Verfahren zur Vorbeschichtung von nicht saugfähigen Trägern und Druckvorrichtung

Abstract

 Verfahren zur Vorbeschichtung von nicht saugfähigen Trägern, insbesondere aus Kunststoffen, Metallen oder Glas, für den Tintenstrahldruck mit wasserbasierter Tinte und Druckvorrichtung, wobei die Vorbeschichtung mit einer polyfunktionellen Carbonsäure erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbeschichtung von nicht saugfähigen Trägern, insbesondere aus Kunststoffen, Metallen oder Glas, für den Tintenstrahldruck mit wasserbasierter Tinte und eine Druckvorrichtung.

[0002] Beim Bedrucken der eingangs genannten Träger - insbesondere Karten - im Tintenstrahldruck mit wasserbasierter Tinte ergeben sich wenig zufriedene Druckbilder, beispielsweise, da die Tinte verfließt oder nicht richtig haftet.

[0003] Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung. Das gattungsgemäße Verfahren und die Druckvorrichtung sollen so weiter entwickelt werden, dass auf einfache Weise ein verbessertes Druckbild erzielt wird.

[0004] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Verfahren des Anspruchs 1 und die Druckvorrichtung des Anspruchs 6.

[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0006] Erfindungsgemäß wird das Druckbild auf einfache Weise deutlich verbessert. Die erfindungsgemäße Technologie ermöglicht es, auf verschiedenen Materialien mit wasserbasierenden Inkjettinten zu drucken. Die Bedruckung kann insbesondere 4-farbig ohne ein Verlaufen der Tinten vorgenommen werden. Dazu wird das zu bedruckende Material im Drucker (besonders vorteilhaft) oder vorab separat vorbeschichtet.

[0007] Als Beschichtungsmaterial hat sich überraschenderweise Citronensäure in Pulverform besonders bewährt.

[0008] Besonders vorteilhaft ist das Aufbringen der Beschichtung direkt im Drucker.

[0009] Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 einen Drucker; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Grenzfläche eines zu bedruckenden Trägers.

[0010] Fig. 1 zeigt ein Drucker 1 zur Bedruckung eines Trägers 3 mit Tinte, insbesondere im Tintenstrahlverfahren.

[0011] Der Drucker 1 weist eine Transportvorrichtung 2 auf, auf welcher ein zu beruckender Träger 3 aufliegt.

[0012] Mit der Transportvorrichtung ist der Träger 3 an einer Station 1 vorbei bewegbar, die als Beschichtungseinrichtung ausgelegt ist, welche dazu dient, auf den Träger 3 ein Pulver aufzutragen, um auf dem Tträger 3 eine dünne Pulverbeschichtung 4 (Fig. 2) auszubilden.

[0013] Hieran ist besonders vorteilhaft, das die Pulverbeschichtung 4 erst direkt vor dem Bedrucken erzeugt wird, so dass die Beschichtung im Moment des Druckens vollständig intakt ist.

[0014] Das Auftragen kann mit einer (Transfer-)Walze 5 erfolgen, die unterhalb eines Vorratsbehälters 6 angeordnet ist.

[0015] Der Beschichtungsstation 1 sind eine Druckeinrichtung (Station 2: Tintendruck, Tintenstrahldruck mit Tinte; Bedruckung mittels thermisch härtender Tinte) und eine Fixiereinrichtung (Station 3: Örtlich abhängige, thermisch induzierte Polymerisation, zum Beispiel durch Infrarotstrahler oder Widerstandsheizungen) nachgeschaltet. In diesen Stationen 2 und 3 wird erst die Tinte auf den pulverbeschichteten Träger 3 aufgebracht (Station 2) und dann fixiert (Station 3), wobei letzteres beispielsweise mittels IR-Bestrahlung erfolgen kann.

[0016] Sodann wird der bedruckte Träger 3 an der Ausgabe 7 ausgegeben bzw. ist dort entnehmbar.

[0017] Die Beschichtung ist in Pulverform oder in flüssiger Form aufbringbar.

[0018] Denkbar ist insbesondere ein Flüssigauftrag der Beschichtung mittels Schwamm oder Sprühkopf.

[0019] Vorteilhaft sind auch eine abschließende Bürste oder eine Absaugstation zum Entfernen restlicher Vorbeschichtung.

[0020] Es konnte bei einem Versuch, bei dem eine Vorbehandlung der Oberfläche mit Citronensäure in Pulverform durchgeführt wurde, die Tinte zeitlich und örtlich im Verlauf(en) begrenzt und anschließend thermisch induziert polymerisiert (ausgehärtet) werden.

[0021] Die Vorbehandlung erfolgte durch Aufstreichen/Einreiben mit einen Tuch auf einen kartenförmigen Träger (nicht saugfähiges, strukturiertes Substrat) mit einem anschließenden Entfernen losen Pulvers durch Pusten/Wischen. Die Beschriftung der Karten wurde mittels Tintendruck vorgenommen, genutzt wurde ein Tintenstrahldruck mit Tinte im PrintJet 2 der Anmelderin und ein anschließendes thermisches Fixieren in der Fixierstrecke.

[0022] Es ist auch vorteilhaft, wenn der Träger eine (regelmäßig) strukturierte Oberfläche aufweist. Derart sind Materialien wie Aluminium, Messing, Stahlblech, Edelstahl... (und andere) bedruckbar.

[0023] Mögliche Schritte der chemischen Reaktion sind in Fig. 2 beschrieben. Die Reaktion läuft danach wie folgt ab:

Schritt 1: Die polyfunktionelle Carbonsäure (Citronensäure) haftet aufgrund der intermolekularen Kräfte der Dipol - Dipol Wirkung der funktionellen Gruppen mittels Wasserstoffbrückenbindung an den Peptidgruppen der Polyamidoberfläche. Die Carbonsäure vervielfacht dabei die Anzahl der funktionellen Gruppen auf der Oberfläche des zu bedruckenden Materials und stellt so für die Haftung der Tinte zusätzliche sehr reaktionsfähige, polare Stellen zur Verfügung.

Schritt 2: Bestandteile der Tinte binden sich an die funktionellen Gruppen der Polycarbonsäure und an nicht besetzte, funktionelle Gruppen des Polyamids.

Schritt 3: Darüber hinaus sorgt der pKs- Wert der aufgebrachten Polycarbonsäure für eine pH-Wert- abhängige Verdickung der Tinte und setzt eine chemische Aushärtungsreaktion in Gang.

Ansprüche

1. Verfahren zur Vorbeschichtung von nicht saugfähigen Trägern, insbesondere aus Kunststoffen, Metallen oder Glas, für den Tintenstrahldruck mit wasserbasierter Tinte und Druckvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbeschichtung mit einer polyfunktionellen Carbonsäure erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure Citronensäure ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure in Pulverform auf den Träger (3) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure in flüssiger Form auf den Träger (3) aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure direkt vor dem Bedrucken in der Druckvorrichtung oder in einer der Druckvorrichtung unmittelbar vorgeschalteten Station erfolgt.

6. Druckvorrichtung zum Bedrucken von nicht saugfähigen Trägern, insbesondere aus Kunststoffen, Metallen oder Glas, für den Tintenstrahldruck (3') mit wasserbasierter Tinte, gekennzeichnet durch eine in die Druckvorrichtung integrierte, der eigentlichen Druckstation (Station 2) vorgeschaltete Vorrichtung (Station 1) zur Vorbeschichtung des Trägers (3) mit einem Pulver oder einer Flüssigkeit, insbesondere mit Citronensäure.

Zeichnung