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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft das Bedrucken eines Substrats, das eine vorgedruckte "Druckstruktur" mit einer "Designschicht" aus Druckfarbe mit
differenzieller Adhäsion
innerhalb und außerhalb
der Druckstruktur aufweist.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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GB 2 118 096 (Hill und Yule),
US RE37,186 (Hill), das aus
US
4,673,609 und
US 4,925,705 (Hill) wiederholt
neuangemeldet wurde, beschreiben Druckverfahren mit exakter Ausrichtung,
wobei Schichten aus gehärteter
Druckfarbe von Bereichen eines Substrats entfernt werden, so dass
exakt überlagernde
Schichten Druckfarbe auf den verbleibenden Bereichen des Substrats
zurückbleiben.
Verfahren, die in diesen Patenten als das "direkte" und das "Schablonen"-Verfahren bezeichnet werden, erfordern
das Ausbilden eines "Druckfarbenbruchmechanismus" um die gewünschte "Silhouettenstruktur" oder "Druckstruktur" herum, in der Regel
aus Punkten oder Linien. UV-härtende
Druckfarbe wird in diesen Patenten nicht offenbart, und es wurde
festgestellt, dass sich typische UV-härtende Siebdruckfarbe für diese
Verfahren nicht eignet. Das liegt daran, dass die "chemische Vernetzung", zu der es bei der UV-Aushärtung kommt,
eine "Membranfestigkeit" oder Zugfestigkeit
in der einen oder den mehreren ausgehärteten Druckfarbenschichten
hervorruft, die einen Druckfarbenbruch verhindert oder die einen "sauberen" Druckfarbenbruch
entlang der gewünschten
Grenze jedes Bereichs der Druckstruktur verhindert. Somit ist jeder
entstehende Bruch unregelmäßig und
ungenau, wobei Druckfarben-"Nasen" in Bereiche außerhalb
der gewünschten
oder beabsichtigten Druckstruktur hineinragen.
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US 6,267,052 "Printing with Differential
Receptivity" (Hill
und Godden) offenbart Verfahren zum Drucken ohne Ausrichtung und
zum Drucken mit exakter Ausrichtung zusammen mit sieben Verfahren zum
exakten Überlagern
einer Bild-"Designschicht" auf eine vorgedruckte "Druckstruktur", die ein Substrat
teilweise bedeckt. Eines dieser sieben Verfahren ist das Verfahren
3: "Conventional
Printed Ink or Digital Ink Jet Differential Adhesion Method". Gemäß Verfahren
3 haftet die Druckfarbe an der Druckstruktur an, so dass ein dauerhaftes
Bildmaterial entsteht, aber sie bildet kein dauerhaftes Bildmaterial
auf den nicht-bedruckten Abschnitten des Substrats. Dieses Verfahren
kann für
eine Vielzahl verschiedener Zwecke verwendet werden, einschließlich zur
Herstellung von Einwegsichtpaneelen gemäß US RE37,186 oder anderen
Produkten, bei denen Bereiche des Substrats mit exakt überlagernden
Schichten Druckfarbe bedruckt werden müssen.
US 6,267,052 offenbart alternative
Druckfarben, die sich zum Ausbilden einer "Designschicht" mit Hilfe des Verfahrens 3 eignen, einschließlich Druckfarben
auf Wasserbasis, katalytischer Druckfarben und Druckfarben auf Lösemittelbasis.
UV-härtbare
Druckfarben werden in jenem Patent nicht offenbart, und es wird
davon ausgegangen, dass UV-härtbare
Druckfarben nie in Verbindung mit Verfahren 3 offenbart oder verwendet
wurden.
US 6,267,052 offenbart
ebenfalls die Verwendung selbstklebender Vinylstreifen zum Ausbilden
einer "Druckstruktur" und das Aufbringen
eines "Aufbringungsbandes" oder "Überlaminats" auf abgebildete Vinylstreifen, um ihr
Aufbringen auf ein Fenster zu ermöglichen.
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US 6,210,776 offenbart das
sogenannte "Durchkombinations"-Verfahren zum Handhaben
des normalen Fehlens einer Ausrichtung beim Drucken überlagernder
Schichten, wozu es beim Herstellen von Paneelen kommen kann. UV-härtende Siebdruckfarbe
wurde zur Herstellung solcher Paneele gemäß Verfahren 3 unter dem Warenzeichen
Overlap Registration System
TM verwendet,
wobei die Paneele unter dem Warenzeichen Contra Vision SCREENLINE
TM verkauft werden, wobei beide Warenzeichen
Eigentum der britischen Firma Contra Vision Ltd. sind. Das Durchkombinationsverfahren
arbeitet nicht mit differenzieller Aufnahmefähigkeit oder differenzieller
Adhäsion
oder dem Entfernen unerwünschter
Druckfarbe.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines bedruckten Paneels mit
einem darauf aufgedruckten Design offenbart, wobei das Design eine
dauerhafte Bildmaterialdesignschicht enthält. Das Verfahren enthält: 1) Ausbilden
einer Druckstruktur auf einem im Wesentlichen nicht-durchbrochenen
Substrat, so dass ein strukturiertes Substrat entsteht, wobei die
Druckstruktur das Substrat in mehrere diskrete bedruckte Bereiche und/oder
mehrere diskrete nicht-bedruckte Bereiche unterteilt; und 2) Inkontaktbringen
eines designerzeugenden Mediums mit dem strukturierten Substrat, so
dass ein abgebildetes Substrat entsteht, unabhängig davon, ob das designerzeugende
Medium mit den Bereichen der Druckstruktur oder mit den Bereichen
außerhalb
der Druckstruktur in Kontakt gebracht wird. Das designerzeugende
Medium bewirkt, dass die dauerhafte Bildmaterialdesignschicht ausschließlich innerhalb
der Druckstruktur aber nicht außerhalb
der Druckstruktur ausgebildet wird, und das designerzeugende Medium
bewirkt entweder, (i) dass kein Bildmaterial auf den Bereichen außerhalb der
Druckstruktur ausgebildet wird oder (ii) dass nur nicht-dauerhaftes
Bildmaterial auf den Bereichen außerhalb der Druckstruktur ausgebildet
wird. Die dauerhafte Bildmaterialdesignschicht besteht aus UV-härtbarer
Druckfarbe. Nicht-dauerhaftes Bildmaterial ist als Material definiert,
das durch Wasserstrahlen mit einem Druck von maximal 2.000 lb/in2 (140 kg/cm2) bei
einer Wasserströmungsrate
von maximal 15 Litern/Minute im Wesentlichen entfernt werden kann
und alles dauerhafte Bildmaterial mit guter Adhäsion an dem Substrat bei einem
Wasserstrahlen mit einem Druck von maximal 2.000 lb/in2 (140 kg/cm2) bei einer Wasserströmungsrate von maximal 15 Litern/Minute
als im Wesentlichen nicht entfernt zurückbleibt.
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In
allen Anwendungen des Verfahren der Erfindung wird nur ein Teil
des Substrats, der als die "Druckstruktur" bezeichnet wird,
dauerhaft abgebildet. Die "Druckstruktur" enthält mehrere
diskrete bedruckte Bereiche und/oder miteinander verbundene Bereiche,
die mehrere diskrete nicht-bedruckte Bereiche umgeben. Zu Beispielen
von Druckstrukturen gehören
eine Struktur aus Punkten oder Linien oder eine Gitter-, Netz- oder
Filigree-Struktur. Die Druckstruktur enthält eine einzelne Schicht Markierungsmaterial
oder mehrere Schichten Markierungsmaterial. In einer bevorzugten
Ausführungsform
enthält
die Druckstruktur Schichten von Druckfarbe, die in einer im Wesentlichen
exakten Ausrichtung aufgedruckt sind. Die Druckstrukturfarbe ist
in der Regel eine Druckfarbe auf Lösemittelbasis, die zum Beispiel
gemäß US RE37,186
oder
US 4,925,705 aufgetragen wird,
UV-gehärtete
Druckfarbe, Epoxiddruckfarbe oder Druckfarbe auf Wasserbasis. Die
Druckstruktur kann verschiedenartige aufeinanderfolgende Schichten
enthalten, wobei die erste Schicht eine gute Adhäsion an dem Substrat aufweist,
die eine oder die mehreren anschließenden Schichten eine gute
Adhäsion
an der vorherigen Schicht aufweisen und die oberste Schicht eine
gute Adhäsion
an der Designschicht aufweist. Wenn die Druckstruktur für diese Druckfarben
oder andere Abbildungsmaterialien, die dafür vorgesehen und formuliert
sind auf Polyvinylchloridmaterialien aufgebracht zu werden, aufnahmefähig sein
soll, so ist die letzte Schicht der Druckstruktur (wenn mehrere
Schichten verwendet werden) in der Regel eine Druckfarbe, die eine
Oberfläche
mit vinylartigen Eigenschaften aufweist, wie zum Beispiel Coates
Vynalam
TM, eine Druckfarbe, die von der
britischen Firma Coates Screen plc hergestellt wird. Die Druckstruktur
kann aus einer beliebigen Farbe oder beliebigen Farbkombination
bestehen, oder sie kann aus einer oder mehreren wasserklartransparenten
Schichten oder einer oder mehreren durchscheinenden Schichten bestehen.
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Im
Sinne des vorliegenden Textes meint der Begriff "Designschicht" eine Schicht eines Materials, die auf
eine zuvor ausgebildete "Druckstruktur" aufgebracht wird,
indem man ein "adressiertes
Design" mit Hilfe
eines "designerzeugenden
Mediums" mit dem
Substrat in Kontakt bringt. Die Designschicht kann eine einzelne
Schicht aus einem einzelnen Material sein, wie zum Beispiel eine
einzelne Schicht Druckfarbe, oder sie kann eine Mehrfarbdruckprozessschicht
sein, bei der einzelne Farbabscheidungen (in der Regel Schwarz,
Cyan, Magenta und Gelb) innerhalb der Designschicht und jedes "bedruckten Abschnitts" innerhalb der Designschicht
in der Regel diskontinuierlich sind.
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In
einer bevorzugten Anwendung der Erfindung wird eine UV-härtbare Druckfarbendesignschicht
digital auf ein Substrat gedruckt, auf dem sich eine vorgedruckte
Druckstruktur befindet. Jegliche UV-härtbare Druckfarbe, die kein
dauerhaftes Bildmaterial bildet, wird entfernt, zum Beispiel durch
Absaugen, durch Luftstrahlen, durch Strahlen mit einer Flüssigkeit
(zum Beispiel Wasser, bevorzugt aber eine nicht-wässrige Flüssigkeit),
oder durch das Aufbringen und Entfernen einer Schicht, die an der
Oberfläche
jeder Druckfarbe oder jedes sonstigen Markierungsmaterials haftet,
die bzw. das auf das Substrat aufgetragen wird, was aber nur das
nicht-dauerhafte Bildmaterial entfernt, wodurch das dauerhafte Bildmaterial
auf dem Substrat innerhalb der gewünschten Druckstruktur zurückbleibt.
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Im
Sinne des vorliegenden Textes kann ein "Substrat" eine einzelne Lage eines homogenen
Materials oder ein Mehrschichtmaterial oder -system sein, das zum
Beispiel die gesamte Auftragsmenge einer Beschichtung beinhal tet,
um die Adhäsion
einer anschließend
aufgebrachten Druckfarbenschicht zu fördern oder zu hemmen. Das Substrat
ist im Wesentlichen nicht-durchbrochen, aber es kann zum Beispiel
Löcher
aufweisen, die dazu dienen können, die
Druckausrichtung zu unterstützen
oder das Substrat durch eine Druck- oder sonstige Maschine zu führen.
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In
allen Ausführungsformen
von Paneelen, die mittels erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden,
ist es möglich,
einen bestimmten Querschnitt durch die Paneele vorzunehmen, wobei
dieser Querschnitt das Substrat, das zwei Außenkanten aufweist, und die
Druckstruktur, die mehrere "bedruckte
Abschnitte" und "nicht-bedruckte Abschnitte" im Wechsel aufweist,
wobei jeder bedruckte Abschnitt zwei Außenkanten aufweist, enthält. Mindestens
einer – und
in der Regel alle – der
bedruckten Abschnitte enthalten eine "Hintergrundfarbschicht" aus einem einzelnen
Material, zum Beispiel Druckfarbe, die sich über die gesamte Druckstruktur,
aber nicht außerhalb
der Druckstruktur erstreckt. Die Hintergrundfarbschicht kann eine
erste Schicht sein, die auf das Substrat aufgebracht wird, welche
die "Druckstruktur" bildet und definiert.
Mindestens zwei der bedruckten Abschnitte enthalten einen Abschnitt oder
mehr der "Designschicht" aus Abbildungsmaterial,
die sich in der Regel über
oder unter der "Hintergrundfarbschicht" befindet. Ein "Design" ist das sichtbare
Bild einer oder mehrerer "Designschichten", das man in der
Regel überlagernd
vor einer Hintergrundfarbschicht sieht. Innerhalb des jeweiligen
Querschnitts hat eine Designschicht zwei Außengrenzen, und innerhalb der
zwei Außengrenzen
ist jeder bedruckte Abschnitt der Designschicht so aufgebaut, dass
er zwei Außenkanten
eines Teils der Designschicht aufweist, die innerhalb der zwei Außenkanten des
bedruckten Abschnitts liegen. Diese Konfiguration enthält die möglichen
Anordnungen, dass die zwei Außenkanten
eines Teils der Designschicht innerhalb der zwei Außenkanten
eines bedruckten Ab schnitts voneinander beabstandet sind oder dass
eine Außenkante
eines Teils der Designschicht an eine Außenkante eines bedruckten Abschnitts
angrenzt oder dass die zwei Außenkanten
sowohl des Teils der Designschicht als auch des bedruckten Abschnitts
aneinander grenzen. In dem jeweiligen Querschnitt wird mindestens
eine Designschicht auf mindestens zwei bedruckte Abschnitte der
Druckstruktur aufgebracht, die durch mindestens einen nicht-bedruckten
Abschnitt des Substrats getrennt werden. Die Designschicht kann
sich über
die gesamte Druckstruktur erstrecken und tut dies im Fall eines
einheitlichen Farbdesigns oder eines Gesamt-Mehrfarbprozessdesigns in
der Regel auch.
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Eine "Designfarbschicht" ist ein Material
aus einer einzelnen Farbe von im Wesentlichen gleichförmigem Farbton,
Grauton und Intensität
innerhalb einer Designschicht. Der Begriff "Designfarbschicht" enthält eine der einzelnen Farben
eines Mehrfarbdruckprozesses, wie zum Beispiel Schwarz, Magenta,
Cyan und Gelb. Eine Designfarbschicht erstreckt sich nicht über die
gesamte Druckstruktur hinweg.
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Ein "dauerhaftes Bildmaterial" ist ein Bildmaterial,
das sich in einem dauerhaften, im Wesentlichen unveränderlichen
chemischen und festen Zustand in einer unveränderlichen geometrischen Beziehung
zu dem Substrat befindet und eine gute Adhäsion auf dem Substrat aufweist.
Zur Klarstellung sei angemerkt, dass hier davon ausgegangen wird, dass
sich eine ausgehärtete
Druckfarbenschicht, die außerhalb
des Rahmens der "Silhouettenstruktur", wie in den zum
Stand der Technik gehörenden
Verfahren von US RE37,186, und außerhalb des Rahmens der "Druckstruktur", wie in dem zum
Stand der Technik gehörenden
Verfahren von
US 4,925,705 , fällt, in
einem dauerhaften, im Wesentlichen unveränderlichen chemischen und festen
Zustand in einer unveränderlichen
geometrischen Beziehung zu dem Substrat befindet und somit einen
Druckfarbenbruchmechanismus erfordert, um sie von der Druckfarbe innerhalb
der "Silhouettenstruktur" bzw. der "Druckstruktur" jener Verfahren
zu entfernen. Sie hat allerdings infolge des Vorhandenseins einer
Schablonen- oder sonstigen Schicht, die auf das Substrat aufgebracht
wurde und eine schlechte Adhäsion
auf dem Substrat aufweist, keine gute Adhäsion auf dem Substrat. Diese
Verfahren des Standes der Technik erfordern eine erhebliche Kraft,
um zu bewirken, dass ein Druckfarbenbruchmechanismus unerwünschte ausgehärtete Druckfarbe
im Wesentlichen entfernt, wobei die erhebliche Kraft zum Beispiel
durch Hochdruckwasserstrahlen erzeugt wird – in der Regel mit einem Druck
von mindestens 1.500 lb/in
2 (105 kg/cm
2) und in der Regel über 2.000 lb/in
2 (140 kg/cm
2) mit einer Wasserströmungsrate von mindestens 10
Litern/Minute und in der Regel 15 Litern/Minute oder 15 kg/Minute.
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Im
Sinne des vorliegenden Textes kann "nicht-dauerhaftes Bildmaterial" durch Wasserstrahlen
mit einem Druck von 2.000 lb/in2 mit einer
Wasserströmungsrate
von 15 Litern/Minute im Wesentlichen entfernt werden, und jegliches
dauerhafte Bildmaterial mit guter Adhäsion auf dem Substrat wird durch
Wasserstrahlen mit einem Druck von 2.000 lb/in2 mit
einer Wasserströmungsrate
von 15 Litern/Minute im Wesentlichen nicht entfernt. Das hier besprochene
Verfahren gestattet vorzugsweise das Entfernen von nicht-dauerhaftem
Bildmaterial durch ein Schleifmedium unter Druck, vorzugsweise mittels Luftstrahlen
oder eines anderen Verfahrens, das keine wässrigen Rückstände hinterlässt, vorzugsweise mit einer
Rate von weniger als 10 kg/Minute und bevorzugt weniger als 5 kg/Minute
und besonders bevorzugt weniger als 2 kg/Minute.
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Das
Verfahren der Erfindung beinhaltet in der Regel (i) das Auftragen
einer Designschicht auf ein strukturiertes Substrat, das eine vorgedruckte
Druckstruktur mit guter Adhäsion
auf dem Substrat und kein Bildmaterial außerhalb der Bereiche der Druckstruktur
aufweist; oder (ii) das Auftragen einer Designschicht auf ein struktu riertes
Substrat, das eine vorgedruckte Druckstruktur mit guter Adhäsion auf dem
Substrat aufweist, und von "nicht-dauerhaftem Bildmaterial" mit schlechter Adhäsion auf
die Bereiche des Substrats außerhalb
der Druckstruktur. In diesem Fall (ii) erreicht man die schlechte
Adhäsion auf
dem Substrat außerhalb
der Druckstruktur zum Beispiel mit Hilfe einer Schablonenschicht
oder sonstigen Schicht mit schlechter Adhäsion auf dem Substrat, zum
Beispiel in einer Weise ähnlich
dem "Schablonen"- oder dem "direkten" Verfahren, die in
US RE37,186 offenbart sind.
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In
dem Fall (i) hat die Oberfläche
der Druckstruktur in der Regel eine größere Oberflächenenergie als die Oberfläche des
nicht-bedruckten Substrats, und die Designschicht, in der Regel
aus UV-härtbarer
Druckfarbe, haftet besser an der Druckstruktur als an den nicht-bedruckten
Abschnitten des Substrats. Zum Beispiel hat die druckstrukturexterne Oberfläche in der
Regel eine Oberflächenenergie von
mindestens 40 Dyn/cm2 und bevorzugt größer als
45 Dyn/cm2, während die nichtbedruckten Bereiche
des Substrats in der Regel eine Oberflächenenergie von weniger als
40 Dyn/cm2 und bevorzugt weniger als 35
Dyn/cm2 haben, wo das Substrat zum Beispiel
Polyesterfilm ist, der nicht behandelt wurde, um die Oberflächenenergie über ein
solches Maß hinaus
anzuheben.
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Die
Oberflächenenergie
des Substrats kann angepasst werden, um eine differenzielle Oberflächenenergie
und dadurch eine differenzielle Adhäsion von Bildmaterial zu erzeugen
oder zu verstärken.
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In
jedem von beiden Fällen
(i) und (ii) wird eine Designschicht, die aus UV-härtbarer
Druckfarbe ausgebildet wurde, in der Regel siebgedruckt oder tintenstrahlgedruckt.
Das Verfahren braucht keinen Druck mit im Wesentlichen unterschiedlichen
Druckfarbensystemen zu beinhalten. Zum Beispiel können alle
Schichten der Druckfarbe UV-gehärtet
werden.
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Im
Sinne des vorliegenden Textes meint der Begriff "adressiertes Design" eine geometrische Anordnung, die von
der Druckstruktur unabhängig
ist, die sich sowohl innerhalb der Grenzen der Druckstruktur als
auch außerhalb
der Grenzen der Druckstruktur erstreckt und die den Erstreckungsbereich einer
Designschicht innerhalb der Druckstruktur definiert. Ein adressiertes
Design kann eine einzelne Designfarbschicht oder einen Mehrfarbprozess
umfassen, einschließlich
eines Vierfarb- oder
eines Hexachromprozesses. Ein adressiertes Design kann durch mehrere
digital adressierte Mikroelemente zum Beispiel als Teil eines "digitalen Druckverfahrens" ausgebildet werden.
Das adressierte Design kann alle Bereiche innerhalb und außerhalb
der Druckstruktur umfassen, um eine gleichförmige Farbdesignschicht oder
eine Gesamt-Mehrfarbprozessdesignschicht zu erzeugen, oder es braucht
auch nur einen Teil der Druckstruktur zu umfassen.
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Im
Sinne des vorliegenden Textes meinen die Begriffe "Inkontaktbringen
eines adressierten Designs" und "Inkontaktbringen
eines designerzeugenden Mediums" einschließlich beispielsweise
das physische Auftragen einer Schicht aus Bildmaterial (zum Beispiel
einer Druckfarbe durch Siebdruck oder digitalen Tintenstrahldruck,
eines Thermotransferharzes, Toners, Farbstoffes oder sonstigen Bildmaterials)
auf das Substrat oder auf eine zuvor aufgebrachte Schicht oder das
Aufbringen des Materials in einem Abstand zu dem Substrat (um zum
Beispiel durch elektrostatische Ladung innerhalb der bedruckten Abschnitte
des Substrats angezogen zu werden), oder das Auftragen von Energie,
um Bildmaterial auf dem Substrat umzuwandeln, zum Beispiel durch
Inkontaktbringen des Bildmaterials mit einer digitalen Laserlichtquelle,
um lichtempfindliches Material so umzuwandeln, dass ein sichtbares
Bild entsteht.
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Im
Sinne des vorliegenden Textes beinhaltet der Begriff "digitale Druckverfahren" jene Prozesse, die
unter den Kategorien elektrostatischer Druck, elektrografischer
Druck, Thermotransferdruck (mitunter auch als Wärmemassentransferdruck bezeichnet)
und thermischer Farbstoffsublimationsdruck sowie digitaler Tintenstrahldruck
zusammengefasst sind. Digitale Druckverfahren arbeiten in der Regel mit
einem Rasterbildprozessor zum Steuern der Position und Größe der Abscheidungen
von Schwarz-, Cyan-, Magenta- und Gelb-Material in einem Vierfarbprozess
und/oder zusätzlicher "Punktfarben". Eine "Punktfarbe" hat im Wesentlichen
einen gleichförmigen
Farbton, einen gleichförmigen
Grauton und eine gleichförmige
Intensität.
Bei solchen digitalen Druckverfahren können sehr kleine Abscheidungen einer
einzelnen Farbe eines Markierungsmaterials auf die Oberfläche eines
Substrats adressiert werden, zum Beispiel eine Abscheidung pigmentierter Harzfolie
durch einen einzelnen Knoten eines Transferkopfes eines Wärmefolientransfergerätes, wie zum
Beispiel das Gerber EdgeTM (ein Warenzeichen der
Gerber Scientific Products, Inc., USA), oder die einzelne Abscheidung
infolge eines einzelnen Impulses eines einzelnen Tintenstrahls von
einem Tintenstrahldrucker. Das Verfahren der Erfindung umfasst jedes
Verfahren digitalen Druckens, bei dem kleine Elemente von Markierungsmaterial
oder Energie einzeln auf ein Substrat adressierbar sind oder auf
einen Transferträger
oder eine Transfertrommel adressierbar sind, die dann auf ein Substrat
adressiert werden.
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Die
Erfindung kann auch in Verbindung mit der Herstellung von Einwegsichtpaneelen
gemäß dem "Durchkombinations"-Verfahren, das in
US 6,210,776 (Hill) offenbart
ist, verwendet werden. Gemäß jenem
Verfahren werden überlagernde
Schichten der Druckstruktur so gedruckt, dass in jedem bedruckten
Abschnitt eine Schicht, in der Regel eine weiße Schicht, innerhalb einer
anderen Schicht, in der Regel einer schwarzen Schicht, beabstandet
ist. Eine durchscheinende Design schicht erstreckt sich in der Regel
außerhalb
der schmaleren, in der Regel weißen Schicht, aber innerhalb
der breiteren, in der Regel schwarzen Schicht. Die durchscheinende
Designschicht ist gegen die weiße
Schicht zu sehen, ist aber im Wesentlichen unsichtbar, wo sie direkt
auf die schwarze Schicht aufgebracht ist. Solche Druckstrukturen
mit überlagernden
Schichten, die sich nicht in exakter Ausrichtung befinden, sind
in der Regel wirtschaftlicher herzustellen als Druckstrukturen mit überlagernden
Schichten in exakter Ausrichtung.
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In
einem ersten Verfahren zum Einstellen der Substratoberflächenenergie
wird ein Substrat wie zum Beispiel ein PVC-Film, Polyesterfilm,
Polyethylenfilm oder Polypropylenfilm so behandelt, dass seine Oberflächenenergie
zunimmt, zum Beispiel durch eine Koronabehandlung, um den Druck
der Druckstruktur zu ermöglichen
oder zu verbessern. Eine Koronabehandlung verbessert die Adhäsion und
das Haften und Ausnetzen von Druckfarben. Dabei wird eine elektrische
Ladung an die zu behandelnde Oberfläche angelegt. Atmosphärische Sauerstoffmoleküle brechen
auf und binden sich an Moleküle
in dem behandelten Material, wodurch die Oberflächenenergie erhöht wird.
Der Betrag, um den die Oberflächenenergie
des Substrats erhöht
wurde, verliert sich im zeitlichen Verlauf gemäß einer Abklingkurve. Zum Beispiel
können über 2 Dyn/cm2 Oberflächenenergie
in weniger als 24 Stunden abgeleitet werden.
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Gemäß dem Verfahren
wird ein Substrat koronabehandelt, um die Oberflächenenergie auf über 40 Dyn/cm2 und bevorzugt auf über 45 Dyn/cm2 anzuheben.
Die Druckstruktur wird dann mit Hilfe einer beliebigen geeigneten
Technik aufgebracht, wie zum Beispiel mittels Siebdruck einer PVC-Druckfarbe
auf Lösemittelbasis.
Dann lässt
man das vorgedruckte, strukturierte Substrat für eine ausreichend lange Zeit ruhen,
damit die Oberflächenenergie
des Substrats unterhalb eines vorgegebenen Niveaus abfallen kann,
in der Regel weniger als 40 Dyn/cm2 und bevorzugt
weniger als 35 Dyn/cm2, dergestalt, dass eine
anschließend
aufgebrachte Designschicht, in der Regel aus UV Druckfarbe, kein
dauerhaftes Bildmaterial auf dem Substrat bildet, aber ein dauerhaftes
Bildmaterial auf der Druckstruktur bildet. Die Oberflächenenergie
kann mit verschiedenen Mitteln überwacht
werden, einschließlich "Dynstiften" unterschiedlicher
Graduierungen, dergestalt, dass, wenn die Druckfarbe von einem Dynstift
nicht "ausnetzt", sondern sich zu
Kügelchen
formt, die Oberflächenenergie
geringer ist als die Graduierung des betreffenden "Dynstiftes".
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Alternative
Adhäsionsverstärkungssysteme, deren
Effekte ebenfalls im Lauf der Zeit abklingen, können auf die Substratoberfläche aufgebracht
werden, bevor die Druckstruktur aufgedruckt wird. Zum Beispiel kann
eine Flammplasmaoberflächenbehandlung
angewendet werden, um die Oberflächenenergie
des Substrats zu erhöhen,
die dann im Lauf der Zeit nach dem Aufdrucken der Druckstruktur
abklingt, um die differenzielle Adhäsion der später aufgebrachten Designschicht
zu erzeugen.
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In
einem zweiten Verfahren des Einstellens der Substratoberflächenenergie
wird ein Substrat wie zum Beispiel ein Polyesterfilm oder ein Polycarbonatfilm
durch Auftragen einer UV-härtbaren,
klaren Transparentbeschichtung behandelt, die während des Beschichtungsprozesses
nur teilweise ausgehärtet
wird, um ein Bedrucken des Substrats zu ermöglichen. Geeignete Beschichtungen
sind jene, die nach anschließender
UV-Aushärtung eine
kratzfeste und/oder vandalismussichere Oberfläche bilden, die eine geringe
Oberflächenenergie
aufweisen und die sich schwierig bedrucken lassen. Zu Beispielen
geeigneter UV-härtender
Lacke gehören
Nor-Cote IGI oder
Nor-Cote MSK (die Produkte werden von der Nor-Cote, Inc. hergestellt),
die sich auf Polyester- oder
Polycarbonatfilm auftragen lassen. Zu Beispielen proprietärer beschichteter
Substrate, die diese Vorgabe erfüllen,
gehören:
- Lexan® HPxxS (Polycarbonatfilmbasis)
- Marnot XL-Polycarbonat (Polycarbonatfilmbasis)
- Marnot XL Melinex®-Film (Polyesterfilmbasis)
- Autoflex® EB
(Polyesterfilmbasis)
- Autoflex® PC
(Polycarbonatfilmbasis)
- "Lexan" ist ein eingetragenes
Warenzeichen von GE Plastics.
- "Marnot" ist ein Warenzeichen
der Tekra Corporation.
- "Autoflex" ist ein eingetragenes
Warenzeichen der Autotype International, Ltd.
- "Melinex-Film" ist ein eingetragenes
Warenzeichen von DuPont-Tiejin Films.
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Die
teilweise ausgehärteten
UV-Beschichtungen auf jenen Substraten ermöglichen das Aufbringen der
Druckstruktur mittels UV-härtbarer Druckfarben,
Lacke oder sonstiger UV-gehärteter Materialien.
Die Druckstruktur wird auch nur teilweise UV-gehärtet. Jedoch werden während der
teilweisen UV-Aushärtung
der Druckstruktur die exponierten Abschnitte der anfänglichen
transparenten Beschichtung, die nicht von der Druckstruktur bedeckt
sind, im Wesentlichen vollständig
ausgehärtet.
Die Zeit und Intensität
der erforderlichen UV-Strahlung sowohl zum teilweisen Härten der
Druckstruktur als auch zum im Wesentlichen vollständigen Härten der
exponierten Beschichtung sind variabel und richten sich nach dem
speziellen verwendeten beschichteten Substrat, der transparenten
Beschichtung, der Druckstruktur-Druckfarbe
und der Dicke der überlagernden
Schichten. Die UV-Strahlung kann von einer oder von beiden Seiten des
transparenten Substrats einwirken, wenn das Substrat für UV-Strahlung
transparent ist. Zum Beispiel kann Lexan® HPxxS
durch eine Druckfarbe der Nor-Cote IGI-Reihe zu der Druckstruktur
abgebildet und – zum
Beispiel mit 300 mJ/Durchgang – teilweise
ausgehärtet
werden. Durch die nur teilweise Aushärtung hat die Druckstruktur
eine höhere
Oberflächenenergie
als die Bereiche der im Wesentlichen vollständig ausgehärteten Beschichtung außerhalb
der Druckstruktur und ermöglicht
es, dass die Adhäsion
einer anschließenden
Designschicht ein dauerhaftes Bild auf der Druckstruktur bildet,
aber nicht auf der im Wesentlichen vollständig ausgehärteten Beschichtung außerhalb
der Druckstruktur. Die Beschichtung außerhalb der Druckstruktur hat,
wenn sie im Wesentlichen vollständig
ausgehärtet
ist, eine geringere Oberflächenenergie
als die Druckfarbe auf der Druckstruktur und ermöglicht nicht den gleichen Grad
an Adhäsion
von anschließend
aufgebrachter Druckfarbe, die somit ein nicht-dauerhaftes Bildmaterial
bildet. Das nicht-dauerhafte Bildmaterial wird dann im Wesentlichen
entfernt, indem man zum Beispiel ein Schleifmedium wie zum Beispiel
Luft oder Wasser aufträgt oder
indem man eine Saugkraft anlegt oder indem man eine Klebefläche auflegt
und abzieht, wie zum Beispiel Selbstklebeband.
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Obgleich
die Erfindung in der Regel eine Druckstruktur verwendet, die mittels
eines herkömmlichen
Massenproduktionsprozesses, wie zum Beispiel Siebdruck, Lithografiedruck
oder Tiefdruck, aufgedruckt wird, kann die Druckstruktur auch digital
gedruckt werden, zum Beispiel mit einer weißen, Weiß-auf-Schwarz- oder klaren
Druckstruktur, um Einwegsichtpaneele herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist besonders nützlich
zum Herstellen von Produkten mit einer nicht-standardmäßigen Druckstruktur anhand
computergenerierter Grafik, zum Beispiel zum Herstellen einer stochastischen, unregelmäßigen Silhouettenstruktur
in Produkten gemäß US RE37,186.
Solche stochastischen Strukturen haben gewisse Vorteile gegenüber regel mäßigen Punkt-,
Linien-, Hexagon- oder sonstigen derartigen regelmäßigen Strukturen,
da Defekte in der Druckqualität
nicht so leicht auffallen und feine, überlagernde Zeichen mit geringerer
Wahrscheinlichkeit Kanten haben, die zwischen Linien oder regelmäßige Zeilen aus
Punkten fallen und daher aus dem Endprodukt weggelassen werden – ein Problem,
das in der Regel die Größe solcher
Zeichen, die in solche Produkte integriert werden können, begrenzt.
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Außer für Einwegsichtprodukte
gemäß US RE37,186
ist das erfindungsgemäße Verfahren
auch zum Bedrucken anderer Arten von Produkten brauchbar. Zum Beispiel
stützen
sich die meisten Mehrfarbdruckverfahren auf ein weißes Substrat oder
eine weiße
Oberfläche,
auf die gedruckt wird. Wenn also ein Bild auf ein oder mehrere Teile
eines transparenten Substrats gedruckt werden soll, so ist es in
der Regel zweckmäßig, zuerst
eine weiße Schicht
und dann das Bild zu drucken (zum Beispiel ein Punktfarbenzeichen
oder ein Vierfarbprozessbild). Das hier besprochene Verfahren ermöglicht eine
exakte Ausrichtung einer Punktfarbe oder eines Vierfarbprozessbildes
auf eine vorgedruckte Druckstruktur von weißer Druckfarbe. Transparente
Substrate werden üblicherweise
auch mit einem Design umkehrbedruckt, so dass es möglich ist,
das Design richtig herum durch das Substrat (und manchmal durch
eine Selbstklebeschicht und ein Fenster, an dem das Substrat angebracht
ist) zu sehen. Bei solchen Produkten wird die Druckstruktur aus
einem transparenten Material ausgebildet, zum Beispiel in klarer
Transparentdruckfarbe gedruckt, und die Druckfarbe für die Designfarbschicht
wird so umkehrgedruckt, dass sie ein dauerhaftes Bildmaterial auf der
klaren, transparenten Druckstruktur bildet, und so, dass sie ein
nicht-dauerhaftes Bildmaterial auf den Abschnitten des Substrats
außerhalb
der Druckstruktur bildet, in der Regel gefolgt von einer weißen Hintergrundfarbschicht.
Nach dem Entfernen von unerwünschter
Druckfarbe kann man das Design "richtig
herum" durch das
klare transparente Substrat hindurch mit der gewünschten Farbdarstellung und
mit einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung auf die weiße Hintergrundschicht
sehen.
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In
einem Beispiel des Verfahrens ist es erwünscht, ein Zeichen (zum Beispiel
ein Produktwarenzeichen) auf einen transparenten Polycarbonatfilm
mittels standardmäßiger UV-gehärteter Druckfarben
zu drucken, die in der Regel auf einen weißen Hintergrund gedruckt werden.
Solche standardmäßigen UV-gehärteten Druckfarben
würden
nicht die gewünschten
Farbeigenschaften von Farbton, Grauton und Intensität erbringen,
wenn man sie direkt auf den transparenten Film drucken würde. Darum
wird eine gedruckte Unterschicht aus Weiß benötigt, um die gewünschte Farbdarstellung
zu erzeugen. Wenn jedoch das Weiß und dann die eine oder die
mehreren überlagernden
Farbschichten, die das Zeichen bilden, mit Hilfe herkömmlicher
Mittel gedruckt werden würden,
so würde
unvermeidlich ein Mangel an Ausrichtung zwischen dem Weiß und den
Farbschichten bestehen. Gemäß der Erfindung
kann jedoch eine exakte Ausrichtung erreicht werden, indem man zuerst
den Polycarbonatfilm mit einer transparenten UV-härtbaren
Beschichtung, wie zum Beispiel klarem, transparentem Nor-Cote IGI, überzieht,
die zum Beispiel mit Hilfe des Flutungsbeschichtungssiebdrucks aufgebracht
wird, und diese Schicht nur teilweise härtet (zum Beispiel mit 300
mJ/Durchgang), so dass sie für
eine UV-härtbare "Druckstruktur"-Schicht aus weißer Druckfarbe in Form des
gewünschten
Zeichens aufnahmefähig
ist. Diese weiße Schicht
wird ebenfalls teilweise UV-gehärtet,
aber so weit, dass die erste transparente Beschichtung dann vollständig ausgehärtet ist.
Zum Beispiel wäre
ein geeignetes Härtungsregime
bei Verwendung der weißen
Nor-Cote IGI-Druckfarbe
300 mJ/Durchgang. Die teilweise ausgehärtete weiße Schicht ist dann für die eine
oder die mehreren Designfarbschichten der Warenzeichen aufnahmefähig, die
so gedruckt werden, dass sie die weißen Bereiche über lappen,
und die vollständig
ausgehärtet
werden, damit sie gut an den weißen Bereichen haften, aber
nicht an der vollständig
ausgehärteten
ersten transparenten Beschichtung. Die vollständig ausgehärtete erste transparente Beschichtung
hat eine relativ niedrige Oberflächenenergie,
wodurch es möglich
ist, die unerwünschte
Druckfarbe außerhalb
der weißen
Druckstruktur anschließend
zum Beispiel mittels Luft- oder Wasserstrahlen, Absaugen oder das
Aufbringen und Entfernen einer Klebeschicht zu entfernen.
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In
einem weiteren Beispiel des Verfahrens enthält die Druckstruktur mehrere
Schichten von Druckfarbe, um zum Beispiel Einwegsichtpaneele gemäß US RE37,186
herzustellen, die in der Regel eine schwarze Schicht haben, welche
die Silhouettenstruktur auf der transparenten Beschichtung definiert,
gefolgt von einer oder mehreren durchgängigen "Flutungsbeschichtungs"-Schichten aus Weiß, gefolgt
von jeglichen Designs, die vollständig sowohl über die
als auch außerhalb
der Druckstruktur gedruckt sind. Alle unerwünschte Druckfarbe außerhalb der
Druckstruktur lässt
sich problemlos Schicht für Schicht
oder alles auf einmal dank der schlechten Bindung zwischen der vollständig ausgehärteten transparenten
Beschichtung und allen Schichten, die anschließend aufgebracht wurden, entfernen.
In der Regel wird sie mit Hilfe von Luft- oder Wasserstrahlen, Absaugen
oder Aufbringen und Entfernen einer Klebeschicht entfernt.
-
Ein
drittes Verfahren zum Einstellen der Substratoberflächenenergie
zum Verstärken
einer differenziellen Druckfarbenadhäsion beinhaltet das Aufbringen
einer "Hartbeschichtung" auf ein bedruckbares
Substrat, eine Technik, die üblicherweise
benutzt wird, um ein Paneel herzustellen, dass beständiger gegen
Zerkratzen, Graffiti usw, ist als das Grundmaterial und das daher
auch schwierig zu bedrucken ist und eine niedrige Oberflächenenergie
aufweist. Ein solches proprietäres
Material ist Lexan® Margard®, bei
dem es sich um ein Polycarbonatmaterial handelt, das mit einer Hartbeschichtung
auf Silikonbasis mit einer Oberflächenenergie von weniger als
30 Dyn/cm2 und nominal von 28 Dyn/cm2 beschichtet ist. ("Lexan" und "Margard" sind eingetragene Warenzeichen von
GE Plastics.) Die Oberflächenbeschichtung mit
niedriger Oberflächenenergie
wird von den Bereichen der Druckstruktur entfernt (zum Beispiel
durch chemisches Ätzen
oder Laserschnitt), um eine druckaufnahmefähige Oberfläche (d. h. Polycarbonat-Grundmaterial)
in der Form der Druckstruktur freizulegen. Anschließend aufgebrachte
Schichten von Druckfarbe haften an dem Substrat innerhalb der Druckstruktur,
haften aber nicht außerhalb
der Bereiche der Druckstruktur.
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Die
Designschicht kann direkt auf die exponierte Substratoberfläche, zum
Beispiel eine Designschicht aus UV-härtbarer Druckfarbe, durch Siebdruck
oder digitalen Tintenstrahldruck aufgebracht werden. Alternativ
können
zuerst eine oder mehrere Hintergrundschichten aus Bildmaterial aufgebracht werden,
zum Beispiel schwarze und weiße
UV-härtbare
Druckfarben oder Druckfarben auf Lösemittelbasis, bevor die Designschicht
aufgebracht wird. Die Designschicht aus UV-härtbarer Druckfarbe wird bevorzugt
durch Siebdruck oder digitalen Tintenstrahldruck aufgebracht. Unerwünschte Druckfarbe
auf den Bereichen der Hartbeschichtung außerhalb der Bereiche der Druckstruktur
kann Schicht für
Schicht, oder nachdem alle Schichten aufgebracht wurden, entfernt
werden – zum
Beispiel durch Luft- oder Wasserstrahlen, Absaugen oder durch Aufbringen
und Entfernen einer Klebeschicht.
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Vorteilhafterweise
netzt die UV-härtbare Druckfarbe,
die für
die eine oder die mehreren Designschichten verwendet wird, auf exponierten
Abschnitten des Substrats nicht aus, sondern formt sich statt dessen
zu Tröpfchen
mit relativ wenig Oberflächenkontakt
mit dem Substrat außerhalb
der bedruckten Abschnitte. Dieses Merkmal unterstützt das anschließende Entfernen
der nicht-dauerhaften ausgehärteten
Druckfarbe, die idealerweise die Form von trockenem Staub aufweist,
zum Beispiel durch Luftblasen oder Absaugen. Herkömmlicherweise
erfolgt die UV-Aushärtung
der Druckfarbe gleichzeitig mit dem Auftreffen auf dem Substrat,
so dass die Druckfarbe keine Zeit hat, sich zu Tröpfchen zu
formen, sondern in der Konfiguration aushärtet, in der sie auftraf, wobei
das normale Ziel darin besteht, einen runden Punkt mit Deckkraft
auszubilden. Jedoch ist bei der vorliegenden Erfindung eine kleine
Zeitverzögerung
zwischen dem Auftreffen und dem Aushärten von Vorteil für die Ausbildung
von Druckfarbenkügelchen.
Dies unterstützt
die Verringerung des Oberflächenkontakts
und die anschließende
Verringerung von Druckfarbenadhäsion,
wodurch das Entfernen von nicht-dauerhafter Druckfarbe vereinfacht
wird. Die Neigung von Druckfarbe zum Ausbilden von Kügelchen
auf einem Substrat hängt
von der Oberflächenspannung
zwischen der Druckfarbe und dem Substrat und der Viskosität der Druckfarbe
ab. Tintenstrahldruckfarbe muss eine relativ niedrige Viskosität haben,
um durch die feinen Tintenstrahldüsen eines Tintenstrahldruckers
zu passen. Die Druckfarbenviskosität hängt von der Temperatur und
optional einem Vorwärmen
der Druckfarbe ab, und das Betreiben des digitalen Tintenstrahldruckers
bei relativ höherer
Temperatur verringert allgemein die Viskosität der Druckfarbe, während sie
durch die Düsen
fließt, so
dass eine Druckfarbe mit höherer
Viskosität
verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann es zweckmäßig sein,
die Druckfarbe beim Austreten aus den Tintenstrahldüsen zu kühlen, um
eine Viskosität
zu erhalten, die höher
ist als die, die es der Druckfarbe ermöglichen würde, effizient die Tintenstrahldüsen zu passieren,
wodurch die Ausbildung von Druckfarbentröpfchen oder -kügelchen
auf dem Substrat unterstützt
wird. Die Oberflächenspannung der
UV-härtbaren
Druckfarbe auf einem Substrat, die bestimmt, wie annähernd die
Tröpfchen
Kugelgestalt annehmen, kann auch eingestellt werden, indem ein Entnetzungsmittel
beigegeben wird, wie zum Beispiel eine Dispersion aus PTFE oder
sonstigen fluorierenden Polymeren.
-
Die
zuvor beschriebenen Varianten des Verfahrens stützen sich in der Regel darauf,
dass die Oberflächenenergie
des Substrats außerhalb
der Bereiche der Druckstruktur niedriger ist als die Oberflächenenergie
innerhalb der Druckstruktur. Jedoch deckt das Verfahren die Verwendung
jeglicher UV-härtbarer
Druckfarben ab, die durch ein designerzeugendes Mediums mit einem
strukturierten Substrat in Kontakt gebracht werden, unabhängig davon, ob
das designerzeugende Medium mit den Bereichen der Druckstruktur
oder mit den Bereichen außerhalb
der Druckstruktur in Kontakt gebracht wird, um eine dauerhafte Bildmaterialdesignschicht
auszubilden, die eine gute Adhäsion
auf dem Substrat innerhalb der Druckstruktur aufweist, wobei aber
nur nicht-dauerhaftes
Bildmaterial ohne gute Adhäsion auf
dem Substrat auf den Bereichen außerhalb der Druckstruktur ausgebildet
wird. Dazu gehören
Verfahren im Zusammenhang mit dem "Schablonen"- und "direkten" Verfahren von US RE37,186 und
US 4,925,705 , aber unter
Verwendung einer UV-härtbaren
Druckfarbe für
die Designschicht und, bevorzugt, mindestens eines weiteren zusätzlichen
Druckfarbentyps zu jenen, die durch die Verfahren des Standes der
Technik offenbart und gefordert werden, wie in den
9 und
10 veranschaulicht.
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Das
Drucken mit UV-härtbaren
Druckfarben hat viele Vorteile in Bezug auf Umwelt, Prozessgeschwindigkeit
und weitere Vorteile gegenüber
den zum Stand der Technik gehörenden
Druckverfahren mit im Wesentlichen exakter Ausrichtung, bei denen keine
Siebdruck-UV-Druckfarbensysteme
zum Einsatz kamen, weil die Stärke
der chemischen Vernetzung in UV-Druckfarbensystemen in der Regel
die Entstehung eines "Druckfarbenbruchmechanismus" verhindert, der
erforderlich ist, um eine saubere Kante an der "Silhouettenstruktur" oder "Druck struktur" des Verfahrens des Standes der Technik
auszubilden. UV-Druckfarbe verändert
sich von einer Flüssigkeit
zu einem bruchverzögernden,
100% festen Material, das beim Aushärten chemisch vernetzt wird, während Lösemitteldruckfarbe
einen relativ niedrigen prozentualen Anteil an Festteilchen umfasst
(in der Regel weniger als 20% Feststoffe), die in einem Lösemitteldruckfarbemedium
suspendiert sind, wobei die Lösemittelkomponenten
während
des Aushärtens
im Wesentlichen "ausgetrieben" werden, so dass
Pigmentdruckfarbenteilchen zurückbleiben, zwischen
denen allenfalls geringe bruchhemmende chemische Bindungen existieren.
Das heißt,
ein Fachmann würde
nicht in Betracht gezogen haben, eine UV-härtbare Druckfarbe für Druckverfahren
mit differenzieller Adhäsion
gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, die das selektive Entfernen von
unerwünschter
Druckfarbe erfordert, zu verwenden.
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Jüngste Entwicklungen
in der UV-Druckfarbentechnologie haben es jedoch möglich gemacht, UV-Druckfarben
gemäß dieser
Erfindung zu verwenden, um eine im Wesentlichen exakte Ausrichtung von überlagernden
Schichten zu erreichen. Zu solchen Entwicklungen gehört die Entwicklung
einer UV-härtbaren
Druckfarbe zur Verwendung in digitalen Tintenstrahldruckern auf
piezoelektrischer Basis, bei denen die Druckfarbe Tintenstrahldüsen passieren
muss, die in der Regel Durchmesser aufweisen, die ungefähr denen
eines Menschenhaares entsprechen, zum Beispiel UvijetTM,
ein Warenzeichen der Sericol Imaging, Ltd. Solche tintenstrahldruckbaren UV-Druckfarben sind
in der Regel 50-mal "dünner" als typische UV-härtbare Siebdruck-Druckfarben.
Die erforderliche Verringerung der Druckfarbenviskosität, die dafür benötigt wird,
und insbesondere der Gehalt an Oligomeren (reaktiven Harzen), Monomeren
(reaktiven Verdünnungsmitteln)
und Photoinitiatoren (UV-Licht-Absorbierer),
ergeben UV-Druckfarben, die im Vergleich zu standardmäßigen Siebdruck-UV-Druckfarben,
die für
Substrate aus Acryl, PVC, Polycarbonat, druck behandeltem Polyester und
sonstige gängige
Kunststoffsubstrate vorgesehen sind, relativ leicht brechen. Ein
weiterer wichtiger Faktor bei der Herstellung von jüngst entwickelten UV-Druckfarben,
der das Verfahren unterstützt,
sind Pigmentteilchengrößen von
weniger als 1 μ und
von sogar nur 30/1000 μ anstelle
der 2 oder 3 μ,
wie sie für
herkömmliche
UV-Siebdruckfarben typisch sind, und der 5–10 μ, wie sie für herkömmliche Siebdruckfarben auf
Lösemittelbasis
typische sind. Solche neuen Möglichkeiten
gestatten die Formulierung von UV-härtbaren
Druckfarben mit einer größeren Bandbreite
an Eigenschaften, einschließlich
Brucheigenschaften, die für
das hier besprochene Verfahren geeignet sind, zum Beispiel UvijetTM. Solche Druckfarben ermöglichen
eine Druckfarbenentfernung von den Bereichen des Substrats außerhalb
der Druckstruktur durch die zuvor beschriebenen Verfahren, wodurch überlagernde
Schichten aus Druckfarbe in einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung
in der Form der Druckstruktur zurückbleiben.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der "Schablonen"- oder der "direkten" Variante der Erfindung.
Dabei werden in der Regel Lösemitteldruckfarben
eingesetzt, um die Druckstruktur zu erzeugen (Lösemitteldruckfarbe bricht leicht
entlang der vorgesehenen Grenzen der Druckstrukturbereiche), aber
es wird UV-härtbare
Druckfarbe für
die Designschicht verwendet. Das Brechen der Lösemitteldruckfarbe bildet eine
Belastungskonzentration, die einen Riss durch die UV-gehärtete Druckfarbenschicht
initiiert und ausbreiten hilft. Das Brechen einer überlagernden UV-gehärteten Druckfarbenschicht
erfolgt entlang derselben Grenzen wie bei der einen oder den mehreren
darunterliegenden Lösemitteldruckfarbenschichten
im Hinblick auf die Bindung der UV-gehärteten Druckfarbe mit der unmittelbar
darunterliegenden Lösemitteldruckfarbenschicht
und dadurch allen Schichten aus Lösemitteldruckfarbe in der Druckstruktur.
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Unerwünschtes
nicht-dauerhaftes Bildmaterial kann von den Abschnitten des Substrats
außerhalb
der Bereiche der Druckstruktur durch Absaugen, durch Luftstrahlen
oder durch Strahlen mit einem Schleifmedium, das Luft und ein teilchenförmiges Material
enthält,
entfernt werden. Unerwünschtes nicht-dauerhaftes
Bildmaterial kann ebenfalls durch ein Schleiffluid, zum Beispiel
Wasser, entfernt werden, bevorzugt aber durch ein nicht-wässriges
Fluid, wie zum Beispiel eine Flüssigkeit
auf Lösemittelbasis (zum
Beispiel ein Fluid auf Alkoholbasis), aus der das Lösemittel
nach dem Strahlen verdunstet (wodurch eventuelles freies Wasser
auf dem Substrat verringert oder beseitigt wird). Alternativ kann
das unerwünschte
nicht-dauerhafte Bildmaterial durch ein Klebemittel entfernt werden,
indem man zum Beispiel eine Selbstklebefolie aufbringt und abzieht,
indem man das abgebildete Substrat an einer selbstklebende Walze
vorbeiführt,
indem man eine angehaftete Schicht, wie zum Beispiel eine Plastisoldruckfarbe oder
ein sonstiges Materials, aufbringt, die anschließend entfernt werden kann und
dabei das unerwünschte
nicht-dauerhafte
Bildmaterial mit sich nimmt, aber weder nennenswerten Mengen des
dauerhaften Bildmaterials, das auf die Druckstruktur aufgebracht
wurde, noch nennenswerte Mengen der Druckstruktur selbst. Des Weiteren
kann unerwünschtes
nicht-dauerhaftes Bildmaterial durch Abwischen mit einem Tuch, Abbürsten oder
Polieren gegebenenfalls mit einem Schleifmittel entfernt werden.
Bevorzugt kann das Entfernen des unerwünschten nicht-dauerhaften Bildmaterials
durch Absaugen oder Luftstrahlen allein bewirkt werden, um jegliche Abrasion
der einen oder mehreren Designschichten zu minimieren und um ein
Benetzen des abgebildeten Substrats zu vermeiden, weil benetzte
Substrate einen zusätzlichen
Trocknungsprozess erfordern.
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Die
Effizienz des Entfernens unerwünschten nicht-dauerhaften Bildmaterials
durch Luftstrahlen hängt
mit dem Luftdruck und der Düsenform
und -größe zusammen, wodurch
die Luftmasse gesteuert wird, die auf einen bestimmten Oberflächenbereich auftrifft.
Bevorzugt ist die Energie, die benötigt wird, um das unerwünschte nicht-dauerhafte
Bildmaterial zu entfernen, deutlich geringer als die, die bei Verwendung
der zum Stand der Technik gehörenden Wasserstrahltechnik
benötigt
wird, um – gemäß dem Verfahren
von
US 4,925,705 – einen
Druckfarbenbruchmechanismus zu erzeugen und unerwünschte Druckfarbe
zu entfernen, oder die, die bei Verwendung des Wasserstrahlens,
wie in
US 6,267,052 ,
bei einer Rate von 10 Litern/Minute (was 10 kg/Minute entspricht)
benötigt
wird. Das hier besprochene Verfahren – wenn zum Beispiel die Designschicht
auf eine Beschichtung auf Silikonbasis auf das Substrat außerhalb
der Druckstruktur aufgebracht ist – gestattet das Entfernen durch
ein abrasives Medium mit weniger als 10 kg/Minute, bevorzugt weniger
als 5 kg/Minute und besonders bevorzugt weniger als 2 kg/Minute.
-
Die
eine oder die mehreren UV-härtbaren Druckfarbendesignschichten
werden in der Form eines "adressierten
Designs" entweder
durchgängig oder
selektiv aufgebracht, wobei das selektive Auftragen die Menge des
nicht-dauerhaften Bildmaterials verringert, das entfernt werden
muss. Zum Beispiel können
die eine oder die mehreren Designschichten so aufgebracht werden,
dass sie eine vorgedruckte Druckstruktur überlappen, aber sich nicht über die
gesamten nicht-bedruckten Abschnitte des Substrats erstrecken, zum
Beispiel durch Überlappen
einer Druckstruktur von Linien mit geringfügig breiteren Linien.
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Bei
Paneelen, die gemäß den Verfahren
hergestellt werden, die in US RE37,186 offenbart sind, haben die
bedruckten Abschnitte der Druckstruktur in der Regel eine durchschnittliche
Breite von weniger als 1 cm, bevorzugt weniger als 6 mm und idealerweise
weniger als 2 mm. Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert die
Herstellung solcher teilweise bedruckten Produkte mit bedruckten
Abschnitten von relativ kleiner Breite und mit mehreren Schichten
mit einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung. Somit werden die
Nachteile des ansonsten unvermeidlichen Fehlens einer Ausrichtung
im Ergebnis herkömmlicher
Siebdruck-, lithografischer, digitaler und sonstiger Druckverfahren
vermieden.
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Das
Verfahren ist insofern vorteilhaft, als es die Möglichkeit bietet, ein vorbedrucktes
Substrat an eine Siebdruckfirma oder eine Firma, die mit digitalem
Tintenstrahldruck arbeitet, als ein teilverarbeitetes Material zu
verkaufen, das dann durch sie so umgewandelt wird, dass ein dauerhaftes
Bildmaterial auf der Druckstruktur entsteht, wobei überlagernde Schichten
eine im Wesentlichen exakte Ausrichtung aufweisen, um zum Beispiel
Einwegsichtpaneele gemäß US RE37,186
herzustellen.
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Ein
weiterer Vorteil des hier besprochenen Verfahrens gegenüber dem
Stand der Technik ist, dass die Verfahren zum Entfernen von Druckfarbe durch
Absaugen, Luftstrahlen oder die Verwendung einer Haftoberfläche mit
der Arbeitsweise einer typischen Tintenstrahldruckfirma kompatibel
sind, die im Gegensatz zu einer Siebdruckfirma ansonsten über keine
Wasserstrahleinrichtungen verfügen
würde.
-
Die
optionale Verwendung von "umkehrbaren" oder kurzzeitigen
Mitteln zum Verstärken
der Druckfarbenadhäsion,
wie zum Beispiel Koronabehandlung des Substrats vor dem Auftragen
der Druckstruktur, wobei diese Behandlung anschließend umgekehrt
wird, bevor die Designschicht auf das strukturierte Substrat aufgebracht
wird, stellt einen weiteren Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik dar,
weil es ein zuverlässigeres
Mittel für
eine differenzielle Adhäsion
des Designschichtbildmaterials bereitstellt. Das zweistufige Aushärten einer
klaren, transparenten, UV-härtbaren
Beschichtung oder das selektive Entfernen einer "Hartbeschichtung" mit geringer Oberflächenenergie über den
Bereichen der Druckstruktur stellt ebenfalls signifikante Fortschritte gegenüber dem
Stand der Technik dar.
-
Die
Druckstruktur kann auch durch andere Mittel als durch Drucken ausgebildet
werden, zum Beispiel durch geschnittene Streifen aus einem filmischen
Material, die auf ein Substrat aufgebracht werden. Zum Beispiel
können
selbstklebende Vinylstreifen über
ein Substrat gelegt werden, das eine weit geringere Oberflächenenergie
aufweist als die Vinylstreifen (zum Beispiel ein silikonbeschichteter
Polyesterfilm), auf denen die UV-härtbare Druckfarbe in einer
Form aushärtet,
die ohne Weiteres entfernt werden kann (in der Regel Druckfarbenkügelchen, die
in Form von Staub ausgehärtet
sind) – ein
bedeutender Vorteil dieses neuen Verfahrens. Ein selbstklebendes
Vinyl mit einer entfernbaren silikonbeschichteten rückseitigen
Trägerschicht
kann "kussgeschnitten" werden, um die selbstklebenden
Streifen auf der vorübergehenden
rückseitigen
Trägerschicht
auszubilden. Nach dem Auftragen der Designschicht, in der Regel
mit UV-härtbarer
Druckfarbe, kann optional ein selbstklebendes "Auftragsband" über
den abgebildeten Streifen aufgebracht werden, damit die vorübergehende
rückseitige
Trägerschicht
entfernt werden kann und die abgebildeten Streifen auf ein Fenster
aufgebracht werden können,
um zum Beispiel ein Einwegsichtschild herzustellen. Optional würde das
Auftragsband dann entfernt werden, wodurch die selbstklebenden Streifen auf
dem Fenster zurückbleiben
würden.
Alternativ kann das Auftragsband die Form eines Überlaminats haben, das auf
den selbstklebenden Vinylstreifen zurückbleibt, nachdem sie auf ein
Fenster aufgebracht wurden, um zum Beispiel das Eindringen von Schmutz
zwischen die Streifen zu verhindern. Wenn die Bindung des Überlaminats
an der Designschicht auf den Streifen stärker ist als die Bindung des
Klebstoffs (auf der anderen Seite der Streifen) an dem Fenster,
so erleichtert dies das anschließende Entfernen der Streifen
von dem Fenster, wenn das Schild nicht mehr benötigt wird. Durch das Entfernen des Überlaminats
werden mit ihm zusammen die Streifen entfernt, d. h. die Streifen
bleiben nicht auf dem Fenster zurück. Jedoch macht die in der
Regel glatte, glänzende
und dauerhaftere Eigenart der Oberfläche ausgehärteter UV-Druckfarbe (normalerweise ein Vorteil
gegenüber
anderen Arten von Druckfarbe) eine größere Sorgfalt bei der Auswahl
eines geeigneten Klebstoffs erforderlich, um dem Überlaminat
die Erfüllung
dieser Funktion zu ermöglichen.
Zum Beispiel wäre
ein selbstklebendes Überlaminat
von hoher Klebrigkeit, das eine starke Bindung an der UV-gehärteten Druckfarbe
aufweist, problematisch, wenn es mit der Fensteroberfläche in Kontakt
kommt, zum Beispiel indem jemand gegen das Überlaminat drückt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Überlaminat
mit einem wärmeaktivierten
Klebstoff bevorzugt, um eine kräftige
Bindung an die abgebildeten Streifen zu erreichen, aber ein solches Überlaminat
haftet nicht anschließend
an einem Fenster, da der Klebstoff ohne Wärme nicht wirkt. Ein geeignetes
wärmeaktiviertes Überlaminatsystem
ist Thermashield ETM, ein Warenzeichen der
Hunt Corporation.
-
Um
die anschließende
Sichtbarkeit des Designs auf einem Paneel zu verbessern, können die Druckstruktur
oder eine Hintergrundfarbschicht innerhalb der Druckstruktur aus
rückstrahlenden
oder elektrolumineszenten vorgeformten oder Druckfarbenmaterialien
ausgebildet werden.
-
Das
Verfahren kann auch dafür
verwendet werden, Paneele gemäß
US 6,612,805 (Hill) herzustellen,
die teilweise mit einer durchscheinenden Druckstruktur und einem
durchscheinenden Design bedruckt sind, um eine Beleuchtung der Paneele
von hinten zu ermöglichen.
Eine durchscheinende Druckstruktur wird in der Regel aus durchscheinender
weißer
Druckfarbe gebildet, gefolgt von der einen oder den mehreren Designschichten
aus durchschei nender UV-härtender
Druckfarbe. Alternativ wird die Druckstruktur aus klarer Druckfarbe
oder einem anderen Material gebildet, gefolgt von einer oder mehreren
durchscheinenden UV-härtbaren
Druckfarbendesignschichten, um ein umgekehrt gedrucktes Design zu
bilden, in der Regel gefolgt von einer Schicht aus UV-härtbarer durchscheinender weißer Druckfarbe.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nun eingehender in Verbindung mit den Zeichnungen
beschrieben, in denen Folgendes zu sehen ist:
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Die 1–4 (die aus den 1A–1E, 2A–2F, 3A–3E bzw. 4A–4E bestehen)
zeigen jeweils sequenzielle schaubildhafte Paneelquerschnitte, welche
die Produktion von Produkten gemäß den Verfahren
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, wobei 1 eine
Druckstruktur veranschaulicht, die aus einer einzelnen Schicht Druckfarbe
besteht; 2 eine Druckstruktur veranschaulicht,
die aus einer einzelnen Schicht klarer Druckfarbe besteht; 3 eine Druckstruktur veranschaulicht,
die aus exakt ausgerichteten Weiß-auf-Schwarz-Schichten besteht; und 4 eine Druckstruktur veranschaulicht,
die aus bedruckten Abschnitten besteht, die eine weiße Schicht
aufweisen, die innerhalb einer schwarzen Schicht beabstandet sind.
-
5–7 sind
Flussdiagramme, die Schritte in den verschiedenen Ausführungsformen von
Verfahren gemäß der Erfindung
auflisten.
-
8 und 9 veranschaulichen
Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei das "Schablonen"- oder "direkte" Verfahren zum Erzeugen
eines Druckfarbenbruchmechanismus' zum Einsatz kommt.
-
10 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren,
bei dem Vinylstreifen zum Ausbilden einer Druckstruktur verwendet
werden.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1A veranschaulicht
ein Substrat 10, auf das eine Druckstruktur 5,
die ein Bildmaterial 12 aufweist, aufgebracht wird, wie
in 1B veranschaulicht, so dass ein strukturiertes
Substrat entsteht. Bei dem Substrat 10 kann es sich um
jedes geeignete Material handeln, zum Beispiel einen Polyester-
oder Polypropylenfilm. Bei dem Bildmaterial 12 kann es sich
um jedes geeignete Bildmaterial handeln, an dem eine UV-härtbare Druckfarbe haftet, zum
Beispiel eine PVC-Druckfarbe
auf Lösemittelbasis
wie zum Beispiel Coates VYNAGLAZETM, eine
Druckfarbe, die von Coates Screen hergestellt wird. Das strukturierte
Substrat 20 hat zwei Außenkanten und wechselweise
bedruckte Abschnitte 5 (welche die Druckstruktur bilden)
und nicht-bedruckte Abschnitte 6. Wie in 1C veranschaulicht,
wird das adressierte Design oder das designerzeugende Medium 11a dann
auf das strukturierte Substrat 20 aufgebracht oder adressiert,
wobei es sich bei dem designerzeugenden Medium in dieser Ausführungsform
um eine UV-härtbare
Tintenstrahldruckfarbe handelt. Die UV-härtbare Tintenstrahldruckfarbe
wird gleichzeitig mit dem Auftreffen jeder Druckfarbenabscheidung ausgehärtet oder
fraktional um weniger als 1 Sekunde nach dem Auftreffen jeder Druckfarbenabscheidung
verzögert
ausgehärtet.
Wie in 1D veranschaulicht, wird bei
der UV-Aushärtung
eine dauerhafte Bildmaterialdesignschicht 11 auf dem Bildmaterial 12 ausgebildet,
wodurch die Druckstruktur 5 über die Breite des adressierten
Designs ausgebildet wird und nicht-dauerhaftes Bildmaterial 18 auf
den nicht-bedruckten Abschnitten innerhalb der Breite des adressiertes
Designs liegt, bei denen es sich um Abschnitte handelt, an denen
die UV-härtbare
Tintenstrahldruckfarbe nicht haftet oder nicht mit guter Adhäsion haftet. 1E veranschaulicht
das Endprodukt, nachdem das nicht-dauerhafte Bildmaterial 18 – zum Beispiel
mit Hilfe einschlägig
bekannter Mittel (zum Beispiel durch Luftstrahlen) – entfernt
wurde.
-
2A–2E veranschaulichen
Verfahrensschritte, die denen ähneln,
die jeweils in den 1A–1E veranschaulicht
sind. Das Substrat 10 und das transparente Material 14,
welches die Druckstruktur 5 bildet (und die zusammen ein
strukturiertes Substrat 20 bilden), sind transparent, und die
dauerhafte Bildmaterialdesignschicht 11 wird mittels UV-härtbarer
Druckfarbe dergestalt umgekehrt bedruckt, dass sie als ein richtig
herum lesbares Design erscheint, wenn man durch das transparente Substrat 10 und
das transparente Druckstrukturmaterial 14 blickt. Wie in 2F veranschaulicht,
wird dann eine Gesamtschicht aus Bildmaterial 12, in der Regel
weiß, über die
Designschicht 11 aufgebracht, um einen Hintergrund für das Design
zu bilden. Die Schicht des Bildmaterials 12 kann zum Beispiel
durch Auftragen von Druckfarbe mittels Siebdruck oder Tintenstrahldruck
aufgebracht werden. Das Bildmaterial 12 wird entweder nicht
auf die nichtbedruckten Abschnitte 6 aufgebracht, oder
es wird so gewählt,
dass es nicht-dauerhaft ist, wenn es auf die nicht-bedruckten Abschnitte 6 aufgebracht
wird, dergestalt, dass es sich mühelos
von den nicht-bedruckten Abschnitten 6, zum Beispiel durch
Luftstrahlen, entfernen lässt.
Das Bildmaterial 12 kann alternativ pigmentiertes Harz
sein, das von einem Trägerfilm,
wie zum Beispiel einem Polyesterfilm, mit Hilfe erwärmter Walzen
auf das strukturierte Substrat übertragen wird.
Es kann mehr als nur eine einzige Schicht pigmentierten Harzes – zum Beispiel
weiße
und schwarze Schichten – aufgebracht
werden, um die Schicht 12 zu bilden, entweder als separate
Schichten oder kombiniert auf einem einzelnen Trägerfilm, der in einem einzigen
Durchgang auf das strukturierte Substrat übertragen wird.
-
3A–3E veranschaulichen
Verfahrensschritte, die denen ähneln,
die jeweils in den 1A–1E veranschaulicht
sind. In der Ausführungsform,
die in den 3A–3E veranschaulicht
ist, enthalten jedoch die bedruckten Abschnitte 5 eine
weiße
Materialschicht 12, die auf einer schwarzen Materialschicht 13 mit
einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung mittels einschlägig bekannter Techniken
angeordnet ist. Die Druckstruktur kann aus einer beliebigen Anzahl überlagernder
Schichten ausgebildet werden. Überlagernde
Schichten von Druckfarbe können
von ähnlichem
Typ sein oder können
unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann die schwarze Materialschicht 13 eine
Druckfarbe sein, die gut an dem Substrat 10 haftet, zum
Beispiel Coates VYNAGLAZETM, und die weiße Materialschicht 12 kann
eine andere Druckfarbe sein, zum Beispiel Coates VYNALAMTM, an der die Designschichtdruckfarbe, zum
Beispiel Sericol UvijetTM, eine gute Adhäsion hat.
-
Die 4A–4E veranschaulichen
Verfahrensschritte, die jenen ähneln,
die jeweils in den 3A–3E veranschaulicht
sind. In der Ausführungsform,
die in den 4A–4E veranschaulicht
ist, enthalten die bedruckten Abschnitte 5 eine weiße Schicht 12,
die innerhalb einer schwarzen Schicht 13 mittels einschlägig bekannter
Techniken beabstandet ist. Die Designschicht 11 enthält eine durchscheinende
farbige Druckfarbe. Wenn das Paneel von der Seite der Designschicht 11 betrachtet wird,
so kann die Farbe der Designschicht 11 dort wahrgenommen
werden, wo sie über
dem weißen Bildmaterial 12 liegt,
aber kann im Wesentlichen nicht wahrgenommen werden, wo sie direkt
auf dem schwarzen Markierungsmaterial 13 liegt. In diesem und
in jedem der zuvor beschriebenen Verfahren kann die Oberflächenenergie
des Substrats 10 wie oben erläutert geändert oder eingestellt werden,
um eine differenzielle Adhäsion
zwischen Schichten zu erzeugen, die auf die Druckstruktur 5 und
auf Bereiche 6 des Substrats 10 außerhalb
der Druckstruktur aufgebracht werden.
-
5 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens, bei dem das Substrat 10 zuerst
einem "umkehrbaren" oder "kurzzeitigen" Adhäsionsverstärkungsprozess unterzogen
wird, wie zum Beispiel einer Koronabehandlung. Die Druckstruktur 5 wird
dann in der Form eines Markierungsmaterials auf das Substrat 10 aufgebracht,
so dass ein strukturiertes Substrat entsteht. Darauf folgt eine
Umkehrung oder teilweise Umkehrung des Adhäsionsverstärkungssystems. Zum Beispiel
kann das strukturierte Substrat einen Zeitraum lang belassen werden
(was in der Größenordnung
von bis zu 10 Wochen sein kann), damit die Oberflächenenergie,
die durch die Koronabehandlung erhöht wurde, sich so zerstreuen
kann, dass weniger Oberflächenenergie
auf den nicht-bedruckten Abschnitten 6 des Substrats vorhanden
ist als auf den bedruckten Abschnitten 5. Die adressierte
Designschicht 11a wird dann sowohl innerhalb als auch außerhalb
der Druckstruktur zum Beispiel durch Tintenstrahldruck unter Verwendung
von UV-härtbarer Tintenstrahldruckfarbe
und einem digitalen Drucker in Kontakt gebracht. Schließlich wird
alles nicht-dauerhafte Designschichtbildmaterial 18, das
sich außerhalb
der Druckstrukturabschnitte 5 befindet, von dem Substrat 10 entfernt,
wodurch eine dauerhafte Bildmaterialdesignfarbschicht 11 zurückbleibt,
die über dem
Markierungsmaterial der Druckstrukturabschnitte 5 in einer
im Wesentlichen exakten Ausrichtung angeordnet ist.
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6 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens, bei dem das Substrat 10 zuerst
mit einer transparenten UV-härtbaren
Druckfarbe oder einem sonstigen UV-härtbaren Material beschichtet
wird, wie zum Beispiel klarer transparenter Nor-Cote-IGI-Druckfarbe, die
nur teilweise ausgehärtet
wird, wodurch es möglich
wird, dass durch das anschließende
Auftragen von Markierungsmaterial die Druckstruktur 5 gebildet wird.
Das Markierungsmaterial der Druckstruktur 5 wird dann teilweise
UV-gehärtet,
wodurch die transparente Be schichtung im Wesentlichen vollständig ausgehärtet wird
und ihre Oberflächenenergie
außerhalb
der Druckstruktur verringert wird. Die adressierte Designschicht 11a wird
dann sowohl innerhalb als auch außerhalb der Druckstruktur zum
Beispiel durch Drucken unter Verwendung von UV-härtbarer Tintenstrahldruckfarbe
und eines digitalen Druckers in Kontakt gebracht. Schließlich wird
alles nicht-dauerhafte Designschichtbildmaterial 18, das
sich außerhalb
der Druckstruktur 5 befindet, von dem Substrat 10 entfernt,
wodurch eine dauerhafte Bildmaterialdesignfarbschicht 11 zurückbleibt,
die auf dem Markierungsmaterial der Druckstrukturabschnitte 5 in
einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung angeordnet ist.
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7 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens, bei dem auf dem Substrat 10 eine "Hartbeschichtung" aufgebracht ist,
die eine niedrige Oberflächenenergie
aufweist, zum Beispiel Lexa® Margard®. Die Druckstruktur
wird dann herausgeätzt,
indem man Abschnitte der Hartbeschichtung so entfernt, dass das
Grundmaterial des Substrats selbst zum Vorschein kommt, das druckfarbenaufnahmefähig ist. Eine
oder mehrere optionale Bildmaterialschichten können dann aufgebracht werden,
die an Bereichen innerhalb der Druckstruktur anhaften (d. h. an
Bereichen, wo Abschnitte der Hartbeschichtung entfernt wurden),
aber nicht an den Abschnitten der Hartbeschichtung, die zurückbleiben,
d. h. die Abschnitte der strukturierten Substrat außerhalb
der Druckstruktur. Alle solche Bildmaterialschichten werden von
außerhalb
der Druckstruktur entweder Schicht für Schicht oder alle zusammen
zum Beispiel durch Luft- oder
Wasserstrahlen entfernt. Die adressierte Designschicht 11a wird
dann sowohl innerhalb als auch außerhalb der Druckstruktur zum
Beispiel durch Drucken unter Verwendung von UV-härtbarer Tintenstrahldruckfarbe
und eines digitalen Druckers in Kontakt gebracht. Schließlich wird
alles nicht-dauerhafte Designschichtbildmaterial 18, das
sich außerhalb des
Druckstrukturabschnitts 5 befindet, von dem Substrat 10 entfernt,
wodurch die dauerhafte Bildmaterialdesignfarbschicht 11 zurückbleibt,
die auf dem Markierungsmaterial der Druckstrukturabschnitten 5 in
einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung angeordnet ist.
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8A–8E veranschaulichen
Verfahrensschritte für
die Erfindung, wobei eine Schablone der gewünschten Druckstruktur zum Einsatz
kommt. 8A veranschaulicht ein Substrat 10,
zum Beispiel eine Lage aus Acryl, PVC oder Polycarbonat, auf die
das Schablonenmaterial 7 siebgedruckt wird, zum Beispiel
eine organische Druckfarbe auf Lösemittelbasis,
die normalerweise zum Bedruckten von Papier- oder Kartonmaterialien
verwendet wird. Die Druckstruktur 5 liegt auf dem Substrat 10 innerhalb der
Grenzen der Schablone 7 frei. Wie in 8B veranschaulicht,
wird eine Druckfarbe auf Lösemittelbasis,
zum Beispiel Coates VYNAGLAZETM, aufgebracht,
zum Beispiel durch Siebdruckflutungsbeschichtung, gefolgt von der
Hintergrundbildschicht 12, bei der es sich um die gleiche
Art von Druckfarbe (zum Beispiel Coates VYNAGLAZETM)
oder um eine andere Druckfarbe mit verbesserter Aufnahmefähigkeit
für die
vorgesehene Designschichtdruckfarbe (zum Beispiel Coates VYNALAMTM) handeln kann, die ebenfalls durch Siebdruck
flutungsbeschichtet wird. Wie in 8C veranschaulicht,
wird dann das adressierte Design oder das designerzeugende Medium 11a auf
das strukturierte Substrat 20 aufgebracht oder adressiert,
wobei es sich bei dem designerzeugenden Medium um eine UV-härtbare Tintenstrahldruckfarbe
handelt, in dieser Ausführungsform zum
Beispiel Sericol UvijetTM. 8D veranschaulicht
die Designschicht 11, die auf die Hintergrundbildschicht 12 aufgebracht
ist. Dieses abgebildete Paneel wird dann einem Druckfarbenentfernungsprozess,
zum Beispiel Hochdruckwasserstrahlen, unterzogen, wodurch die Schablone 7 und
die darüber
befindlichen Druckfarbenschichten entfernt werden, wobei die Druckfarbenschichten 13, 12 und 11 in
einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung über der Druckstruktur 5 liegend
zurückbleiben,
wobei der nicht-bedruckte
Abschnitt 6 außerhalb
der Bereiche der Druckstruktur 5 zurückbleibt, wie in 8E veranschaulicht.
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9A–9E veranschaulichen
Verfahrensschritte für
die Erfindung, wobei das "direkte" Verfahren zum Überlagern
von Schichten in einer gewünschten
Druckstruktur mit im Wesentlichen exakter Ausrichtung zum Einsatz
kommt. 9A veranschaulicht das Substrat 10,
zum Beispiel eine Lage Acryl, PVC oder Polycarbonat, auf das ein
Bildmaterial 13 siebgedruckt wird, so dass die Druckstruktur 5 entsteht
und die Bereiche 6 des Substrats 10 außerhalb
der Druckstruktur unbedeckt bleiben. Das Bildmaterial 13 kann
eine PVC-Siebdruckfarbe auf Lösemittelbasis
sein, wie zum Beispiel Coates VYNAGLAZETM.
Wie in 9B veranschaulicht, wird eine
Bildmaterialschicht 15 über
die gesamte Druckstruktur 5 und alle Bereiche 6 zum
Beispiel mittels Siebdruckflutungsbeschichtung aufgebracht. Die
Bildmaterialschicht 15 hat eine gute Adhäsion mit
dem Bildmaterial 13, aber nicht mit dem Substrat 10,
wobei eine geeignete Druckfarbe eine Druckfarbe auf Zellulosebasis
ist, die ansonsten normalerweise zum Bedrucken von Papier oder Karton
benutzt wird. Darauf folgt die Hintergrundbildschicht 12,
bei der es sich um die gleiche Art von Druckfarbe oder um eine andere Druckfarbe
mit verbesserter Aufnahmefähigkeit
für die
vorgesehene Designschichtdruckfarbe handeln kann (zum Beispiel Coates
VYNALAMTM), die ebenfalls durch Siebdruck
flutungsbeschichtet wird. Wie in 9C veranschaulicht,
wird dann das adressierte Design oder designerzeugende Medium 11a auf
das strukturierte Substrat 20 aufgebracht oder adressiert, wobei
es sich bei dem designerzeugenden Medium in dieser Ausführungsform
um UV-härtbare Tintenstrahldruckfarbe
handelt, zum Beispiel Sericol UvijetTM. 9D veranschaulicht
die Designschicht 11, die auf die Hintergrundbildschicht 12 aufgebracht
ist. Dieses abgebildete Paneel wird dann einem Druckfarbenentfernungsprozess,
zum Beispiel Hochdruckwasserstrahlen, unterzogen, wobei die Druckfarbenschichten
außerhalb
der Druckstruktur dank der schlechten Bindung der Schicht 15 an
dem Substrat 10 entfernt werden, wodurch die Druckfarbenschichten 13, 15, 12 und 11 in
einer im Wesentlichen exakten Ausrichtung über der Druckstruktur 5 liegend
zurückbleiben,
wobei der nicht-bedruckte Abschnitt 6 außerhalb
der Bereiche der Druckstruktur 5 zurückbleibt, wie in 9E veranschaulicht.
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10A–H
veranschaulichen Verfahrensschritte für die Erfindung, wobei selbstklebende
Vinylstreifen zum Ausbilden der Druckstruktur verwendet werden. 10A veranschaulicht ein selbstklebendes Vinylsystem 30,
das ein Vorderseitenmaterial 32, in der Regel eine weiße Vinylschicht 22,
enthält, das
an eine schwarze Vinylschicht 23 gebondet ist, die an die
vorübergehende
rückseitige
Trägerschicht 40,
die in der Regel silikonbeschichtetes Papier oder Polyester aufweist,
mit Hilfe eines Klebstoffs (druckempfindlichen Klebstoffs) 16 angehaftet
ist. Das Vinyl-Vorderseitenmaterial 32 und die Selbstklebeschicht 16 werden
zum Beispiel mittels eines Schlitzzylinders oder eines X-Y-Plotter-Cutters "kussgeschnitten", um selbstklebende
Streifen auf der vorübergehenden
rückseitigen
Trägerschicht 40 auszubilden,
die als das Substrat der Erfindung fungiert. Die selbstklebenden
Streifen bilden die Druckstruktur 5, wobei die Bereiche 6 des
vorübergehenden
rückseitigen
Trägerschichtsubstrats 40 außerhalb
der Bereiche der Druckstruktur frei liegen. Wie in 10C veranschaulicht, wird das adressierte Design
oder designerzeugende Medium 11a dann auf das strukturierte
Substrat 20 aufgebracht oder adressiert, wobei es sich
bei dem designerzeugenden Medium in dieser Ausführungsform um UV-härtbare Tintenstrahldruckfarbe
handelt, zum Beispiel Sericol UvijetTM. 10D veranschaulicht die Designschicht 11,
die auf die weiße
Schicht 22 aufge bracht ist. Wie in 10D veranschaulicht,
wird bei der UV-Aushärtung
eine dauerhafte Bildmaterialdesignschicht 11 auf der Vinylschicht 22 innerhalb
der Druckstruktur 5 über
die Breite des adressiertes Designs ausgebildet, und nicht-dauerhaftes
Bildmaterial 18 liegt auf den Abschnitten 6 außerhalb
der Druckstruktur und innerhalb der Breite des adressierten Designs,
bei denen es sich um Abschnitte handelt, an denen die UV-härtbare Tintenstrahldruckfarbe
nicht haftet oder keine gute Adhäsion
hat. 10E veranschaulicht das strukturierte
Substrat, nachdem das nicht-dauerhafte Bildmaterial 18 zum
Beispiel durch einschlägig
bekannte Mittel (zum Beispiel durch Luftstrahlen) entfernt wurde.
Das Produkt von 10E ist ein Einwegsichtpaneel,
bei dem die Designschicht 11 von einer Seite sichtbar ist
und von der anderen Seite nicht sichtbar ist, wobei die andere Seite
eine gute Sicht durch die transparente rückseitige Trägerschicht 40 und
die Lücken 6 zwischen
der Druckstruktur 5 hindurch ermöglicht. Optional, wie in 10F veranschaulicht, wird das transparente Überlaminat 50 mit Hilfe
des transparenten wärmeaktivierten
Klebstoffs 52 auf die selbstklebenden Streifen, welche
die Druckstruktur 5 bilden, und die darauf aufgebrachte Designschicht 11 aufgebracht.
Die vorübergehende rückseitige
Trägerschicht 40 wird
von der Selbstklebeschicht 16 entfernt, wie in 10G veranschaulicht. Die abgebildeten selbstklebenden
Streifen werden dann mit Hilfe des Überlaminats 50 auf
ein Fenster aufgebracht, um zum Beispiel ein Einwegsichtschild herzustellen.
Von der Überlaminatseite
aus kann die Designschicht 11 durch das transparente Überlaminat 50 und
durch den transparenten wärmeaktivierten
Klebstoff 52 hindurch gesehen werden, aber kann nicht von
der anderen Seite des Fensters 60 aus gesehen werden. Diese
Ausführungsform
der Erfindung gestattet eine gute Sicht durch das Fenster 70 in
den Lücken 6 zwischen
der Druckstruktur 5. Wenn das Schild nicht mehr am Fenster 60 benötigt wird,
so kann die in 10G gezeigte Baugruppe in einem
Stück von
dem Fenster abgezogen werden, weil die Bindung durch den Klebstoff 52 größer ist
als die Bindung an dem Fenster durch den Klebstoff 16.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen sollen
die Erfindung veranschaulichen. Modifikationen und Abweichungen
von diesen Ausführungsformen
gelten als innerhalb des Geltungsbereichs der folgenden Ansprüche enthalten.