DE10204143A1 - Printing on non-absorbent substrates especially by drop-on-demand technologies uses a dye take-up layer capable of crosslinking with the ink so as to allow subsequent application of a cover layer - Google Patents

Printing on non-absorbent substrates especially by drop-on-demand technologies uses a dye take-up layer capable of crosslinking with the ink so as to allow subsequent application of a cover layer

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DE10204143A1
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Matthias Scheffer
Franz Ulrich Schmitt
Norbert Mecke
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LASER CARE GmbH
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Abstract

A dye take-up layer used in (especially drop-on-demand) printing of inks on non-absorbent substrates such as plastics, plastics-coated materials, films, synthetic textiles or silk is of a formulation undergoing chemical crosslinking with the ink.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedruckung von im wesentlichen nicht saugenden Substratflächen wie Kunststoffe, kunststoffbeschichtete Materialien, Folien, textile Flächengebilde aus Kunstfasern, Seide, gestrichene wenig saugende Papiersubstrate oder dgl. mit wasserbasierenden, insbes. pigmentierten Tinten, wobei auf der Substratoberfläche eine Farbaufnahmeschicht erzeugt wird, auf die die Tinte, insbes. mittels Drop-on-demand-Technologien, aufgebraucht wird. The invention relates essentially to a method for printing on non-absorbent substrate surfaces such as plastics, plastic-coated Materials, foils, textile fabrics made of synthetic fibers, silk, coated little absorbent paper substrates or the like with water-based, especially pigmented inks, whereby on the substrate surface a color-receiving layer is generated, on which the ink, in particular by means of Drop-on-demand technologies.

Die moderne Druckertechnik erlaubt eine Bildwiedergabe mit einer Auflösung, die der Auflösung bei der Bildwiedergabe mit der herkömmlichen Silberhalogenidfotografie entspricht, unter Verwendung verschiedenster Drucksubstrate, wie Papierträger oder transparenten Folien. Die Qualität der Bilder, insbes. die Auflösung, hängt sowohl von den Möglichkeiten des eingesetzten Druckers als auch entscheidend von den Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials ab. Das Aufzeichnungsmaterial bestimmt ferner die weitere Handhabung und die Anwendungsmöglichkeiten der fertigen Bilder. Es wird insbes. angestrebt, dass die Tinte derart stark auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird, dass eine Veränderung des erzeugten Bildes auch bei Aufbringung einer schützenden Deckschicht vermieden wird. Zudem wird angestrebt, dass das Aufzeichnungsmaterial den folgenden Anforderungen genügt:

  • - Gute Tintenaufnahme zur Erzielung hoher Farbdichten;
  • - Geringe Diffusion der Tinte im Aufzeichnungsmaterial, um eine hohe Konturenschärfe und ein gutes Auflösungsvermögen zu erzielen;
  • - Schnelle Trocknung und gute Wischfestigkeit nach dem Tintenauftrag;
  • - Geringe Klebrigkeit, selbst bei hohen Luftfeuchten;
  • - Geringe Wasserempfindlichkeit und somit Eignung für Anwendungen im Außenbereich.
Modern printer technology allows image reproduction with a resolution which corresponds to the resolution during image reproduction with conventional silver halide photography, using a wide variety of printing substrates, such as paper substrates or transparent foils. The quality of the images, especially the resolution, depends both on the possibilities of the printer used and crucially on the properties of the recording material. The recording material also determines the further handling and the possible uses of the finished images. In particular, the aim is to fix the ink so strongly on the recording material that a change in the image produced is avoided even when a protective cover layer is applied. In addition, the aim is for the recording material to meet the following requirements:
  • - Good ink absorption to achieve high color densities;
  • - Low diffusion of the ink in the recording material in order to achieve high definition and good resolution;
  • - Fast drying and good smudge resistance after ink application;
  • - Low stickiness, even with high air humidity;
  • - Low water sensitivity and therefore suitability for outdoor applications.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind aus dem Stand der Technik verschiedene, meist zwei- oder mehrschichtige Aufzeichnungsmaterialien bekannt. Meist wird auf ein Substrat eine Farbaufnahmeschicht aufgebracht, auf welche dann wiederum die Drucktinte aufgebracht wird. So beschreibt DE 197 15 187 C2 ein Aufzeichnungsmaterial, das eine Farbempfangsschicht aufweist und die Farbempfangsschicht neben einem wasserlöslichen Polymeren ein Vernetzungsprodukt eines epoxidvernetzbaren, carbonsäurehaltigen kationschen Mischploymerisats mit einem epoxidfunktionellen Metalloxid enthält. To meet these requirements are state of the art different, mostly two or more layers Recording materials known. Usually, a color-receiving layer is applied to a substrate applied, to which the printing ink is then applied. So DE 197 15 187 C2 describes a recording material containing a Has color receiving layer and the color receiving layer in addition a water soluble polymer a crosslinking product epoxy-crosslinkable, carbonic acid-containing mixed mixing products contains an epoxy-functional metal oxide.

Ein Hauptproblem solcher, aus dem Stand der Technik bekannten Aufzeichnungsmaterialen sowie der entsprechenden Verfahren zur Bedruckung nichtsaugender Substratflächen besteht darin, dass es nach Erzeugung des Bildes auf dem Aufzeichnungsmaterial zu einer Veränderung des erzeugten Bildes, insbes. bei Aufbringung einer schützenden Deckschicht, kommt. A major problem with those known in the art Recording materials and the corresponding procedures for Printing on non-absorbent substrate surfaces is that it is after Formation of the image on the recording material into one Change in the generated image, especially when applying a protective Top layer comes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik, insbes. eine Veränderung des erzeugten Bildes bei Aufbringen einer schützenden Deckschicht, vermeidet. The object of the invention is to provide a method which has the disadvantages of the prior art, in particular a Modification of the generated image when applying a protective Top layer, avoids.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Formulierungen der Farbaufnahmeschicht und der Tinte derart aufeinander abgestimmt werden, dass es zu einer chemischen Vernetzung der Farbaufnahmeschicht mit der Tinte kommt. This problem is solved by a method which thereby is marked that the formulations of the ink-receptive layer and the ink are matched to each other so that it becomes a chemical crosslinking of the ink-receptive layer comes with the ink.

Der Vernetzungsprozeß kann je nach Wahl der chemischen Komponenten durch Anwendung von IR-, NIR- und/oder UV-Strahlung inline im Druckprozess unterstützt bzw. beschleunigt werden. The crosslinking process can, depending on the choice of chemical Components by using IR, NIR and / or UV radiation inline in the Printing process supported or accelerated.

Bei den bisherigen Verfahren zur Bedruckung nichtsaugender Substratflächen kommt es lediglich zu einer mechanischen Verbindung zwischen Farbaufnahmeschicht und Tinte. Eine rein mechanische Fixierung der Tinte an der Farbaufnahmeschicht hat jedoch zu Folge, dass die Haftung der Tinte an der Farbaufnahmeschicht oft unzureichend ist und es insbes. beim Aufbringen einer schützenden Deckschicht zu Veränderungen des erzeugten Bildes kommen kann. In previous methods of printing non-absorbent There is only a mechanical connection between substrate surfaces Color receiving layer and ink. A purely mechanical fixation of the However, ink on the ink-receptive layer causes the Adhesion of the ink to the ink-receptive layer is often insufficient and it especially when applying a protective cover layer Changes in the generated image can come.

Vorzugsweise wird die Substratoberfläche vor der Aufbringung der Farbaufnahmeschicht zur Verbesserung der Benetzbarkeit und der Haftung der nachfolgenden Schichten vorbehandelt, insbes. einer Plasmavorbehandlung unterzogen. Beispielsweise kann hierzu das Plasmatreat-Verfahren der Fa. AGRODYN Hochspannungstechnik GmbH angewandt werden. The substrate surface is preferably coated prior to the application of the Color receiving layer to improve wettability and Adhesion of the following layers pretreated, especially one Subjected to plasma pretreatment. For example, the Plasmatreat process from AGRODYN Hochspannungstechnik GmbH be applied.

Besonders bevorzugt ist es, dass auf die Substratoberfläche vor der Aufbringung der Farbaufnahmeschicht eine Haftschicht aufgebracht wird. Die Zusammensetzung der Haftschicht wird in erster Linie vom Substrat bestimmt. Für die Herstellung der Haftschicht werden insbes. mindestens ein, vorzugsweise mehrere Polymere und/oder Präpolymere, insbes. ausgewählt aus der Gruppe von Polyacrylate, Melaminharze, Polyurethane, Polyester, Polyvinyharze, Harnstoffe, Epoxidharze, Siliconharze verwendet. Besonders bevorzugt werden für die Herstellung der Haftschicht wässrige, aliphatische Polyurethandispersionen verwendet. It is particularly preferred that on the substrate surface before Application of the ink-receptive layer applied an adhesive layer becomes. The composition of the adhesive layer is primarily from Substrate determined. In particular for the production of the adhesive layer. at least one, preferably several polymers and / or Prepolymers, in particular selected from the group of polyacrylates, melamine resins, Polyurethanes, polyesters, polyvinyl resins, ureas, epoxy resins, Silicone resins used. Are particularly preferred for the production the adhesive layer aqueous, aliphatic polyurethane dispersions used.

Mit Vorteil wird die Haftschicht derart aufgebracht, dass sich nach dem Trocknen eine Schichtdicke von 0,5-5 µm, insbes. 1-3 µm, ergibt. Das Aufbringen der Haftschicht kann nach bekannten Auftragungstechnologien wie Rakeln, Walzen, Luftbürsten usw. erfolgen. Der Auftrag mittels Ink-Jet-Technologie ist mittels Piezo-Technologie (Oberflächenspannung: ca. 39 mN/m, Viscosität: < 15 mPa/sec, pH-Wert: ca. 4-5) als Tintenparameter möglich. Die Trocknung der Haftschicht kann durch herkömmliche Methoden, insbes. Infrarottrocknung, vorzugsweise bei einer Temperatur von 40-100°C, besonders bevorzugt von 60-80°C, erfolgen. The adhesive layer is advantageously applied in such a way that after the Drying gives a layer thickness of 0.5-5 µm, especially 1-3 µm. The application of the adhesive layer can according to known Application technologies such as squeegees, rollers, air brushes, etc. take place. The order by means of ink jet technology is by means of piezo technology (Surface tension: approx. 39 mN / m, viscosity: <15 mPa / sec, pH value: approx. 4-5) possible as ink parameters. The drying of the adhesive layer can by conventional methods, in particular infrared drying, preferably at a temperature of 40-100 ° C, particularly preferably of 60-80 ° C.

Durch das Aufbringen einer derartigen Haftschicht kann beispielsweise eine einheitlich strukturierte Substratoberfläche für die nachfolgende Fixierschicht (Farbaufnahmeschicht) geschaffen werden. Zudem kann die schwankende Vernetzungsdichte der Kunststoffoberfläche ausgeglichen werden. Besonders vorteilhaft ist es auch, dass durch die genannte Haftschicht ein erleichterter Aufbau chemischer, insbes. kovalenter, Bindungen zur vorbehandelten Substratfläche ermöglicht wird. By applying such an adhesive layer, for example a uniformly structured substrate surface for the following Fixing layer (ink absorption layer) are created. In addition, the fluctuating crosslink density of the plastic surface compensated become. It is also particularly advantageous that the aforementioned Adhesive layer facilitates the build-up of chemical, especially covalent, Bonds to the pretreated substrate surface is made possible.

Für Substratoberflächen, die eine weitgehend gleiche Vernetzungsdichte aufweisen, wie ABS und andere, kann auf die Haftschicht verzichtet werden. For substrate surfaces that have a largely identical crosslink density such as ABS and others can dispense with the adhesive layer become.

Die Hauptaufgabe der Farbaufnahmeschicht ist es, die Tinte möglichst fest zu fixieren, um eine Veränderung des erzeugten Bildes zu vermeiden. Dies wird, wie bereits oben beschrieben, dadurch erreicht, dass die Formulierungen der Farbaufnahmeschicht und der Tinte derart aufeinander abgestimmt werden, dass es zu einer chemischen Vernetzung der Farbaufnahmeschicht mit der Tinte kommt. Um auch eine gute Haftung der Farbaufnahmeschicht zum Substrat bzw. zur auf dem Substrat aufgebrachten Haftschicht zu erreichen, werden die Komponenten der Farbaufnahmeschicht und die Komponenten des Substrates bzw. der Haftschicht vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass sie untereinander, mindestens teilweise, chemische, insbes. koordinative, Bindungen ausbilden. Auch ist es bevorzugt, dass die Farbaufnahmeschicht derart hergestellt wird, dass sie den Lösungsmittelanteil, insbes. das Wasser der verwendeten Tinte, aufnimmt. Vorzugweise werden für die Zusammensetzung der Farbaufnahmeschicht mindestens eine, vorzugsweise mehrere, der folgenden Komponenten verwendet:
Vernetzungsfähige, wasserbasierende Polymerdispersionen, Hybridsysteme, aliphatische PUR-Systeme, Vinylacetat, Ethylen Copolymere, kationsche vernetzungsfähige Polymere, insbes. Poly-(diallyl)- (dimethylammonium)-chlorid, Polyacrylate, Vinylamin- und Vinylpyridinpolymere, kationsche Metalloxid-Slurry, vorzugsweise auf Basis SiO2/Al2O3. Mit Vorteil wird die Farbaufnahmeschicht derart aufgebracht, dass sich nach dem Trocknen eine Schichtdicke von mindestens 3 bis 5 µm, insbes. mindestens 5 µm, ergibt. Es ist bevorzugt, dass die Farbaufnahmeschicht nach dem Auftragen auf das Substrat bzw. auf die Haftschicht mindestens 2 bis 10 Minuten, vorzugsweise mindestens 10 Minuten bei einer Temperatur von 40-100°C, vorzugsweise von 60-80°C, getrocknet, wird. Die Farbaufnahmeschicht kann nach dem Auftragen auf das Substrat bzw. die Haftschicht durch Infrarotbestrahlung getrocknet werden. Eine andere Möglichkeit ist es, dass die Farbaufnahmeschicht nach dem Auftragen auf das Substrat bzw. die Haftschicht mittels Umluft getrocknet wird. Der Auftrag kann konventionell durch Gießen, Rakeln, Walzen usw. erfolgen. The main task of the ink receptive layer is to fix the ink as firmly as possible in order to avoid a change in the generated image. As already described above, this is achieved in that the formulations of the color-receiving layer and the ink are coordinated with one another in such a way that the ink-receiving layer is chemically crosslinked with the ink. In order also to achieve good adhesion of the ink-receiving layer to the substrate or to the adhesive layer applied to the substrate, the components of the ink-receiving layer and the components of the substrate or the adhesive layer are preferably matched to one another in such a way that they, at least partially, chemically, in particular. develop coordinative, bonds. It is also preferred that the ink-receiving layer is produced in such a way that it absorbs the solvent component, in particular the water of the ink used. At least one, preferably several, of the following components are preferably used for the composition of the ink-receiving layer:
Crosslinkable, water-based polymer dispersions, hybrid systems, aliphatic PUR systems, vinyl acetate, ethylene copolymers, cationic crosslinkable polymers, in particular poly (diallyl) - (dimethylammonium) chloride, polyacrylates, vinylamine and vinylpyridine polymers, cationic metal oxide slurry, preferably based SiO 2 / Al 2 O 3 . The ink-receiving layer is advantageously applied in such a way that a layer thickness of at least 3 to 5 μm, in particular at least 5 μm, results after drying. It is preferred that the ink-receiving layer is dried after application to the substrate or to the adhesive layer for at least 2 to 10 minutes, preferably at least 10 minutes at a temperature of 40-100 ° C, preferably 60-80 ° C. The ink-receiving layer can be dried by infrared radiation after application to the substrate or the adhesive layer. Another possibility is that the ink-receiving layer is dried by means of circulating air after application to the substrate or the adhesive layer. The application can be done conventionally by casting, knife coating, rolling, etc.

Die erreichbare Auflösung mit der digitalen Drucktechnik wird durch eine Wechselwirkung der Druckertinte mit Komponenten der Fixierschicht (Farbaufnahmeschicht) erreicht. Dabei kommt es, wie bereits oben gesagt, zu einer chemischen Vernetzung von Komponenten der Farbaufnahmeschicht und Komponenten der Tinte. Hierbei sind reaktive Polymeranteile als Bestandteil der Tintenformulierung unverzichtbar. Für einen formulierbaren Arbeitsbereich sind folgende Parameter einzuhalten:

  • - Oberflächenspannung 20-50 [mN/m],
  • - Viscosität 2-15 [mPa/sec],
  • - pH-Wert ca. 7,5.
The achievable resolution with the digital printing technology is achieved by an interaction of the printer ink with components of the fixing layer (ink absorption layer). As already mentioned above, this results in chemical crosslinking of components of the ink-receiving layer and components of the ink. Reactive polymer components are indispensable as part of the ink formulation. The following parameters must be observed for a work area that can be formulated:
  • - surface tension 20-50 [mN / m],
  • - viscosity 2-15 [mPa / sec],
  • - pH approx.7.5.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante werden für die Zusammensetzung der Tinte mindestens eine, vorzugsweise mehrere, der folgenden Komponenten verwendet: wasserbasierende Polymerdispersionen, vorzugsweise aliphatische PUR-Dispersionen, Polyacryldispersionen und Kombination, insbes. wasserverdünnbarer, Melaminharze mit Polyacryldispersionen; Polyvinylalkohol; Farbmittel auf Basis wässriger Pigmentdispersionen; organische Lösungsmittel, insbes. Polyole, Glycolether und Alkohole. Die verwendeten Polyvinylalkohole dienen als Schutzkolloide zur Verbesserung der Dispersionslabilität. Mit Vorteil enthält die verwendete Tinte Farbmittel auf Basis wässriger Pigmentdispersionen mit definierter Pigmentteilchenverteilung. Vorzugsweise weisen die Pigmentteilchen eine Größe von 0,5-10 µm, insbes. 1-5 µm, auf. Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante wird die Tinte nach dem Auftragen 1-20, Minuten vorzugsweise 5-10 Minuten, bei einer Temperatur von 30-100°C, vorzugsweise 50-80°C, besonders bevorzugt 60°C, wärmebehandelt. In a particularly preferred method variant for the Composition of the ink at least one, preferably several, of the uses the following components: water-based Polymer dispersions, preferably aliphatic PU dispersions, Polyacrylic dispersions and combinations, especially water-thinnable melamine resins with polyacrylic dispersions; polyvinyl alcohol; Colorants based aqueous pigment dispersions; organic solvents, especially polyols, Glycol ethers and alcohols. The polyvinyl alcohols used serve as Protective colloids to improve dispersion instability. With advantage the ink used contains colorants based on water Pigment dispersions with a defined pigment particle distribution. Preferably point the pigment particles have a size of 0.5-10 µm, in particular 1-5 µm. In a preferred process variant, the ink is after Apply 1-20 minutes, preferably 5-10 minutes, for one Temperature of 30-100 ° C, preferably 50-80 ° C, especially preferably 60 ° C, heat treated.

Eine Beschleunigung des Vernetzungsprozesses von Tinte und Fixierschicht kann durch Einsatz von IR-, NIR- und/oder UV-Strahlung im Inline-Prozess erreicht werden. Accelerate the process of ink and ink crosslinking Fixing layer can by using IR, NIR and / or UV radiation in the Inline process can be achieved.

Besonders bevorzugt ist es, dass nach dem Auftragen der Tinte auf die Farbaufnahmeschicht eine Deckschicht auf die bedruckte Farbaufnahmeschicht aufgetragen wird. Durch eine solche Deckschicht können bestimmte, für die jeweiligen Einsatzgebiete der beschichteten Substrate geforderten, Eigenschaften wie Härte, Glanzgrad, Festigkeit, erzielt werden. Besonders bevorzugt ist es, dass die Komponenten der Deckschicht mit den Komponenten der Farbaufnahmeschicht bzw. der Druckschicht (Tinte) derart aufeinander abgestimmt sind, dass sie, mindestens teilweise, chemische, insbes. kovalente, Bindungen untereinander ausbilden. Dies führt zu einer guten Haftung der Deckschicht auf der Druckschicht bzw. auf den tintenfreien Bereichen der Farbaufnahmeschicht. Vorteilhafterweise werden für die Herstellung der Deckschicht vernetzungsfähige Polymerdispersionen, insbes. Polyacrylatdispersionen, PUR-Dispersionen, vorzugsweise mit vernetzungsfähigen Isocyanatgruppen, verwendet. It is particularly preferred that after the ink has been applied to the Ink receptive layer a top layer on the printed Color receiving layer is applied. With such a top layer certain, for the respective fields of application of the coated substrates required properties such as hardness, degree of gloss, strength, achieved become. It is particularly preferred that the components of the Cover layer with the components of the ink absorption layer or the Print layer (ink) are matched to one another in such a way that they at least partially, chemical, especially covalent, bonds train with each other. This leads to good adhesion of the top layer to the Print layer or on the ink-free areas of the Dye-receiving layer. It is advantageous for the production of the cover layer crosslinkable polymer dispersions, esp. Polyacrylate dispersions, PUR dispersions, preferably with crosslinkable ones Isocyanate groups used.

Allgemein ist zu sagen, dass zwei wesentliche Bedingungen erfüllt sein sollten, um den digitalen Ink-Jet-Druck für die Bedruckung nichtsaugender Substrate mit wässrigen Tinten optimal einsetzbar zu machen:

  • - die Schichten sollten mit dem Untergrund als auch untereinander durch chemische, insbes. kovalente, Bindungen ausreichend vernetzen.
  • - mindestens eine der Schichten, insbes. die Farbaufnahmeschicht, sollte durch kationsche Ausrüstung (Polymer/Metalloxid-Slurry) eine Fixierung der Tintentropfen und damit des digitalen Bildes bewirken. Dies erfordert eine Abstimmung der Formulierung der Drucktinten auf die kationsche Fixierschicht.
In general it can be said that two essential conditions should be fulfilled in order to make digital ink jet printing optimally usable for printing non-absorbent substrates with aqueous inks:
  • - The layers should sufficiently cross-link with the substrate as well as with each other through chemical, especially covalent, bonds.
  • - At least one of the layers, in particular the ink-receiving layer, should fix the ink drops and thus the digital image by means of cationic finishing (polymer / metal oxide slurry). This requires matching the formulation of the printing inks to the cationic fixing layer.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Further details and features of the invention result from the following description of preferred embodiments in connection with the subclaims. Here, the respective Features alone or in combination with each other be realized.

Beispiele für die Zusammensetzung der einzelnen SchichtenExamples of the composition of the individual layers 1. Haftschicht1. Adhesive layer Formulierungsbeispieleformulation Examples

wässrige Polyurethandispersion: 30 GT aqueous polyurethane dispersion: 30 pbw

Daotan VTW 1210 40 WA NMP Daotan VTW 1210 40 WA NMP

Daotan VTW 1227 40 WA Daotan VTW 1227 40 WA

Daotan VTW 1233 36 WA NMP Daotan VTW 1233 36 WA NMP

wässriger vernetzbarer Haftverstärker: 30 GT aqueous crosslinkable adhesion promoter: 30 GT

Trapur 202: Härter AI 9 : 1 Trapur 202: Hardener AI 9: 1

Fa. Tramaco Tramaco

Polyvinylalkohol: 30 GT Polyvinyl alcohol: 30 pbw

Mowiol 2 Mowiol 2

26-88 26-88

28-99 28-99

Tensid/Polymertensid: 0,3 GI Surfactant / polymer surfactant: 0.3 GI

Byk 346 Byk 346

Tego-Wol Tego Wol

Wasser water

(zur Einstellung verarbeitungstechnischer Parameter (z. B. Viscosität)) (for setting processing parameters (e.g. viscosity))

2. Farbaufnahmeschicht Formulierungsbeispiele Grundrezeptur2. Color receiving layer formulation Examples basic formulation Polyvinylalkoholpolyvinyl alcohol 2,0 GT2.0 GT Polyvinylacetat/Ethylen-CopolymerPolyvinyl acetate / ethylene copolymer 2,5 GT2.5 GT kationisches Polymercationic polymer 1,0 GT1.0 GT kationische Metalloxyd-Slurrycationic metal oxide slurry 5,0 GT5.0 GT Tensidsurfactant 0,3 GT0.3 GT Konservierungsmittel (Microorganismenbefall)Preservative (microorganism attack) 0,2 GT0.2 GT Wasser (zur Einstellung verarbeitungstechnischer Parameter)Water (for setting processing parameters)

Das Verhältnis des Gesamtbindemittelanteiles zum Anteil der kationischen Metalloxyd-Slurry sollte im Verhältnis 1 : 1-2 stehen/pH-Wert. The ratio of the total binder share to the share of cationic metal oxide slurry should be in a ratio of 1: 1-2 / pH.

Als Polyvinylalkoholkomponente (Wasseraufnahme, Schutzkolloid, Dispersionsstabilität) kommen voll- oder teilverseifte Mowiol- Typen unterschiedlichen Molekulargewichtes zum Einsatz. As a polyvinyl alcohol component (water absorption, protective colloid, Dispersion stability) come fully or partially saponified Mowiol Types of different molecular weights are used.

Die Polyvinylacetat/Ethylen-Copolymer-Dispersin sollte einen pH-Wert < 5 haben. Rezepturbeispiele 1. SiO2-Slurry Mowiol 26-88 (10%) 20,0 GT Mowilith DM TD4 (55%) 5,0 GT poly. DADMAC (Dodigen 3954) 1,5 GT CAB-O-SPERSE (AK98022 (20%)) 40,0 GT Byk 346 0,3 GT 2. Al2O3-Slurry Mowiol 3-83 (20%) 10,0 GT Mowiol DM 104 (55%) 5,0 GT poly. DADMAC (Dodigen 3954) 1,5 GT CAB-O-Spers PG003 (40%) 20,0 GT Byk 346 The polyvinyl acetate / ethylene copolymer dispersin should have a pH <5. Recipe examples 1. SiO <sub> 2 </sub> slurry Mowiol 26-88 (10%) 20.0 GT Mowilith DM TD4 (55%) 5.0 GT poly. DADMAC (Dodigen 3954) 1.5 GT CAB-O-SPERSE (AK98022 (20%)) 40.0 GT Byk 346 0.3 GT Mowiol 3-83 (20%) 10.0 GT Mowiol DM 104 (55%) 5.0 GT poly. DADMAC (Dodigen 3954) 1.5 GT CAB-O-Spers PG003 (40%) 20.0 GT Byk 346

Das Fliessverhalten der Rezepturen kann durch Zugabe von Wasser pH < 5 an das gewählte Auftragsverfahren angepasst werden. The flow behavior of the recipes can be increased by adding Water pH <5 adapted to the selected application method become.

3. Tinte (Druckschicht)3. Ink (print layer) Formulierungsbeispielformulation example

Grundrezepturbasic formulation 1) wässrige Polymerdispersion (pH 7-8)1) aqueous polymer dispersion (pH 7-8) 3,0-5,0 GT (FK)3.0-5.0 GT (FK) 2) PVAI2) PVAI 0,5-1,0 GT (FK)0.5-1.0 GT (FK) 3) LSM (Polyol, Glycoläther)3) LSM (polyol, glycol ether) 7,0-50 GT7.0-50 GT 4) prim. Alkohol4) prim. alcohol 1,0-5,0 GT1.0-5.0 GT 5) wässrige Tenside, Polymertenside5) aqueous surfactants, polymer surfactants 0,2-0,5 GT0.2-0.5 GT 6) wässrige Pigmentdispersion6) aqueous pigment dispersion 4,0-5,0 GT (FK)4.0-5.0 GT (FK) 7) H2O (pH 7,5-8,0)7) H 2 O (pH 7.5-8.0) z. H.z. H.

Durch die qualitative und quantitative Variation der Materialbestandteile 1, 2, 5, 7 sind die druckrelevanten Parameter Oberflächenspannung, Viscosität variierbar und auf die jeweilige Drucktechnologie anpassbar. Beispielrezeptur für einen ITJ Druckkopf (Fa. Francotyp-Postalia) 1) Mowolith DM 799 8,0 GT Maprenal VMF 3921W/85WA 2,0 GT 2) - 3) 1,2-Propandiol 15,0 GT Diethylenglycol 15,0 GT Glycerin 15,0 GT 2-Pyrrolidon 7,0 GT 4) - 5) Byk 346 0,5 GT 6) Hostafine gelb HR 5,0 GT 7) H2O (ph 7,5-8,0) 32,5 GT Oberflächenspannung [mN/m] 27,0 Viscosität [mPa/sec] 8,150 Due to the qualitative and quantitative variation of the material components 1, 2, 5, 7, the pressure-relevant parameters surface tension, viscosity can be varied and adapted to the respective printing technology. Sample recipe for an ITJ print head (Francotyp-Postalia) 1) Mowolite DM 799 8.0 GT Maprenal VMF 3921W / 85WA 2.0 GT 2) - 3) 1,2-propanediol 15.0 GT diethylene glycol 15.0 GT glycerin 15.0 GT 2-pyrrolidone 7.0 GT 4) - 5) Byk 346 0.5 GT 6) Hostafine yellow HR 5.0 GT 7) H 2 O (pH 7.5-8.0) 32.5 GT Surface tension [mN / m] 27.0 Viscosity [mPa / sec] 8,150

Der Druck wird 10-20 Minuten bei 80-100°C wärmebehandelt (Infrarot). Beispielrezeptur für einen Epson-Druckkopf 1) Doatan VTW 1227 7,0 GT 2) Mowiol 3-83 1,0 GT 3) 1,2-Propandiol 3,0 GT Butyldiglycol 3,0 GT 2-Pyrrolidon 3,0 GT 4) Isopropanol 5,0 GT 5) Byk 346 0,3 GT 6) Hostafine gelb HR 5,0 GT 7) H2O ph 7,5-8,0 76,7 GT Oberflächenspannung ~30 AL=L CB=3>Viscosität ~2500 The print is heat treated at 80-100 ° C for 10-20 minutes (infrared). Sample recipe for an Epson printhead 1) Doatan VTW 1227 7.0 GT 2) Mowiol 3-83 1.0 GT 3) 1,2-propanediol 3.0 GT diglycol 3.0 GT 2-pyrrolidone 3.0 GT 4) isopropanol 5.0 GT 5) Byk 346 0.3 GT 6) Hostafine yellow HR 5.0 GT 7) H 2 O ph 7.5-8.0 76.7 GT Surface tension ~ 30 AL = L CB = 3> viscosity ~ 2500

Der Druck wird 5-10 Minuten bei 60°C wärmebehandelt. The print is heat treated at 60 ° C for 5-10 minutes.

Claims (22)

1. Verfahren zur Bedruckung von im wesentlichen nicht saugender Substratflächen wie Kunststoffe, kunststoffbeschichtete Materialien, Folien, textile Flächengebilde aus Kunststoff, Seide, gestrichene wenig saugende Papiersubstrate oder dgl. mit wasserbasierenden, insbesondere pigmentierten, Tinten, wobei auf der Substratoberfläche eine Farbaufnahmeschicht erzeugt wird, auf die die Tinte, insbesondere mittels Drop-on-demand- Technologien, aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierungen der Farbaufnahmeschicht und der Tinte derart aufeinander abgestimmt werden, dass es zu einer chemischen Vernetzung der Farbaufnahmeschicht mit der Tinte kommt. 1. Process for printing essentially non-absorbent substrate surfaces such as plastics, plastic-coated materials, foils, textile fabrics made of plastic, silk, coated low-absorbent paper substrates or the like with water-based, in particular pigmented, inks, a color-receiving layer being produced on the substrate surface, to which the ink is applied, in particular by means of drop-on-demand technologies, characterized in that the formulations of the ink-receiving layer and the ink are coordinated with one another in such a way that the ink-receiving layer is chemically crosslinked with the ink. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratoberfläche vor der Aufbringung der Farbaufnahmeschicht zur Verbesserung der Benetzbarkeit und der Haftung der nachfolgenden Schichten vorbehandelt wird, vorzugsweise einer Plasmavorbehandlung unterzogen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the substrate surface before the application of the Color receiving layer to improve wettability and Adhesion of the subsequent layers is pretreated, is preferably subjected to a plasma pretreatment. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Substratoberfläche vor der Aufbringung der Farbaufnahmeschicht eine Haftschicht aufgebracht wird. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized that on the substrate surface before the Application of the ink-receptive layer an adhesive layer is applied. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der Haftschicht mindestens ein, vorzugsweise mehrere Polymere und/oder Präpolymere, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Polyacrylate, Melaminharze, Polyurethane, Polyester, Polyvinyharze, Harnstoffe, Epoxidharze, Siliconharze, verwendet werden. 4. The method according to claim 3, characterized in that at least one for the production of the adhesive layer, preferably several polymers and / or prepolymers, especially selected from the group of polyacrylates, Melamine resins, polyurethanes, polyesters, polyvinyl resins, Urea, epoxy, silicone resins can be used. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der Haftschicht wässrige, aliphatische Polyurethandispersionen verwendet werden. 5. The method according to claim 3, characterized in that for the production of the adhesive layer aqueous, aliphatic Polyurethane dispersions are used. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht derart aufgebracht wird, dass sich nach dem Trocknen eine Schichtdicke von 0,5 bis 5 µm, insbesondere 1 bis 3 µm, ergibt. 6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized characterized in that the adhesive layer is applied in this way is that after drying a layer thickness of 0.5 to 5 µm, especially 1 to 3 µm, results. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der Haftschicht durch herkömmliche Methoden, insbesondere Infrarottrocknung, vorzugsweise bei einer Temperatur von 40 bis 100°C, besonders bevorzugt von 60 bis 80°C, erfolgt. 7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized characterized that the drying of the adhesive layer by conventional methods, especially infrared drying, preferably at a temperature of 40 to 100 ° C, particularly preferably from 60 to 80 ° C. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Farbaufnahmeschicht und die Komponenten des Substrates bzw. der Haftschicht derart aufeinander abgestimmt werden, dass sie untereinander, mindestens teilweise, chemische Bindungen, insbesondere koordinative Bindungen, ausbilden. 8. The method according to any one of the preceding claims, in particular according to one of claims 3 to 7, characterized characterized that the components of the Color receiving layer and the components of the substrate or the Adhesive layer to be coordinated so that they among themselves, at least partially, chemical bonds, especially to develop coordinative ties. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht derart hergestellt wird, dass sie den Lösungsmittelanteil, insbesondere das Wasser der verwendeten Tinte aufnimmt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ink receiving layer is manufactured in such a way that it especially the water of the ink used. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, vorzugsweise mehrere, der folgenden Komponenten für die Zusammensetzung der Farbaufnahmeschicht verwendet werden: vernetzungsfähige wasserbasierende Polymerdispersionen, Hybridsysteme, aliphatische PUR-Systeme, Vinylacetat, Ethlen Copolymere, kationische vernetzungsfähige Polymere, insbesondere Poly-(diallyl)-(dimethylammonium)-chlorid, Polyacrylate, Vinylamin- und Vinylpyridinpolymere, kationische Metalioxid-Slurry, vorzugsweise auf Basis SiO2/Al2O3. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one, preferably more, of the following components are used for the composition of the ink-receiving layer: crosslinkable water-based polymer dispersions, hybrid systems, aliphatic PUR systems, vinyl acetate, ethylene copolymers, cationic crosslinkable polymers, in particular poly (diallyl) - (dimethylammonium) chloride, polyacrylates, vinylamine and vinylpyridine polymers, cationic metal oxide slurry, preferably based on SiO 2 / Al 2 O 3 . 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht derart aufgebracht wird, dass sich nach dem Trocknen eine Schichtdicke von mindestens 3 µm, insbesondere mindestens 5 µm, ergibt. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ink receiving layer is applied so that after drying a Layer thickness of at least 3 microns, in particular at least 5 µm. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht nach dem Auftragen auf das Substrat bzw. auf die Haftschicht mindestens 2 Minuten, vorzugsweise mindestens 10 Minuten, bei einer Temperatur von 40 bis 100°C, vorzugsweise von 60 bis 80°C, getrocknet wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ink receiving layer after the application to the substrate or to the adhesive layer at least 2 minutes, preferably at least 10 Minutes, at a temperature of 40 to 100 ° C, preferably from 60 to 80 ° C, is dried. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht nach dem Auftragen auf das Substrat bzw. die Haftschicht durch Infrarotbestrahlung getrocknet wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ink receiving layer after the application to the substrate or the adhesive layer Infrared radiation is dried. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbaufnahmeschicht nach dem Auftragen auf das Substrat bzw. die Haftschicht mittels Umluft getrocknet wird. 14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized characterized that the ink-receptive layer after the Apply to the substrate or the adhesive layer using Circulating air is dried. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, vorzugsweise mehrere, der folgenden Komponenten für die Zusammensetzung der Tinte (Druckschicht) verwendet werden: wasserbasierende Polymerdispersionen, vorzugsweise aliphatische PUR-dispersionen, Polyacryldispersion und Kombination, insbesondere wasserverdünnbarer, Melaminharze mit Polyacryldispersionen; Polyvinylalkohol; Farbmittel auf Basis wässriger Pigmentdispersionen; organische Lösungsmittel, insbesondere Polyole, Glycolether und Alkohole. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one, preferably several of the following components for the Composition of the ink (printing layer) can be used: water-based polymer dispersions, preferably aliphatic PUR dispersions, polyacrylic dispersion and Combination, in particular water-dilutable, with melamine resins Polyacryldispersionen; polyvinyl alcohol; Colorant Based on aqueous pigment dispersions; organic Solvents, especially polyols, glycol ethers and alcohols. 16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Tinte Farbmittel auf Basis wässriger Pigmentdispersionen mit definierter Pigmentteilchenverteilung enthält. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ink used is colorant based on aqueous pigment dispersions with defined Contains pigment particle distribution. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmentteilchen eine Größe von 0,5 bis 10 µm, insbesondere 1 bis 5 µm aufweisen. 17. The method according to claim 16, characterized in that that the pigment particles have a size of 0.5 to 10 µm, have in particular 1 to 5 microns. 18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte nach dem Auftragen 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 5 bis 10 Minuten, bei einer Temperatur von 30 bis 100°C, vorzugsweise 50 bis 80°C, besonders bevorzugt 60°C, wärmebehandelt wird. 18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ink after application 1 to 20 minutes, preferably 5 to 10 minutes, at one Temperature of 30 to 100 ° C, preferably 50 to 80 ° C, particularly preferably 60 ° C, is heat treated. 19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzungs- und Trocknungsprozess zwischen Tinte und Farbaufnahmeschicht je nach Wahl der Formulierungskomponenten durch Anwendung von IR-, NIR- und/oder UV-Strahlung im Inline- Verfahren unterstützt und beschleunigt bzw. kontinuierlich gestaltet werden kann. 19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the networking and Drying process between ink and ink receptive layer each at the choice of the formulation components Use of IR, NIR and / or UV radiation in inline Process supports and accelerates or continuously can be designed. 20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftragen der Tinte auf die Farbaufnahmeschicht eine Deckschicht auf die bedruckte Farbaufnahmeschicht aufgetragen wird. 20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after applying the ink on the ink absorption layer a top layer on the printed ink-receiving layer is applied. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten der Deckschicht mit den Komponenten der Farbaufnahmeschicht bzw. der Druckschicht derart aufeinander abgestimmt sind, dass sie, mindestens teilweise, chemische, insbesondere kovalente, Bindungen untereinander ausbilden. 21. The method according to claim 20, characterized in that the components of the top layer with the Components of the ink receiving layer or the printing layer in such a way are coordinated so that they, at least partial, chemical, especially covalent, bonds train with each other. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der Deckschicht vernetzungsfähige Polymerdispersionen, insbesondere Polyacrylatdispersion, PUR-dispersion, vorzugsweise mit vernetzungsfähigen Isocyanatgruppen, verwendet werden. 22. The method according to any one of claims 20 or 21, characterized characterized that for the production of the top layer crosslinkable polymer dispersions, in particular Polyacrylate dispersion, PUR dispersion, preferably with crosslinkable isocyanate groups can be used.
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