärfe aus.

Fließfähige Aufnahmeschichten mit gesondert induzierter räumlicher Fixierung Chemisch strahlungsinduziert verfestigend - kationische UV Härtung

[0067] Im Gegensatz zu radikalisch härtenden Druckfarben sind kationisch härtende Druckfarben für den Tintenstrahl- oder Tintendruck nur bedingt geeignet, weil polymerbildende Reaktionen, einmal ausgelöst, auch ohne weitere Strahlung im Dunkeln ablaufen können. Einerseits gefährdet diese Eigenschaft kationisch härtender Druckfarben die Betriebszuverlässigkeit entsprechender Tintenstrahl- oder Tintendrucksysteme. Andererseits unterliegen kationisch härtende Druckfarben keiner Sauerstoffinhibierung und bieten ein vergleichsweise geringeres Migrationspotential.

[0068] Für die Anfertigung erfindungsgemäßer Aufnahmeschichten wurden wiederum zwei Systeme geprüft: NoriCure® UV-L 3 der Proell KG, 91781 Weissenburg, DE, und Fototex® 3D der MacDermid Autotype Ltd., Grove Road, Wantage, OX12 7BZ, United Kingdom. NoriCure® UV-L 3 hat eine Viskosität von 455 mPa·s und Fototex® 3D hat eine Viskosität von 275 mPa·s.

[0069] Beide Beispiele wurden mit niedrigviskosen Tintendruckfarben der Anmelderin Tritron GmbH, 35088 Battenberg, DE, Versionsbezeichnung DOD-LTX-EPS-01-006, ausgeführt. Diese Tintendruckfarben sind wässrige Polyurethan-Dispersionen, grundsätzlich für die Gestaltung wenig oder nicht saugender Untergründe geeignet und gemäß Europäischem Patent 1 851 063 in erfindungsgemäßen flüssigen Farbaufnahmefilmen räumlich fixierbar.

[0070] Der Verlauf der in diese fließfähigen Aufnahmeschichten eingetragenen Druckfarben wurde durch Zugabe von Aconitsäure reguliert. Die Auftragung erfolgte im Siebdruck.

[0071] Nach abschließender UV-Härtung hat sich jeweils ein auf PVC gut haftender, sehr gut kratz- und sehr gut schmierfester Film gebildet. Die auf o.g. Aufnahmeschichten applizierte Bebilderung ist charakterisiert durch homogene Farbflächen und gute Kantenschärfe. Fototex 3D bildet einen tiefziehfähigen Film.

Ansprüche

1. Flüssige Farbaufnahmeschicht für den direkten Tintenstrahl- oder Tintendruck, in welche flüssige Druckfarben eingetragen werden können und welche sich zu einem auf den Farbeintrag nachfolgenden Zeitpunkt verfestigt oder verfestigen lässt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht zumindest einen Initiator enthält, der eine räumliche Fixierung (Immobilisierung) von zusammen mit flüssigen Druckfarben in die flüssige Aufnahmeschicht eingetragenen Farbmitteln, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, induziert.

2. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine ausreichend schnelle Verminderung der Fließfähigkeit der eingetragenen Druckfarbe induziert.

3. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine teilweise oder vollständige Polymerisation der eingetragenen Druckfarbe induziert.

4. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine Zusammenlagerung von Inhaltsstoffen der eingetragenen Druckfarbe induziert.

5. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine Zusammenlagerung von die Farbmittel, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, umgebenden Inhaltstoffen induziert.

6. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator eine Zusammenlagerung der Farbmittel, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, induziert.

7. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass verminderte Löslichkeiten zu Zusammenlagerungen von Inhaltsstoffen führen.

8. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator ausgewählt ist aus der Gruppe, welche umfasst:

ein Polyanion,

ein Polykation,

eine monomere, oligomere oder polymere Säure,

eine mono- oder polyfunktionelle Carbonsäure,

eine monomere, oligomere oder polymere Base,

ein mehrwertiges Salz.

9. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht thermisch beschleunigt verfestigbar ist.

10. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht durch Trocknung mit anschließender Koaleszenz verfestigbar ist.

11. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht sich spontan verfestigt.

12. Flüssige Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht chemisch induziert verfestigbar ist.

13. Zusammensetzung zur Bildung einer flüssigen Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 13 zur Bildung einer flüssigen Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

15. Verfahren für den Tintenstrahl- oder Tintendruck, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Aufbringen einer flüssigen Farbaufnahmeschicht oder eines flüssigen Farbaufnahmefilms, insbesondere einer flüssigen Farbaufnahmeschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 12, auf ein Substrat,

- Aufbringen, mittels direktem Tintenstrahl- oder Tintendruck, von flüssigen, insbesondere dünnflüssigen, Druckmedien, insbesondere Druckfarben, auf oder in die flüssige Farbaufnahmeschicht, oder auf oder in den flüssigen Farbaufnahmefilm,

- Verfestigung, insbesondere Härtung, der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms,

dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verfestigung der Farbaufnahmeschicht oder des Farbaufnahmefilms eine Verminderung der Fließfähigkeit, und insbesondere Immobilisierung oder Fixierung, der mit den Druckmedien eingetragenen Farbmittel erfolgt.