DE10125681C1 - Verfahren zum Übertragen von auf Druckvorlagen befindlichen Abbildungen auf farbige Unterlagen sowie hierzu geeignetes Vorlagematerial - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von auf Druckvorlagen befindlichen Abbildungen auf farbige Unterlagen, wobei die Abbildung mittels Sublimationsfarben auf die Unterseite einer Druckvorlage, bestehend aus einem Schichtverbund aus einer Releaseschicht, einer Transparentschicht und einer Pigmentschicht, welche selbsthaftend ist oder eine zusätzliche Haftschicht aufweist, als Negativbild kopiert wird, die Druckvorlage mit dieser Unterseite auf die Unterlage aufgelegt und mittels Druck und Hitze mit der Unterlage verbunden wird, worauf die Releaseschicht abgezogen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von auf Druckvorlagen befindlichen Abbildungen auf farbige Unterlagen, insbesondere auf textile Unterlagen.

Es ist bekannt, beliebige Abbildungen durch Xerokopie auf mit polymeren Kunststoffen beschichtete Transferpapiere abzubilden und diese Abbildungen durch Einwirkung von Hitze und Druck auf Unterlagen zu übertragen. Das Verfahren wird in großem Umfang insbesondere zum Verzieren von Andenkenartikeln wie T-Shirts, Trainingsanzügen, Vereinsfahnen, Werbeflächen verwendet, bei denen es darauf ankommt, Muster individuell einmal oder in kleiner Auflage kurzfristig zu erstellen, so daß übliche Textildrucke zu aufwendig und teuer sind.

Bekannt ist z. B. aus der DE 39 20 864 A1 ein Verfahren, bei dem auf einem mit einer Kunststoffschicht beschichteten Releasepapier eine Xerokopie hergestellt wird, auf die im Siebdruck eine Härterschicht und danach wiederum im Siebdruck eine Stabilisatorschicht aufgetragen wird, worauf der gesamte Schichtverbund durch Druck- und Temperatureinwirkung auf die Unterlage übertragen und das Releasepapier abgezogen wird.

In der DE 40 24 419 A1 ist ein Druckträger für den gleichen Zweck beschrieben, der aus zwei auf einem Trägerpapier aufgebrachten polymeren Schichten besteht, wobei die erste eine Kautschukschicht als Schmelzbeschichtung und die zweite darüberliegende Schicht aus Polyethylen oder Acrylat besteht. Das Ablösen des Papiers nach dem Aufbringen des Drucks auf das Textil erfordert das Halten des Papiers auf Schmelztemperatur des Kautschuks. Da der Kautschuk sich gut mit Papier verbindet, ist für den Ablösevorgang vorzugsweise eine höhere Temperatur einzuhalten.

In der DE 26 14 078 C2 ist eine Heißdruckfolie offenbart, die aus einem Träger und einer EVA-Copolymerisatbeschichtung in einer Mischung mit einem Klebrig­ macher und Wachs in einer einlagigen Beschichtung auf einem Träger zusammen mit Pigment besteht. Dieses Material dient nicht dem Zweck der Übertragung von Drucken durch Xerokopie.

Die DE 39 42 021 A1 verwendet eine paraffinhaltige Kunststoffschicht auf einem mit Silikon beschichteten Papier als Druckvorlage, was den Nachteil aufweist, daß Paraffin während des Xerodrucks verdampft und den Kopierer verunreinigt.

Weitere Verbesserungen solcher Übertragungspapiere finden sich in der DE 39 01 340 C2, DE 33 11 728 A2, DE 42 10 976 A1, EP 0 479 882 B1, WO 89/02835, DE 39 42 021 A1, DE 40 24 419 A1.

Gemeinsam ist all diesen Verfahren, daß die Farbstoffe mit einer dünnen transpa­ renten Kunststoffkomponente zusammen auf die Unterlage übertragen werden und durch diese auf der Unterlage fixiert werden. Bei weißen oder farblosen Un­ terlagen bilden sich die übertragenen Muster daher brillant und deutlich ab. Bei stark farbigen, dunklen oder schwarzen Unterlagen mischt sich dagegen die auf­ getragene Farbkomponente mit der Färbung der Unterlage, so daß Mischfarben entstehen oder das Farbbild in der dunklen Unterlage mehr oder weniger ver­ schwindet.

Um auch auf solche farbigen oder dunklen Unterlagen entsprechende Muster auf­ zubringen, hat man daher ein zweistufiges Verfahren angewendet, bei dem zu­ nächst auf die Unterlage eine ausreichende Menge eines Weißpigments mit einem entsprechenden Kunststoffbindemittel aufgebracht wird, um die zu bedruckende Fläche abzudecken und auf dieser Weißunterlage dann in einem zweiten Schritt in bekannter Weise die farbigen Bilder durch Thermotransfer aufzubringen.

Aus der WO 01/17792 A1 ist bekannt eine mehrschichtige Folie, die aus einer be­ druckbaren Oberschicht, einer oder mehrerer pigmentierter Schichten, einer Haft­ schicht (releaselayer) und einer Abdeckschicht besteht, auf der Oberseite als Po­ sitivbild zu bedrucken und nach Entfernen der Abdeckschicht mit der Haftschicht auf dem Substrat zu befestigen.

In einer alternativen Ausführungsform wird eine Druckvorlage verwendet, bei der auf einem Releasepapier eine Klebschicht angeordnet ist, über der sich die weiß pigmentierte Schicht befindet, auf der wiederum in bekannter Weise durch Xero­ kopie das gewünschte Druckbild aufgebracht wird. Zum Übertragen auf die Un­ terlage wird nunmehr die Kleberschicht durch Abziehen der Deckfolie freigelegt, dass Druckbild mit einer zweiten Releaseschicht abgedeckt und der Verbund durch Druck- und Wärmeeinwirkung mit der Unterlage verbunden. Durch Abziehen des zweiten Releasepapiers wird dann die Druckvorlage freigelegt. Da die ver­ wendeten Transferschichten außerordentlich dünn sind (10-50 µm), ist das mehrfache Aufbringen und Abziehen der Releasepapiere ein Zeit- und arbeitsauf­ wendiger Vorgang, der einige Sorgfalt erfordert, um ein befriedigendes Ergebnis zu bekommen.

Aus der JP 7305281 A ist ein ähnliches Transferverfahren bekannt, wobei auf einer Unterlage (1) zunächst eine ablösbare Kunststoffschicht (2) aufgebracht wird, auf der die Mustervorlage (4) als Negativbild aufgebracht wird, bevor diese mit einer Pigmentschicht (5), einer Schutzschicht (6), einer hitzebeständigen Schicht (7) und einer Klebschicht (8) überzogen wird, welche zur Verbindung mit dem Substrat (12) dient. Nachdem dieser Verbund mittels Hitze und Druck auf dem Substrat aufgebracht ist, wird die Unterlage (1) entfernt, so dass das Bild durch die Kunststoffschicht (2) zu sehen ist. Da das Bild in den Verbund einge­ bracht wird, ist dieses Verfahren für eine Herstellung von Einzelbildern, die nach­ träglich aufgedruckt werden, nicht geeignet.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein einfacheres Verfahren zum Übertragen von Druckvorlagen auf farbige oder dunkle Unterlagen zu finden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs wieder­ gegeben und durch die Merkmale der Unteransprüche gefördert.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird eine neuartige Druckvorlage vorge­ schlagen, die einen drei- bis vierschichtigen Aufbau hat und aus einem Release­ papier, einer darauf angeordneten Transparentschicht, einer Pigmentschicht aus Weißpigment und Bindemitteln und ggf. einer zusätzlichen Haftschicht besteht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die vorstehend beschriebene Druck­ vorlage mit einem Negativbild unter Verwendung von Sublimationsfarben auf der Pigment bzw. Haftschicht, die nach dem Aufbringen auf das Substrat die Unter­ seite des Verbundes bilden, bedruckt und unter Einwirkung von Druck und Wärme auf die zu bedruckende Unterlage aufgebracht und das Releasepapier auf der Oberseite anschließend abgezogen. Die in der Pigmentschicht enthaltenen Bin­ demittel bzw. die in der Haftschicht enthaltenen Bindemittel schmelzen dabei so­ weit auf, daß sie eine feste Verbindung zum Untergrund bewirken, wobei gleich­ zeitig die Sublimationsfarben durch die pigmenthaltige Schicht hindurch in die Transparentschicht diffundieren und in dieser ein Positivbild des ursprünglichen Drucks erzeugen. Dieses Verfahren hat den erheblichen Vorteil, dass die Farb­ pigmente in der Transparentschicht eingebettet sind und sich nicht, wie bisher üb­ lich, auf der Oberfläche befinden, so daß sie gegen Abrieb und Auswaschen bes­ ser geschützt sind.

Aus der DE-OS 24 50 500 ist es bereits bekannt, daß man Sublimationsfarbstoffe, d. h. in einem Bereich von 140-220°C ohne Zersetzung sublimierende Farbstoffe zur Erzeugung von Reproduktionen verwenden kann, wenn man solche Farbstoffe entweder als Flüssigtoner, d. h. gelöst in einem entsprechenden Lösemittel mittels eines Inkjetdruckers oder auch als Festtoner mittels eines Xerographischen Ver­ fahrens als Negativbild auf einen Zwischenträger aufbringt, diesen auf eine Un­ terlage, welche überwiegend aus polymeren organischen Verbindungen in Form von Kunststoffolien oder textilen Geweben besteht, auflegt und mittels Erwärmen auf 180-250°C den sublimierbaren Farbstoff in den Kunststoff der Unterlage hineindiffundiert. Sublimationsfarbstoffe und Druckverfahren, wie sie in dieser Schrift beschrieben sind, können auch erfindungsgemäß Anwendung finden. Die Verwendung solcher Sublimationsfarbstoffe als Toner im Xerographischen Verfah­ ren, insbesondere im Laserdruck oder Inkjetfarben in Vierfarbkopierern, ist seit einiger Zeit gebräuchlich.

Aus der JP 08060565 A (Abstract) ist bekannt durch Sublimationstransferdruck auf einem Transferträger befindliche opake Farbmusterschichten auf ein schwarzes oder dunkles Substrat zu übertragen. Für die Übertragung von Xerographischen Bildern ist dies Verfahren nicht geeignet.

Als Releaseschicht werden üblicherweise silikonisierte oder mit Wachsen, insbesondere Paraffinwachsen ausgerüstete Papiere und auch temperaturbeständige Kunststoffe verwendet. Sie sind als Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise in gleicher Art und Weise in den vorstehenden Schriften eingesetzt.

Die Transparentschicht besteht aus Kunststoffen, welche eine gewisse Affinität zu den Sublimationsfarbstoffen aufweisen, d. h. diese in ihre Matrix aufnehmen und andererseits diese beim Waschen nicht wieder abgeben. Kunststoffe mit Erweichungstemperaturen über 80°C, vorzugsweise über 100°C, die bei üblichen Wasch- und Benutzungstemperaturen nicht klebrig werden, werden insoweit bevorzugt. Soweit die Festigkeit und Transparenz der Folien nicht beeinträchtigt wird, können die Klebrigkeit und /oder Haftung verringernde Zusätze wie Kieselsäure oder Zelluloseester oder andere bekannte Verarbeitungshilfsmittel zugefügt werden. Als Kunststoff besonders geeignet sind Polyester, Polyurethane, Polyacrylate und andere Verbindungen, beispielsweise Homo- oder Copolymerisate aus Vinylacetat, Vinylalkohol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Methyl- und/oder Ethylacrylsäure oder -methacrylsäure, Maleinsäureverbindungen, Styrol u. a. Weiterhin geeignet sind Zelluloseester und Zelluloseether wie Ethylzellulose, Benzylzellulose, Zellulosepropionate oder -acetate oder -butyrate oder auch Polyester der Terephthalsäure oder Polyamide wie Nylon oder Perlon.

Die Pigmentschicht enthält 25-75% eines Weißpigments, beispielsweise Titandioxid, Kreide, Bariumsulfat, Zinksulfid, Zinksulfat oder Kaolin, 75-25% eines Kunststoffbindemittels, das wiederum ein Polyester, Polyurethan oder Polyacrylat sein kann, wobei auf die vorstehende Aufzählung von möglichen Stoffen verwiesen wird. Darüber hinaus können auch Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen als thermoplastische Bindemittel eingesetzt werden. Soweit die Bindemittelschicht gleichzeitig auch Haftschicht ist, wird zumindest ein Anteil an niedrigschmelzenden Polymeren wie EVA, EEA, oder PVA oder Caprolacton vorzugsweise zugesetzt.

Soweit die Pigmentschicht keine oder nur geringe Haftwirkung gegenüber dem späteren Untergrund aufweist, ist es notwendig, eine zusätzliche Haftschicht vorzusehen, welche Kunststoffe oder Kunststoffmischungen enthält, die in einem Temperaturbereich zwischen 60 und 150°C erweichen und eine Bindung zwischen der Pigmentschicht und dem Untergrund bewirken. EEA, EVA, Polyacrylate und PVA sind ebenso wie niedrigschmelzende Polyester besonders bevorzugt, wobei jedoch auch andere Kunststoffe oder Kunststoffmischungen, die im fraglichen Bereich erweichen und schmelzen, in gleicher Weise eingesetzt werden können. Um die Klebrigkeit solcher Schichten im kalten Zustand herabzusetzen, empfiehlt es sich, Antiklebmittel wie Kieselgur oder Zellulose in Mengen von 5 bis 20% zuzumischen. Die Zumischung solcher Produkte hat darüber hinaus den Vorteil, daß diese Schicht für das Aufbringen der Sublimationsfarbstoffe eine bessere Haftung ermöglicht.

Die Schichtdicken der verschiedenen Schichten liegen im Bereich von 10-50 g/m², entsprechend einer Dicke von 10-50 µm, wobei die Transparentschicht vorzugsweise eine Dicke von 30-40 µm, die Pigmentschicht eine Dicke von 10- 30 µm, insbesondere 15-20 µm und die Haftschicht eine Dicke von 5-20 µm, insbesondere 10-20 µm aufweist.

Die Herstellung des Schichtverbundes erfolgt vorzugsweise, indem man wäßrige Dispersionen der entsprechenden Kunststoffe und Hilfsstoffe nacheinander in entsprechend dünnen Schichten auf das Releasepapier aufträgt und zu einem zusammenhängenden Film eintrocknen läßt. Trocknung und Verfestigung der einzelnen Schichten kann in bekannter Weise durch Überleiten von trockener, erwärmter Luft und durch Heizstrahler bzw. Durchleiten durch entsprechende Gelieröfen beschleunigt werden. Der fertige Schichtverbund wird dann gewünschtenfalls noch auf die Größe der benötigten Druckvorlage geschnitten.

Um eine möglichst gleichmäßige Beschichtung zu erreichen, werden vorzugsweise relativ verdünnte Dispersionen mit Feststoffgehalten von 10-40, insbesondere 15-25 Masse-% Kunststoff eingesetzt, wobei die Dispersionen übliche Hilfsstoffe wie Dispergatoren, Oxidations- und Lichtstabilisatoren, sowie viskositätsregulierende Stoffe enthalten, die aus der entsprechenden Kunststoffindustrie bekannt sind.

Soweit die Druckvorlagen in großen Mengen benötigt werden, kann das Zusammenführen der verschiedenen Schichten auch durch Coextrusion über entsprechende Breitschlitzdüsen, Zusammenlaminieren einzeln hergestellter Folien mittels Kalandern oder anderer bekannter Techniken erfolgen.

Die Unterlage, auf die diese Druckvorlagen aufgebracht werden können, kann ebenfalls im weiten Maße variieren. Metall, Holz, Glas, Keramik sowie Baumwolle oder Wolle enthaltende Textilien sind besonders geeignet. Kunststoffgegenstände und Textilien mit hohem Gehalt an Kunststoffasern, welche ebenfalls eine Affinität zu den verwendeten Sublimationsfarbstoffen aufweisen, insbesondere Polyester und Polyamidgewebe, sind wenig geeignet, da sich die Farbstoffe zwischen der Transparentfolie und der Unterlage verteilen und damit das Farbbild geschwächt wird. Als Substrat weiterhin ungeeignet sind gefärbte Unterlagen, deren Farbstoff bei den anzuwendenden Übertragungsbedingungen aus der Unterlage in die aufgebrachten Schichten migriert und damit das Druckbild verfälscht.

Besonders ungeeignet sind insoweit Polyestersubstrate, welche ihrerseits mit Supplimationsfarbstoffen gefärbt sind.

Der Transfer des Druckbildes von der Druckvorlage auf die Unterlage erfolgt üblicherweise durch Aufbügeln, beispielsweise mit einer Bügelpresse bei Temperaturen von 150-250°C, insbesondere 180-220°C. Die Hitze kann dabei von der Seite des Transferpapiers oder von der Rückseite des Substrats oder von beiden Seiten zugeführt werden. Geeignete Apparaturen sind im Stand der Technik aus dem Übertragen von Druckvorlagen auf weißes Substrat bekannt. Die Erwärmungszeit beträgt je nach der Sublimationsgeschwindigkeit der Farbstoffe 10 bis 20 Sekunden oder auch bis zu 1 bis 2 Minuten.

Beispiel 1 Herstellung einer geeigneten Druckvorlage

Ein Silikonpapier der Größe DIN A4 wird in einem Rahmen befestigt und mit den folgenden Materialien beschichtet:

1. Transparentschicht

Eine handelsübliche 15%ige wäßrige Dispersion aus 7,5% EVA und 7,5% PU und 85% Wasser, in welche zusätzlich 2% einer 50%igen wäßrigen Dispersion von Kieselgel eingerührt sind.

Die Masse wird mit 200 g/m² mittels einer Rakel aufgetragen und durch Darüberleiten von Warmluft zu einer Folie von 35 g/m² getrocknet.

2. Pigmentschicht

10 g EVA-Dispersion (50%ig in Wasser) werden mit 10 g feingepulvertem TiO₂ verrührt und mit Wasser auf 200 g Dispersion verdünnt. Diese Masse wird mittels einer Rakel in einer Schichtdicke von 200 g/m² auf die unter 1. beschriebene Filmschicht aufgebracht und eingetrocknet, wodurch eine zweite Schicht mit einem Gewicht von 22 g/m² erhalten wird. Anschließend wird die Filmschicht durch Erwärmen auf 140°C verfestigt.

3. Kleb- und Transferschicht

Eine handelsübliche wäßrige Dispersion von gleichen Teilen EEA und EVA wird mit 2% Kieselgel vermischt und auf 20% Feststoff verdünnt.

100 g/m² der Dispersion werden auf die Schicht 2 (s. o.) mittels einer Rakel aufgebracht, getrocknet und bei Temperaturen von 100°C zu einer homogenen Schicht koaguliert.

Beispiel 2 Übertragen der Druckvorlage auf eine textile Unterlage

In einem handelsüblichen Vierfarb-Laserkopierer, welcher Feststofftoner auf Basis von Sublimationsfarbstoffen enthält, wird eine 9 cm × 13 cm Farbfotografie auf DIN A4-Größe vergrößert und als Negativbild auf die Transferschicht einer Druckvorlage gemäß Beispiel 1 kopiert. Danach wird die Druckvorlage mit der bedruckten Seite auf ein schwarz gefärbtes Baumwoll-T-Shirt in einer Bügelpresse glatt aufgelegt, die Presse geschlossen und bei einer Temperatur von 220°C 10 bis 20 Sekunden fest gebügelt. Nach dem Erkalten wird das Releasepapier abgezogen und man erhält ein brillantes Farbbild, welches auch bei mehrfachem Waschen des T-Shirts bei 40°C sich nicht ablöst oder verblaßt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Übertragen von auf Druckvorlagen befindlichen Abbildungen auf farbige Unterlagen, wobei die Abbildung mittels Sublimationsfarben auf die Unterseite einer Druckvorlage, bestehend aus einem Schichtverbund aus einer Releaseschicht, einer Transparentschicht und einer weissen Pigmentschicht, welche selbsthaftend ist oder eine zusätzliche Haftschicht aufweist, wobei die Pigment oder Haftschicht die Unterseite der Druckvor­ lage bilden, als Negativbild kopiert wird, die Druckvorlage mit dieser Unter­ seite auf die Unterlage aufgelegt und mittels Druck und Hitze mit der Un­ terlage verbunden wird, worauf die Releaseschicht abgezogen wird, wobei die Transparentschicht eine Affinität und die Unterlage eine geringe Affini­ tät, zu den Sublimationsfarbstoffen aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildung mittels eines Farbkopierers im Inkjet- oder Xerographischen Verfahren auf­ gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei 140- 220°C sublimierende Sublimationsfarben verwendet werden und das Ver­ binden mit der Unterlage bei 180-250°C erfolgt.

4. Druckvorlage zur Verwendung im Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Schichtverbund aus einer Releaseschicht, einer Transparentschicht und einer Pigmentschicht sowie einer zusätzlichen Haftschicht besteht.

5. Druckvorlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Releaseschicht aus siliconisiertem oder mit Wachsen ausgerüstetem Papier oder temperaturbeständigem Kunststoff besteht,
• b) die Transparentschicht aus Kunststoffen mit einer Affinität zu Subli­ mationsfarbstoffen, insbesondere Polyestern, Polyurethanen und/oder Polyacrylaten sowie üblichen Hilfsstoffen besteht,
• c) die Pigmentschicht aus 25-75% eines Weißpigments und 25-75% Kunststoffbindemittel und Hilfsstoffen besteht,
• d) die Haftschicht aus bis 60-150°C erweichenden Kunststoffen oder Kunststoffgemischen und Hilfsstoffen, insbeson­ dere Antiklebemittel besteht.