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Dokumentenidentifikation DE102005025920A1 07.12.2006
Titel Verfahren zur Herstellung keramischer Schichten im Offsetdruckverfahren und dabei anwendbares Farbmittel
Anmelder Leipold, Herbert, 90513 Zirndorf, DE
Erfinder Leipold, Herbert, 90513 Zirndorf, DE
Vertreter Grape & Schwarzensteiner, 80331 München
DE-Anmeldedatum 06.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005025920
Offenlegungstag 07.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.12.2006
IPC-Hauptklasse B41M 1/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41M 3/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B44C 1/165(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   C09D 17/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Schichten in einem herkömmlichen Offsetdruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Zwischenschaltung von Trockenschritten nacheinander in einem einzigen Druckdurchgang wenigstens zwei Keramikschichten nass-in-nass auf einem Träger erzeugt werden. Es werden bevorzugt bei hoher Temperatur kalzinierte anorganische Oxide verwendet, die in einem Firnis als Trägermaterial aufgenommen werden. Die Erfindung betrifft auch ein in dem Verfahren verwendetes Farbmittel.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Schichten in einem Offsetdruckverfahren sowie ein in dem Verfahren verwendetes Farbmittel.

Offsetdruckverfahren sind seit langem im Stand der Technik bekannt. Üblicherweise werden organische Pigmentfarbstoffe ein- oder mehrfarbig unter Wasserfeuchtung der Druckplatte gedruckt. Seit den 1960-er Jahren gewann der Trockenoffsetdruck zunehmend an Bedeutung. Dabei wird unter Verwendung spezieller Farben wasserlos ein- oder mehrfarbig gedruckt.

In der EP 719 221 B1 ist in diesem Zusammenhang ein Verfahren zur Erzeugung keramischer Abziehbilder, bei dem der erste Farbdruck unmittelbar auf das Trägerpapier aufgetragen wird, beschrieben. Das Druckmedium ist eine Anpastung aus hochbenetzendem Firnis, Farbkörper und Flußmittel oder keramischer Farbe. Ähnliche Verfahren sind in dem US-PSen 5,132,165 und 3,898,362 beschrieben. Sie unterscheiden sich von dem zuerst genannten Verfahren im Wesentlichen durch das verwendete Druckmedium, aber auch dadurch, dass vor dem Aufbringen eines ersten Farbdruckes eine Schicht aus einem Flußmittel erzeugt wird.

Gemeinsamer Nachteil dieser Verfahren ist, dass zwischen den einzelnen Schritten des Aufbringens der Farbschicht langwierige Trockenschritte erforderlich sind, welche einen erheblichen Kosten und Zeitfaktor für das Gesamtverfahren darstellen. Auch sind durch die zwischengeschalteten Trockenschritte die erzielbaren Farbräume und damit die Bildqualität zumindest eingeschränkt. Weiterhin verändert Papier bei Zwischenschaltung von Trockenschritten seine ursprünglichen Dimensionen, wodurch ein passergenaues Drucken erheblich erschwert wird. Ein weiterer Nachteil der vorgenannten Verfahren ist, dass in die Farbmittel Flussmittel eingearbeitet sind, was die erzielbare Farbintensität negativ beeinflussen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren in diesem Punkt zu vereinfachen, d.h. schneller zu machen, wobei wiederum gleichzeitig eine im Hinblick auf die erzielbaren Farbräume verbesserte Bildqualität und Wiedergabequalität erzielbar sein soll.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist damit ein Verfahren zur Herstellung keramischer Schichten in einem herkömmlichen Offsetdruckverfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass ohne Zwischenschaltung von Trockenschritten nacheinander in einem einzigen Druckdurchgang wenigstens zwei Keramikschichten nass-in-nass auf einem Träger erzeugt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl unter Feuchtung der Druckplatte als auch mit wasserlosen Drucksystemen durchgeführt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Farbmittel, bestehend aus wenigstens einem bei hohen Temperaturen kalzinierten anorganischen Oxid und einem wenigstens ein- oder zweikomponentigen Firnis, wobei die Mischung anorganisches Oxid/Firnis eine Endviskosität von 200 Pa.s bis 1.000 Pa.s aufweist.

Das anorganische Oxid ist bevorzugt in einem Verhältnis von 30 bis 60 Gew% in den Firnis eingearbeitet. Der Firnis ist vom oxidativ trocknenden Typ, bevorzugt und in geeigneter Weise wird aber auch ein strahlungstrocknender Firnis eingesetzt. Eine Trocknung der fertig bedruckten Bahnen unter beispielsweise UV-Licht, erhöht die Herstellungsgeschwindigkeit beträchtlich und trägt damit wieder zur Kostenreduktion bei.

Ein Drucken nass-in-nass, also ohne Zwischenschaltung von Trockenschritten, ist bisher im Stand der Technik nicht beschrieben und wird auch nicht angewendet. Damit lassen sich Mehrfarbendrucke mit großer Druckgeschwindigkeit von mindestens 5.000 Bg/St erzeugen. Durch die nass-in-nass Technik lässt sich die Bildqualität bei verbessertem Farbraum und verbesserter Wiedergabequalität erhöhen.

Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei hoher Temperatur erzeugte anorganische Oxide zur Erzeugung der Keramikschicht verwendet. Bildqualität und Farbraum lassen sich dann besonders gut optimieren.

Es wird angenommen, dass dieser Effekt durch die Auswahl der speziellen anorganischen Oxide erzielt werden kann, da durch die Kalzinierung bei hohen Temperaturen von wenigstens 1.000°C eine einheitliche kristalline Struktur der anorganischen Oxide vorgegeben ist. Diese Eigenschaft dürfte zum einen deren Farbintensität im gebrannten Zustand sowie deren Dispergierverhalten in einem auszuwählenden Trägermedium hinsichtlich der Verteilung der Feststoffe und der Fließfähigkeit des Druckmediums (anorganisches Oxid + Trägermedium) beeinflussen.

Die Korngröße der anorganischen Oxide kann prinzipiell innerhalb eines breiten Spektrums variiert werden. Es werden jedoch bevorzugt bei hoher Temperatur kalzinierte anorganische Oxide mit einer Korngrößenverteilung D50 im Bereich von 0,8 &mgr;m bis 6 &mgr;m verwendet. Bevorzugter werden solche bei hoher Temperatur kalzinierten anorganischen Oxide mit einer Korngrößenverteilung D50 im Bereich von 1 &mgr;m bis 3 &mgr;m eingesetzt.

Mit einer solchen Korngrößenverteilung und solchen Korngrößen lassen sich in dem Trägermedium die anorganischen Oxide stabil und gleichförmig dispergieren.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die anorganischen Oxide aus der Gruppe der anorganischen Farbpigmente, insbesondere der verschiedenen bekannten farbgebenden Metalloxide ausgewählt. Jede zu erzeugende Keramikschicht wird aus wenigstens einem anorganischen Oxid erzeugt. Mischungen verschieden farbiger Oxide zur Erhöhung der Farbpalette sind bereits hier möglich. Üblicherweise werden jedoch Farbzwischentöne bzw. Mischfarben durch das präzise aufeinander folgende nass-in-nass Drucken verschiedenfarbiger Druckmedien (Farben) und deren Rasterung erzeugt.

Erfindungsgemäß können auch Gläser, insbesondere Silikatgläser, insbesondere feinste Glaskügelchen, welche dann bevorzugt mit Metallfilmen beschichtet sein können oder nicht, verwendet werden. Denkbar sind hier Beschichtungen mit gold-, silber-, palladium- oder messingfarbenen Legierungen oder diesen entsprechenden Edelmetallen bzw. Legierungen selbst. Diese Farbtöne lassen sich ansonsten im Offsetdruck nur schwierig verwirklichen.

In bevorzugter Weise wird jede einzelne Keramikschicht bzw. Pigmentschicht nass in einer Dicke aufgetragen, so dass sie im Trockenzustand (im gebrannten Zustand) in einer dünnen Schicht von 0,5 &mgr;m bis 3,5 &mgr;m auf einem keramischen Träger vorliegt. Die Möglichkeit der Einhaltung dieser geringen Schichtdicke ist wieder durch die Auswahl der spezifischen anorganischen Oxide bedingt, welche aufgrund ihrer einheitlichen kristallinen Struktur und den damit verbundenen und optimierten Sintereigenschaften besondere Farbeigenschaften bzw. eine besonders intensive Färbung bereits durch den Auftrag geringster Mengen ermöglichen. Durch den Auftrag weiterer unterschiedlich gefärbter und aufeinander abgestimmter Keramikschichten lässt sich im Hinblick auf die Bildqualität ein überraschend großer Farbraum erzielen.

Als Trägermedium dient erfindungsgemäß ein Firnis, basierend auf oxidativ oder strahlungstrocknenden Polymeren, in dem die anorganischen Oxide aufgenommen sind. Der Firnis ist vorzugsweise ein- oder zweikomponentig, kann aber auch mehrkomponentig sein und ist im Hinblick auf die Endverwendung der keramischen Schichten im Wesentlichen rückstandslos veraschbar.

Wesentliche Kriterien des zu verwendenden Firnis sind dessen Viskosität, welche bei 25°C zwischen 10 bis 18 Pa.s, bevorzugt jedoch 15 Pa.s betragen sollte. Diese Viskosität ist im Hinblick auf Viskosität und Tackwert und damit Verarbeitbarkeit des Farbmittels (anorganisches Oxid + Trägermedium) wichtig.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein auf Leinöl basierendes, mit Kolophonium modifiziertes, oxidativ trocknendes Alkydharz als Firnis verwendet werden. Dieses wird gegebenenfalls mit einem Lösemittel verdünnt.

Gegebenenfalls kann dem Farbmittel ein Dispergiermittel, das keinen weiteren Beschränkungen unterliegt, zur Einstellung von Viskosität und Tackwert zugegeben werden. Die Menge an zugzugebendem Dispergiermittel liegt bei 0,1% bis 2%, bezogen auf den Firnis.

Vorzugsweise liegt die Endviskosität des Druckmediums, bestehend aus anorganischem Oxid in Firnis/Dispergiermittel zwischen 200 Pa.s bis 1.000 Pa.s und die Tackwerte liegen zwischen 11 und 19.

Entsprechende Werte ergeben sich für die Farben Schwarz, Rot, Blau, Gelb und Royalblau aus der nachfolgenden Tabelle:

Die in der Tabelle angegebenen, heraus schießenden Viskositätswerte für Rot und Royalblau (Königsblau) lassen sich beispielsweise durch ein thixotropes Verhalten der jeweiligen Pigmente erklären. Beim eigentlichen Druckvorgang ist die Viskosität des Druckmediums durch Temperatur und Druck, welche beim Druckprozess anliegen, wesentlich niedriger, d.h. ≤ 1.000 Pa.s (25°C).

Ein erfindungsgemäß verwendetes Farbmittel besteht also im Wesentlichen aus zwei Bestandteilen, dem Firnis und einem anorganischen Oxid, respektive einem anorganischen Farbpigment. Der Firnis ist vorzugsweise ein zweikomponentiger Firnis, der oxidativ oder strahlungstrocknend ist. Das anorganische Oxid ist in den Firnis in einem Verhältnis von 30 Gew% bis 60 Gew% eingearbeitet. Verwendet man ein Dispergiermittel, wird dieser im Verhältnis zum Firnis bis zu 2 Gew% zugegeben. Normalerweise ist der Zusatz eines Trocknungsmittels nicht erforderlich. In Ausnahmefällen können jedoch bis zu 1% Trockenstoff bezogen auf Firnis zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch zwei wesentliche Vorteile aus. Das sind die Erzielbarkeit eines hervorragenden, berechenbaren Farbraums und insbesondere die Schnelligkeit des Verfahrens, das ohne Zwischenschaltung von wesentlichen Trockenschritten nacheinander nass-in-nass Keramikschichten auf einen Träger auftragen lässt. Der Siebdruck benötigt beispielsweise, um ein fünffarbiges Dekor zu drucken, mindestens 5 Stunden Druckzeit, der Einfarben-Offsetdruck benötigt für ein fünffarbiges Dekor 2 Tage. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich 5 Farben in nur etwa 15 bis 35 Minuten in einem Druckdurchgang bei optimaler Passgenauigkeit (Wiedergabequalität) erzeugen. Das Verfahren reduziert deutlich die Kosten durch eine hohe Einsparung von Personalkosten.

Die mit einem solchen Mehrfarbendruck erzeugten Motive lassen sich in gewohnter Weise zu keramischen Abziehbildern weiterverarbeiten und als solche zur Dekoration von Porzellan, Keramik, Glas und dergleichen verwenden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung keramischer Schichten in einem herkömmlichen Offsetdruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Zwischenschaltung von Trockenschritten nacheinander in einem einzigen Druckdurchgang wenigstens zwei Keramikschichten nass-in-nass auf einem Träger erzeugt werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei hoher Temperatur kalzinierte anorganische Oxide für die Keramikschicht verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei hoher Temperatur kalzinierte anorganische Oxide mit einer Korngrößenverteilung D50 im Bereich von 0,8 &mgr;m bis 6 &mgr;m verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei hoher Temperatur kalzinierte anorganische Oxide mit einer Korngrößenverteilung D50 im Bereich von 1 &mgr;m bis 3 &mgr;m verwendet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Oxide aus der Gruppe der anorganischen Farbpigmente und/oder Gläser ausgewählt werden. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Keramikschicht aus wenigstens einem anorganischen Oxid erzeugt wird. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit oder ohne Edelmetall beschichtete feinste Glaskügelchen zur Erzeugung der Keramikschicht eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne Keramikschicht nass in einer Dicke aufgetragen wird, dass sie im eingebrannten Zustand in einer dünnen Schicht von 0,5 &mgr;m bis 3,5 &mgr;m vorliegt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Oxide zum Drucken in einem Firnis basierend auf oxidativ trocknenden oder strahlungstrocknenden Polymeren aufgenommen werden. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens ein- oder zweikomponentiger Firnis verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen rückstandslos veraschbarer Firnis verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Firnis mit einer Viskosität bei 25°C von 10 bis 18 Pa.s verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Firnis mit einer Viskosität bei 25°C von 15 Pa.s verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung anorganisches Oxid in Firnis auf eine Endviskosität von 200 Pa.s bis 1.000 Pa.s eingestellt wird. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dispergiermittel verwendet wird. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung keramischer Abziehbilder. Verwendung der Abziehbilder nach Anspruch 16 zur Dekoration von Glas-, Keramik-, Porzellan- und Bonechina-Gegenständen. Farbmittel zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bestehend aus wenigstens einem bei hohen Temperaturen kalzinierten anorganischen Oxid und aus einem wenigstens ein- oder zweikomponentigen Firnis, wobei die Mischung anorganisches Oxid in Firnis eine Endviskosität von 200 Pa.s bis 1.000 Pa.s aufweist. Farbmittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es das anorganische Oxid in einem Verhältnis von 30 Gew% bis 60 Gew% bezogen auf den Firnis enthält. Farbmittel nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Firnis vom oxidativ trocknenden Typ ist. Farbmittel nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Firnis vom strahlungstrocknenden Typ ist. Farbmittel nach Anspruch 18 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,5 bis 2 Gew% Dispergiermittel bezogen auf den Firnis enthält.






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