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DE102006024557A1 - Process for pre-coating non-absorbent carriers and printing device - Google Patents

Process for pre-coating non-absorbent carriers and printing device Download PDF

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Thorsten Bett
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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.Process for the precoating of non-absorbent carriers, in particular of plastics, metals or glass, for inkjet printing with water-based ink and printing apparatus, wherein the precoating is carried out with a polyfunctional carboxylic acid.

Description

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.The The invention relates to a method for precoating non-absorbent carriers, in particular of plastics, metals or glass, for inkjet printing water-based ink and a printing device.

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.At the Printing the aforementioned carrier - in particular cards - in inkjet printing with Water-based ink result in little satisfied printed images, for example, because the ink is leaking or does not adhere properly.

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.The solution This problem is the object of the invention. The generic method and the printing device should be further developed so that in a simple way an improved print image is achieved.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Verfahren des Anspruchs 1 und die Druckvorrichtung des Anspruchs 6.The Invention solves This object is achieved by the method of claim 1 and the printing device of Claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Embodiments are to be taken from the subclaims.

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.According to the invention Print image improved in a simple way. The technology of the invention allows it, on different materials with water-based inkjettinten to print. The printing can in particular 4-colored without a bleeding of the inks be made. For this, the material to be printed in the printer (particularly advantageous) or pre-coated separately in advance.

Als Beschichtungsmaterial hat sich überraschenderweise Citronensäure in Pulverform besonders bewährt.When Coating material has surprisingly citric acid especially proven in powder form.

Besonders vorteilhaft ist das Aufbringen der Beschichtung direkt im Drucker.Especially advantageous is the application of the coating directly in the printer.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:following the invention will be described in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 einen Drucker; und 1 a printer; and

2 eine schematische Darstellung der Grenzfläche eines zu bedruckenden Trägers. 2 a schematic representation of the interface of a substrate to be printed.

1 zeigt ein Drucker 1 zur Bedruckung eines Trägers 3 mit Tinte, insbesondere im Tintenstrahlverfahren. 1 shows a printer 1 for printing on a carrier 3 with ink, in particular in the ink-jet process.

Der Drucker 1 weist eine Transportvorrichtung 2 auf, auf welcher ein zu beruckender Träger 3 aufliegt.The printer 1 has a transport device 2 on which a carrier to be crossed 3 rests.

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 Träger 3 eine dünne Pulverbeschichtung 4 (2) auszubilden.With the transport device is the carrier 3 Movable past a station 1, which is designed as a coating device, which serves to the carrier 3 to apply a powder on to the carrier 3 a thin powder coating 4 ( 2 ) train.

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.This is particularly advantageous that the powder coating 4 is generated just before printing, so that the coating is completely intact at the moment of printing.

Das Auftragen kann mit einer (Transfer-)Walze 5 erfolgen, die unterhalb eines Vorratsbehälters 6 angeordnet ist.The application can with a (transfer) roller 5 done below a storage container 6 is arranged.

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.The coating station 1 A printing device (station 2: ink printing, ink jet printing with ink, thermosetting ink printing) and a fixing device (station 3: locally dependent, thermally induced polymerization, for example by infrared radiators or resistance heating) are connected downstream. In these stations 2 and 3, the ink on the powder-coated carrier first 3 applied (station 2) and then fixed (station 3), the latter can be done for example by means of IR irradiation.

Sodann wird der bedruckte Träger 3 an der Ausgabe 7 ausgegeben bzw. ist dort entnehmbar.Then the printed carrier 3 at the issue 7 issued or can be removed there.

Die Beschichtung ist in Pulverform oder in flüssiger Form aufbringbar.The Coating can be applied in powder or liquid form.

Denkbar ist insbesondere ein Flüssigauftrag der Beschichtung mittels Schwamm oder Sprühkopf.Conceivable is in particular a liquid application of Coating by sponge or spray head.

Vorteilhaft sind auch eine abschließende Bürste oder eine Absaugstation zum Entfernen restlicher Vorbeschichtung.Advantageous are also a final brush or a suction station for removing residual pre-coating.

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.It could in an attempt at which a pretreatment of the surface with citric acid carried out in powder form became, the ink temporally and locally limited in course (s) and then thermally induced polymerized (hardened) become.

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.The pretreatment was carried out by brushing on a card-shaped carrier (non-absorbent, structured substrate) with a cloth and then removing loose powder by blowing / wiping. The labeling of the cards was made by ink printing, an inkjet print with ink in the PrintJet was used 2 the applicant and a subsequent thermal fixing in the fixation.

Es ist auch vorteilhaft, wenn der Träger eine (regelmäßig) strukturierte Oberfläche aufweist. Derart sind Materialien wie Aluminium, Messing, Stahlblech, Edelstahl... (und andere) bedruckbar.It is also advantageous if the carrier has a (regularly) structured surface. Of the Materials such as aluminum, brass, sheet steel, stainless steel ... (and others) are printable.

Mögliche Schritte der chemischen Reaktion sind in 2 beschrieben. Die Reaktion läuft danach wie folgt ab:Possible steps of the chemical reaction are in 2 described. The reaction then proceeds as follows:

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.step 1: The polyfunctional carboxylic acid (citric acid) adheres due to the intermolecular forces the dipole-dipole effect of the functional groups by hydrogen bonding at the peptide groups of the polyamide surface. The carboxylic acid multiplies while the number of functional groups on the surface of the to print material, thus adding to the adhesion of the ink very reactive, polar sites available.

Schritt 2: Bestandteile der Tinte binden sich an die funktionellen Gruppen der Polycarbonsäure und an nicht besetzte, funktionelle Gruppen des Polyamids.step 2: Ingredients of the ink bind to the functional groups the polycarboxylic acid and unoccupied, functional groups of the polyamide.

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.step 3: Above In addition, the pKs value of the applied polycarboxylic acid ensures a pH-dependent thickening the ink and sets in motion a chemical curing reaction.

Claims (6)

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.Process for the pre-coating of non-absorbent carriers, in particular of plastics, metals or glass, for ink-jet printing with water-based ink and printing device, characterized in that the precoating is carried out with a polyfunctional carboxylic acid. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure Citronensäure ist.Method according to claim 1, characterized in that that the polyfunctional carboxylic acid is citric acid. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure in Pulverform auf den Träger (3) aufgebracht wird.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the polyfunctional carboxylic acid in powder form is applied to the carrier ( 3 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die polyfunktionelle Carbonsäure in flüssiger Form auf den Träger (3) aufgebracht wird.Process according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the polyfunctional carboxylic acid in liquid form is applied to the carrier ( 3 ) is applied. 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.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the polyfunctional carboxylic acid directly before printing in the printing device or in one of the printing device immediately upstream station takes place. 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.Printing device for printing on non-absorbent carriers, in particular of plastics, metals or glass, for inkjet printing ( 3 ' ) with water-based ink, characterized by an integrated into the printing device, the actual printing station (station 2) upstream device (station 1) for precoating the carrier ( 3 ) with a powder or a liquid, especially with citric acid.
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