DE2332136A1 - Transferdruckverfahren - Google Patents
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Description
SUBLISTATiC HOLDING S.A.
SUBLISTATIC HOLDING LIMITED - SUBLISTATIC HOLDING AG. SPIELHOF 3 - 8750 GLARIS/SUISSE
Case 1-8256/PRO 9 **
Anwaltsakte 24 007 25· Juni 1973
Transferdruckverfahren
Die bekannten Transferdruckverfahren bestehen darin, dass
man Farbstoffmuster bzw. farbige Bildmotive oder Zeichnungen
von einem Zwischenträger meistens aus Papier trokken oder mit Hilfe von Dampf auf die zu dekorierende Unterlage
(Textilgewebe oder Kunststoffolie)überträgt.
Zur Herstellung der hierzu benötigten Zwischenträger wird eine flexible Unterlage, z.B. eine Papierbahn mit
gravierten Walzen und wässerigen oder vorteilhaft organischen Tinten bedruckt. Die Herstellung der gravierten
Walzen geschieht nach relativ kostspieligen Methoden durch Aetzung der photographisch markierten Stellen.
Nach vorliegender Erfindung kann das umständliche, kostspielige
Aetzen von Kupferwalzen umgangen werden. Weitere Vorteile des erfinderischen neuen Verfahrens werden
hiernach erläutert.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung farbiger Bilder, bei welchem die Farbstoffe, die das Bild
ergeben, von einem Träger (Zwischenträger) auf ein synthetisches Material, wie eine Textilbahn, z.B. ein
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Gewebe aus synthetischen oder halbsynthetischen Fasern, oder eine Kunststoffolie oder ein mit Kunststoff .beHan-
-äeltes Papier, übergehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Anordnung zur punkt- oder zeilenweisen Abtastung
einer bildlichen Vorlage, auf schnelle und trockene Weise lichtechte Farbbilder mit für alle Zwecke ausreichender
Farbsättigung auf synthetische Materialien zu erzeugen. Hierzu werden gemäss der Erfindung in einer dem jeweiligen
Farbauszug entsprechenden, unterhalb 220 C nicht schmelzenden Farbschicht, welche aus zwischen 160 und 220 C in
den Dampfzustand übergehenden Farbstoffen und bei dieser Temperatur nicht verdampfenden Bindei.iu.tteIn besteht, die
Farbstoffe mittels eines von der Abtasteinrichtung bildmässig
gesteuerten Laser-Strahles auf die Verdampfungs-· (Sublimier-)temperatur gebracht und in diesem Zustand auf
die zu dekorierende , mit der Farbschicht in Kontakt stehende Oberfläche übertragen.
Unter nicht-schmelzende Farbschicht wird eine Farbschicht verstanden, die unterhalb 220 C nicht klebrig wird, sodass
praktisch nur der Farbstoff daraus wegsublimiert oder verdampft wird, ohne dass das Bindemittel gleichzeitig übertragen
wird. Eine wesentliche Uebertragung des Bindemittels würde die Durchführung des Verfahrens stören.
Die bei diesem Verfahren verwendeten Farbstoffe müssen lediglich bei atmospherischem Druck zwischen 160 und 220 C
vorzugsweise zwischen 175 und 200 C sich in kurzer Zeit verdampfen oder sublimieren, damit sie vom Laser-Strahl
bildmässig beeinflusst auf das Textilmaterial oder auf die Kunststoffolie übertragen v/erden, worauf sie fest gebunden
werden.
OFMGlNAL INSPECTED
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Die Kunststoffolie kann hierbei auch in Form eines Ueberzugs,
z.B. in Form einer auf Papier, Aluminium oder andere flexible Materialien überzogenen Kunststoffschicht vorliegen.
Eine grosse Zahl der erfindungsgemäss zu verwendenden
Farbstoffe sind auf dem Markt erhältlich. Als solche sind hier wie in den bekannten Verfahren der französischen Patentschriften
1 223 330 und 1 585 119 (Case PRO-I) vor allem Dispersionsfarbstoffe zu erwähnen, die bei atmosphärischem
Druck zwischen 160 und 220 C in den Dampfzustand übergehen, und zwar vorteilhaft diejenigen, die bei dieser Temperatur
in weniger als 40 Sekunden zu mehr als 60% verdampfen. Diese Farbstoffe gehören der Azoreihe wie z.B. das 2-(4'-Acetaminophenylazo)-4-methyl-l-hydroxybenzol
oder das 4-(2'-Carbomethoxyphenylazo)-3-methyl-l-pheny1-5-pyrazolon.
Styrylfarbstoffe, Chinophthalonderivate und Anthrachinonfarbstoffe
können ebenfalls verwendet werden. Besonders sollen hier folgende Farbstoffe aus der Reihe der Dispersionsfarbstoffe
erwähnt werden :
3-Hydroxychinophthalon,
1,4-Dimethylaminoanthrachinon,
3-Hydroxychinophthalon,
1,4-Dimethylaminoanthrachinon,
Chlor- und/oder Brom-1,5-diamino-4,8-dihydroxyanthrachinon,
l-iT.ydroxy-3-phenoxy-4-aminoanthrachinon,
l-Amino-2-cyano-4-anilinoanthrachinon,
l^-Diaminoanthrachinon^-carbonsäure-butyl-oder-propylester,
1,4-Diamino-2,3-dichloranthrachinon.
Zwischen 160 und 220 C sublimierbare oder verdampfbare basische (kationische) Farbstoffe können ebenfalls und zur
Uebertragung auf sauer modifizierte Kunstoffmaterialien wie sauer modifizierte Polyamid- oder Polyacrylnitrilmaterialien
besonders günstig verwendet werden.
Es ist vorteilhaft Farbstoffe zu wählen, die sehr ähnliche Verdampfungscharacteristiken aufweisen, damit man den Laser-
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ORIGINAL INSPECTED
Strahl nicht bei jeder Farbstoffänderung entsprechend ändern
muss und besonders damit Mischungen von Farbstoffen verwendet werden können, die bei Aenderung der Temperatur
oder der Verdampfungszeit Färbungen ähnlicher Tonalitat
ergeben.
Die Farbstoffe bringt man auf deren Zwischenträger nach an sich üblichen Methoden durch Imprägnieren oder Beschichten
einer flexiblen Unterlage, z.B. einer Papier- oder Cellophanfolie mit wässerigen oder organischen Tinten, die die
Farbstoffe undeinen unterhalb 220 C nicht schmelzbaren Binder, z.B. Polyvinylalkohol, Alginate, Celluloseester oder
-äther enthalten.
Trotz der Verwendung homogener Farbschichten ist beim erfindungsgemässen
Verfahren auch die naturgetreue Wiedergabe aller Halbtonschattierungen ohne Aufrasterung der
Vorlage möglich, weil die Menge des Farbmaterials, die von dem auf einen Punkt konzentrierten Laser-Licht auf
die Vorlage übertragen wird, direkt proportional der Belichtungsdauer ist und so alle Halbtöne durch geeignete
Steuerung der Belichtungsdauer echt reproduziert werden können.
Eine zweite Möglichkeit der Wiedergabe von Halbtönen besteht in der Steuerung der eingestrahlten Laserenergie,
weil die vom Farbstoffträger auf die Unterlage übertragene Farbmenge von der Temperatur abhängt auf welche der Farbstoff
erhitzt wird und zwar ist die Uebertragungsgeschwindigkeit um so grosser je höher die Temperatur des Farbstoffes
ist.
Bei zeilenweiser Abtastung mit einem Dauer-Strich-Laser oder mit einem pulsierenden Laser lässt sich so durch
ORIGINAL INSPECTED
Steuerung entweder der Belichtungszeit oder der Lichtintensität ein Raster beliebiger Feinheit erzielen.
Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens
werden die den bildfreien Stellen der Vorlage entsprechenden Farbstoffe der Farbschicht eines unigefärbten
(einfarbigen) ,Zwischenträgers mittels des Laser-Strahles
verdampft und gleichzeitig in Kontakt mit dem zu färbenden Material gebracht, wodurch diese Farbstoffe als Negativ
der Vorlage auf das Material übergehen. Bei entsprechender Auslegung der elektronischen Umwandlungsmittel des Scanners entsteht eine direkt positive
Abbildung der Vorlage.
Umgekehrt, wenn gemäss einer anderen Ausführungsform der
Erfindung die den Bildstellen der Vorlage entsprechenden Farbstoffe der Farbschicht eines Zwischenträgers mittels
des Laser-Strahles auf ihre Verdampfungstemperatur gebracht und im Gaszustand unmittelbar mit dem zu färbenden
Material in Berührung gebracht werden, gehen die Farbstoffdämpfe auf das Material über, auf welchem ein
Positiv des Laser-Bildes entsteht, das bei entsprechender Steuerung der elektronischen Umwandlungsmittel zugleich
ein Positiv der Vorlage darstellt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
dass die auf einer für das Laser-Licht transparente^Trägerschicht
mit geringem Wärmeleitungsvermögen angebrachte Farbschicht in Kontakt mit der Textilbahn oder mit der Kunststoffolie
durch die Trägerschicht hindurch mit bildmässig gesteuertem Laser-Licht bestrahlt wird, wobei die vom Laserstrahl
sublimierten Farbstoffe der Farbschicht auf den Kunststoff bzv/. auf das Textilmaterial übergehen und dort fixiert
werden. Auch hierbei entsteht ein Positiv der Vorlage
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ORfGlNAL INSPECTS)
Im einzelnen kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
die Bestrahlung mittels eines elektrooptisch gesteuerten C0„ - Lasers erfolgen, der bei 10,6 jlk funktioniert.
Solche C0„ - Laser stehen handelsüblich mit Dauerstrichleistungen
bis zu 1000 Watt zur Verfugung. Versuche haben gezeigt, dass zur Herstellung eines einwandfreien Transfers
das zu färbende Material mit Vorteil vorgewärmt wird.
Bei Wiedergabe eines Bildes durch punktförmige Abtastung ist es sehr wichtig die Zeit zur Wiedergabe eines Punktes
auf ein Minimum zu reduzieren d.h. die Zeit zur Erhitzung des Farbstoffes und der Abscheidung auf der Unterlage so
kurz wie möglich zu halten.
Die Verminderung der für Aufheizung des Farbstoffes nötigen Zeit kann dadurch erreicht v/erden, dass ein möglichst grosser
Teil der Energie des Laserlichts in der Farbstoffschicht absorbiert wird. Das kann durch Beimischen von geeigneten
Sensibilisatoren, die selbst nicht in den Gaszustand übergehen, zu den eigentlichen Farbstoffen geschehen.
Gewisse Sensibilisatoren sind selbst Farbstoffe, die in einem bestimmten Spektralbereich besonders stark absorbieren.
Für den infraroten Spektralbereich eignen sich z.B. die von der American Cyanamid Company mit dem Handelsnamen "Cyasorb" auf den Markt gebrachten Materialien.
In einer typischen Anwendung wird man dem Farbstoff 1 - 3o%
■Sensibilisatoren zumischen und damit eine Erhöhung der Verdampfungs-
bzw. Sublimiergeschwindigkeit auf das 10 - 30-fache erzielen.
Die Sensibilisierung der sublimierbaren Farbstoffe auf beliebige Teile des sichtbaren Spektralbereichs ist erwünscht,
v/enn die Verwendung von Infrarot-Lasern
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aus z.B. Kosten- oder Sicherheitsgründen vermieden werden soll.
Eine Erhöhung der Schreibgeschwindigkeit kann ferner durch eine Erhitzung der Unterlage erreicht werden, z.B.
kann durch Vorwärmung der Unterlage von Zimmertemperatur auf 150 C die Schreibgeschv/indigkeit um etwa das tausendfache
erhöht werden.
Bei Vorwärmung der zu dekorierenden Unterlage muss darauf geachtet werden, dass die Dauer des Kontaktes zwischen dem
Farbträger und der Unterlage beschränkt bleibt, so dass kein merklicher Übergang von Farbstoff auf die Kontaktfläche erfolgt
und damit die Unterlage einfärbt. Falls die Unterlage auf 200 C erwärmt wird, darf die Kontaktzeit d.h. Vor wärmungsdauer
höchstens ca. 3 bis 10 Sekunden betragen.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung kann als Farbträger
ein endloser, an der Belichtungsstelle vorbeibewegter Färb-'
träger in Form eines durchsichtigen endlosen Bandes verwendet werden.
Die an sich bekannte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
besteht aus einem von der punktwei.sen Abtastvorrichtung
für die Vorlage mittels GaAs-Kristallen elektrooptisch gesteuerter" CO_ - Laser (10,6/Λ) zur bildmässigen
Bestrahlung einer der Anzahl der Farbauszüge entsprechenden Anzahl von Farbträgern (Zwischenträgern), die eine gleichmassige
Schicht von zwischen 160 und 220 C in den Dampfzustand übergehenden Farbstoffen tragen, und je einer Vorrichtung,
die die zu färbenden Materialien mit den bestrahlten Stellen des Zwischenträgers in Kontakt bringt. Als zuletztgenannte
Vorrichtung bedient man sich am einfachsten einer geheizten Trommel, worauf die Textilbahn oder die Kunststofffolie
und der Zwischenträger leicht gepresst und an eine der Kontaktstellen durch den Laser bestrahlt werden.
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Grundsätzlich kann jeder Bestrahlungsstelle ein eigener
Laser zugeordnet v/erden. Vorteilhaft sind aber teildurchlässige Spiegel mit in Abhängigkeit von ihrer Entfernung
zum Laser zunehmendem Reflexionsvermögen zur Verteilung des Laser-Lichtes auf die einzelnen Bestrahlungsstellen
vorgesehen.
Des weiteren sind zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung eine Vorratsrolle für das zu färbende in
Bandform vorliegende Textil- oder Kunststoffmaterial, Transportrollen zum Fördern dieses Materials und gegebenenfalls
eine nach der letzten Bestrahlungsstelle angeorndete Schneidevorrichtung vorgesehen. Dabei kann jeder Bestrahlungsstelle eine Vorratsrolle und eine Aufwickelrolle für den beschichteten
Zwischenträger zugeordnet sein. Ferner muss in Laufrichtung des Zwischenträgers vor und eventuell auch nach
der Bestrahlungsstelle mindestens eine beheizte Andruckrolle für das Textil- bzw. Kunststoffmaterial angeordnet sein.
Das nachfolgende Beispiel illustriert die Erfindung ohne sie einzuschränken. Die darin angegebenen Teile bedeuten, wenn
nichts anderes erwähnt wird, Gewichtsteile und die Temperaturen sind in Cel^-iusgraden angegeben.
Mit einer 6 Teile des roten Farbstoffes l-Amino-2-phenoxy-4-hydroxyanthrachinons
(dispergiert in 6 Teilen Aethylcellulose und 88 Teilen Methylalkohol) enthaltenden Druckfarbe
wird zur Herstellung eines Zwischenträgers eine Cellophanfolie gleichmässig auf ihre ganze Fläche so überzogen, dass
2
auf 1 m des Zwischenträgers 3 Gramm Farbstoff zurückbleibt.
auf 1 m des Zwischenträgers 3 Gramm Farbstoff zurückbleibt.
ORIGINAL INSPECTED
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Um eine auf 150° geheizte Trommel wird in Kontakt mit der
beschichteten Fläche des Zwischenträgers ein Textilgewebe aus Polyathylenterephthalat herumgeführt und mittels eines
elektrooptisch gesteuerten CO - Lasers (10,6/a.) bestrahlt,
wobei die Anschlussklemmen der Steuereinrichtung des Laserlichtes von einer elektrooptischen Abtasteinrichtung für
die Vorlage mit den entsprechenden Steuerimpulsen versorgt werden ; ein Spiegelrad lenkt den Laserstrahl synchron mit
den Abtastbewegungen des Lichstrahles in der elektrooptischen Abtastvorrichtung für die Vorlage ab. Der auf diese Weise
zellenförmig bewegte Laser-Strahl wird mittels einer Steinsalzlinse auf die Oberfläche des roten, um die Trommel geschlungenen,
im Kontakt mit dem Textilgewebe sich befindlichen Zwischenträgers konzentriert.
Auf diese Weise erhält man auf dem Textilgewebe einen Abdruck
des vom gesteuerten Laser-Strahl erzeugten Farbauszugsbildes der Vorlage.
Das Gewebe wird somit mit einem roten Motiv versehen, ohne dass man den arbeitsintensiven und heiklen Weg der Walzengravur
beschreiten muss.
Mehrfarbenmotive können in analoger Weise erhalten werden unter Verwendung mehrerer Lasers, oder wenn einem 10,6yu--C0_
- Laser zwei halbdurchlässige und ein v/eiterer Spiegel nachgeschaltet v/erden. Der erste durchlässige Spiegel weist
ein Reflexionsvermögen von 33 1/3 %, der zweite ein Reflexionsvermögen
von 50 % und der letzte Spiegel ein solches von annähernd 100 % auf. Auf diese Weise wird das Licht des
Lasers annähernd gleichmässig auf drei Behandlungsstellen verteilt, von denen eine z.B. einem roten, eine z.B. einem
blauen und eine z.B. einem gelben Farbauszug zugeordnet ist. Jede Behandlungsstelle weist ausserdem eine elektrooptische
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Steuervorrichtung für das Laserlicht und eine Linse auf, womit der Laserlichtstrahl· auf je eine Trommel, um die das
Gewebe und der entsprechende Zwischenträger der zu übertragenden Farbstoffe geschlungen sind, konzentriert wird.
Um Mehrfarbenmotive zu erhalten, kann eine andere Vorrichtung benutzt werden, in_^dem der nicht zerteilte Laserlichtstrahl
durch die electrooptische, nacheinander auf dem blauen, dann dem gelben, dann dem roten Farbauszug abregelbare Steuervorrichtung
gerichtet ist, wobei die entsprechenden Zwischenträger nacheinander um die Trommel geschlungen werden; ein
einziger Zwischenträger kann benutzt werden, indem er alle zu übertragenden Farbstoffe auf sich folgenden Stellen trägt,
und wobei das Entrollen dieses Trägers so eingestellt wird, dass die, durch den Laserlichtstrahl beleuchte Stelle den
Farbstoff trägt, der dem Farbauszug entspricht auf welchem die electrooptische Steuervorrichtung im Moment geregelt ist.
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Claims (15)
- -IJ-Patentansprüche( 1.j Verfahren zur Herstellung farbiger Bilder, bei welchem auf einem synthetischen flächenartigen Material, mittels sublimierbarer oder verdampfbarer Farbstoffe, die einzelnen Farbauszüge durch punk- oder zeilenweise Abtastung der farbigen Vorlage mittels eines von der Abtasteinrichtung bildmässig gesteuerten Laser-Strahls gewonnen v/erden, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dem jeweiligen Farbauszug entsprechenden, unter 220 C nicht schmelzbaren Farbschicht, deren Farbstoffe zwischen 160 und 220 C in den Dampfzustand übergehen, die Farbstoffe durch den Laser-Strahl auf die Verdampfungsoder Sublimiertemperatur gebracht und in diesem Zustand auf die zu dekorierende, mit der Farbschicht in Kontakt stehende Fläche, übertragen v/erden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man farbige Bilder auf einer Folie aus Polyvinylchlorid, aus Polyamiden oder vorzugsweise aus Polyestern bzw. auf einem mit Polyestern behandeltem Papierbogen herstellt.
- 3. Verfahren nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man farbige Bilder auf eine aus Celluloseestern oder aus Poly-(athylenterephthalat) bestehenden Fläche herstellt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurchjgekennzeichnet, dass die auf einem Papier- oder Cellophanträger angebrachte, mit der zu dekorierenden Fläche in Kontakt stehende Farbschicht durch den Träger hindurch mit bildmässig gesteuertem Laserlicht bestrahlt wird, wobei die vom Laserstrahl verdampften Farbstoffe der Farbschicht allein auf309883/1090das Textilmaterial bzw. auf die Kunststoffolie übergehen,
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schmelzbare Schicht mindestens einen der Anthrachinonfarbstoffe folgender Formeln(n- = 3 odor 4)
N MI
I2 / Cl und HO
1Ι.ΊΙ_
I 2■(X)m X = Cl oder Br CO / 1 Cl S. -I
C!co I
Im m = 2. oder 2 co U ο- γ I I co I i\H NH2 OH oder den Farbstoff der Formelenthält. - 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schmelzbare Schicht ausser einem der in Anspruch 5 erwähnten Anthrachinonfarbstoffe ein anderes Material enthält, das in einem gewünschten Spektral-309883/1090bereich stark absorbiert.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von Farbstoff, die in den Abbildungspunkten
auf eine Textilbahn aus Synthesefasern oder Kunststofffolie übertragen wird, durch Steuerung der Zeit der Einwirkung des Laser-Lichtes moduliert wird, so dass auf
diese Weise-Halbtöne dargestellt werden. - 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von Farbstoff, die in den Abbildungspunkten
auf eine Textilbahn aus Synthesefasern oder Kunststofffolien übertragen wird, durch Steuerung der Energie des Laser-Lichtes moduliert wird, so dass auf diese Weise
Halbtöne dargestellt werden können. - 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mittels eines elektrooptisch gesteuerten Lasers erfclgt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterlage der nicht schmelzbaren Farbschicht, eine Papier- oder Cellophanfolie verwendet wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schmelzbare Schicht einen organischen Binder enthält.
- 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schmelzbare Schicht Polyvinylalkohol, Alginate oder Celluloseester oder -äther enthält.
- 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schmelzbare Schicht einen wasserlöslichen Binderenthält.309883/1090
- 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zu dekorierende Material auf höchstens 220 C vorgewärmt wird. - 15. Verfahren gemäss Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmung so eingestellt wird, dass sie bei ca. 220°C höchstens 0,5 Sekunden oder bei ca. 150°C höchstens3 Sekunden dauert.309883/1090
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