WO2019243220A1 - Verfahren zur herstellung eines virtuellen dreidimensionalen musters in einer beschichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines virtuellen dreidimensionalen musters in einer beschichtung Download PDF

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WO2019243220A1
WO2019243220A1 PCT/EP2019/065809 EP2019065809W WO2019243220A1 WO 2019243220 A1 WO2019243220 A1 WO 2019243220A1 EP 2019065809 W EP2019065809 W EP 2019065809W WO 2019243220 A1 WO2019243220 A1 WO 2019243220A1
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WO
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printing
platelet
type
pigments
coating
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/065809
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Tasch
Ruediger Smolka
Peter Clauter
Klaus-Christian Ullmann
Original Assignee
Merck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent Gmbh filed Critical Merck Patent Gmbh
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Priority to US17/253,918 priority patent/US20210260903A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/06—Veined printings; Fluorescent printings; Stereoscopic images; Imitated patterns, e.g. tissues, textiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F11/00—Rotary presses or machines having forme cylinders carrying a plurality of printing surfaces, or for performing letterpress, lithographic, or intaglio processes selectively or in combination
    • B41F11/02—Rotary presses or machines having forme cylinders carrying a plurality of printing surfaces, or for performing letterpress, lithographic, or intaglio processes selectively or in combination for securities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/10—Intaglio printing ; Gravure printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/04—Printing plates or foils; Materials therefor metallic
    • B41N1/06—Printing plates or foils; Materials therefor metallic for relief printing or intaglio printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F7/00—Designs imitating three-dimensional effects

Definitions

  • the present invention relates to a gravure printing process for manufacturing
  • Wallpapers, furniture decorative foils or packaging materials are known and are preferably used for high-value goods or luxury packaging because they give the end products containing them a special appearance.
  • 5 colored decorative paper films are known, in which the films are provided with a three-dimensional surface structure in that a first printing layer, which contains a paint-repellent and has a pattern, is provided with an overcoating.
  • the paint-repellent agent leads to differences in thickness in the overcoating, which is ultimately an optical and
  • WO 2012/079674 by the present applicant describes a method for producing three-dimensional patterns in a coating
  • Coating containing effect pigments on a substrate is brought into contact with a flexographic printing plate in such a way that depressions are formed on the surface of the coating at a depth of at most 10 pm. Then the minimally deformed in this way
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for producing a three-dimensionally appearing pattern in a coating on a substrate, in which in order to form an attractive three-dimensionally appearing pattern
  • the pattern can be produced in a single printing operation and the method can be carried out as gravure printing.
  • a further object of the invention is to provide a coating containing platelet-like effect pigments on a substrate which has the three-dimensionally appearing pattern generated beforehand.
  • An additional object of the present invention is to show a use for coatings produced in this way.
  • the object of the present invention is achieved by a method for producing a virtual three-dimensional pattern in one
  • the printing ink is transferred to a printing substrate and solidified
  • a first type of cells and / or hashes is arranged on the surface of the gravure printing plate, which have a flat bottom and side flanks, the bottom parallel to the surface
  • a second type of cup and / or hash is arranged, which has a flat bottom and side flanks, the bottom having an inclination angle ⁇ , relative to an imaginary bottom line which runs parallel to the surface of the gravure printing plate,
  • the first and the second type of cells and / or bottles arranged at least on a partial area of the surface of the intaglio printing plate side by side with the formation of boundary areas
  • the object of the present invention is also achieved by a coating on a printing material containing platelet-like effect pigments, which has a visible, virtual three-dimensional pattern,
  • the coating has a flat, non-embossed surface.
  • the method according to the invention is a customary gravure printing method, which uses specially adapted gravure forms and
  • Usual gravure printing forms are provided with cells and / or bottles which represent depressions in the surface of the printing form and during
  • a gravure printing process is P1811 1 UH
  • a direct printing process in which the amount of printing ink transferred to the printing material is determined by the volume of the cells and / or hashes.
  • the cells and / or hashes are arranged on the surface of gravure forms.
  • angular basic shape which are arranged in grids on a printing form and can be variably adjusted in the shape of the cup base as well as in its width and depth.
  • the shape of the well base depends on the type of well engraving. Cups are known
  • the cups are separated by webs on the printing form and have lateral flanks which usually have a pitch angle, relative to a flat bottom line, in the range from 70 ° to 90 °.
  • the pitch angle is not identical to the so-called
  • Opening angle of the cell which is located between the
  • Flaschuren are line engravings that often run around a printing roller in a continuous line. They can be arranged on the surface of the printing form at different angles. Even with bottle curls
  • the floor is
  • the side flanks of the flaschuren generally also have a slope angle in the range from 70 to 90 °, relative to a flat bottom line that runs parallel to the surface of the gravure form,
  • the printing forms used in the printing process according to the invention are gravure plates or gravure cylinders, but preferably gravure cylinders. Cups and / or hashes are arranged on the surface of the printing forms. According to the invention exist on the
  • boundary regions are preferably designed as continuous lines that have a length of at least 2 mm and
  • the first type of cells and / or hashes on the rotogravure form has a flat bottom and lateral flanks, the bottom being aligned parallel to the surface of the rotogravure form and the flanks each having an angle of inclination which is in the range from 70 ° to 90 ° , relative to the ground. This slope angle will be described in detail below.
  • the first type of cell and / or hash corresponds to the cell and / or hash usually used in gravure printing plates. They are in grids
  • the second type of wells and / or hashes, which are arranged on the surface of the gravure printing plate, also has a flat, i.e.
  • the pitch angle ⁇ is smaller than the pitch angle ⁇ of the flanks of the first type of cells and / or hashes.
  • the pitch angle ⁇ is at least 30 degrees smaller than the pitch angle ⁇ and thus less than 60 °, preferred
  • the pitch angle ⁇ is in the range from 4 to 30 °, particularly preferably from 5 to 20 °.
  • the slope of the floor can be carried out on one or both sides. In the latter case, the bottom is divided into two, the two parts can have different sizes. As a result, the well or bottle is each lengthwise in
  • the slope of the soil preferably runs from the border area, i.e. the boundary line between the first and second type of cells and / or bottles, or is on both sides in the longitudinal direction of the border area
  • the cups of the first and second types preferably have an angular basic shape, in particular a rectangular or square basic shape, which when viewed from above
  • each well preferably has four side flanks.
  • the side flank is practically replaced by the inclined bottom of the cup or the hash of the second type.
  • the second type of cell and / or engravings is also on the
  • cells and / or hashes of the second type are arranged on the rotogravure form in the process according to the invention in addition to the cells and / or hashes of the first type in such a way that
  • Cups of the first type can be arranged next to cups of the second type, hashes of the first type next to hashes of the second type, cups of the first type next to hashes of the second type or hashes of the first type next to cups of the second type, or a combination
  • the border areas formed by the adjacent cells and or hashes of the two types are continuous lines with a minimum length of 2 mm. It goes without saying that the first type of cells and / or hashes on one side of the line and the second type of
  • 25 cells and / or hashes are arranged on the other side of the line so that an actual boundary line (possibly only under the microscope) can be seen on the printing form.
  • - 9 - is formed exclusively by the difference between the two different types of cups and / or hashes and does not represent an additional engraving.
  • the second type of cell and / or hash has a greater maximum depth than the first type of cell and / or hash, the maximum depth of the second type of cell and / or hash being measured at the lowest point on the ground, whereas the depth of the first type of wells and / or hashes the actual depth of the flat bottom (parallel to the surface of the
  • the maximum depth of the second type of wells and / or hashes is 40 pm and is preferably in the range from 10 15 to 40 pm.
  • the ratio of the maximum depth of the second type of cell and / or hash to the depth of the first type of cell and / or hash is, according to the invention, in the range from 1.1: 1 to 2.0: 1, preferably in the range from
  • the width of the cups and / or hashes of the first and second types, which each form a border area arranged next to one another, can be the same or different. It is preferably different. In particular, the width of the first type of cells and / or hashes is larger than the width of the second type of cells and / or hashes.
  • a ratio of 1.1: 1 to 1.5: 1 is advantageously set here.
  • the width of the wells and / or hashes of both types is in the range 30 from 70 to 100 pm, while the depth of the first type of wells
  • Grid widths in the range from 40 to 150 L / cm can be used for both types of cells and / or hashes.
  • the ratio of the transferred volumes of printing ink from the first to the second type of cells and / or hashes is advantageously in the range from 1: 1, 2 to 1: 2.
  • the border regions which result from the arrangement of cups and / or hashes of the first type and cups and / or hashes of the second type are preferably formed in the form of continuous lines which have a minimum length of 2 mm.
  • 25 outgoing lines form at least part of the contours of printed motifs that appear virtually three-dimensional on the printing substrate after the printing ink has been transferred and solidified.
  • the border regions preferably form the entire contour line of the printing motifs, which appear virtually three-dimensionally on the printing material
  • the flat angle of inclination of the base of the cells and / or hashes of the second type causes the plate-like effect pigments to be forcibly aligned along the inclined base of the latter P1811 1 UH
  • Cups and / or hashes as soon as they are filled with the appropriate printing ink. This orientation is based on the
  • the border areas on the printing substrate are formed exclusively by the different orientation of the platelet-shaped effect pigments on both sides of the border areas directly abutting one another.
  • Printing ink vehicles which, in addition to the corresponding binder systems, also include conventional additives such as fillers, non-platelet-shaped color pigments or dyes, inhibitors, flame retardants, lubricants,
  • plate-like effect pigments 15 contain the printing inks to be used in the form of plate-like effect pigments.
  • the specific type of platelet-shaped effect pigments or, if appropriate, mixtures of different effect pigments is determined by the desired optical effects of the resulting three-dimensional pattern in the coating, and optionally also
  • 25 are from the group pearlescent pigments, interference pigments, metallic effect pigments, liquid crystal pigments (liquid crystal pigments), platelet-shaped functional pigments, platelet-shaped structured pigments, or a mixture of two or more of these.
  • Carrier materials are called if their outer shape corresponds to a flat structure, which has with its top and bottom two surfaces approximately parallel to each other, the extent in length and width of which is the greatest extent of the pigment
  • the distance between the surfaces mentioned, which represents the thickness of the plate, has a smaller extent.
  • These pigments preferably have a platelet-shaped carrier
  • Pearlescent pigments consist of transparent platelets with high refractive index
  • interference pigments 15 number and show a characteristic pearlescent with parallel orientation through multiple reflection. Such pearlescent pigments that also show interference colors are referred to as interference pigments.
  • effect pigments are suitable in principle, are used as effect pigments in the sense of the invention preferably platelet-shaped interference pigments or metallic effect pigments which have at least one coating of a metal, metal oxide, metal oxide hydrate or on a platelet-like carrier
  • the metal effect pigments preferably have at least one metal carrier or a metal layer.
  • the platelet-shaped carrier preferably consists of natural or synthetic mica, kaolin or another layered silicate P1811 1 UH
  • Glass calcium aluminum borosilicate, S1O2, T1O2, AI2O3, Fe203, polymer platelets, graphite platelets or metal platelets, such as aluminum, titanium, bronze, silver, copper, gold, steel or various metal alloys.
  • Platelet-shaped supports made of mica, glass, calcium aluminum borosilicate, graphite, S1O2, Al2O3 or of aluminum are particularly preferred.
  • the size of the platelet-shaped carrier largely determines the size of the platelet-shaped carrier
  • the length or width of the platelet-shaped carrier according to the invention is from 1 to 60 mm
  • the carriers generally have a thickness between 0.05 and 4.5 pm and particularly preferably from 0.1 to 1 pm. They have an aspect ratio (ratio of the mean diameter to the mean particle thickness) of 2: 1 to 1000: 1 and in particular of 6: 1 to 250: 1.
  • the dimensions given for the platelet-shaped carriers also apply in principle to the coated effect pigments used according to the invention, since the additional coatings are generally in the range of only a few hundred nanometers and thus the thickness or length or
  • a coating applied to the carrier preferably consists of metals, metal oxides, mixed metal oxides, metal suboxides or metal fluorides and in particular of a colorless or colored metal oxide,
  • Coatings made of metals are preferably made of aluminum, titanium, chrome, nickel, silver, zinc, molybdenum, tantalum, tungsten, palladium, copper, gold, platinum or alloys containing them.
  • MgF 2 is preferably used as the metal fluoride.
  • Effect pigments are particularly preferred which comprise a platelet-shaped carrier made of mica, glass, calcium aluminum borosilicate, graphite, S1O2,
  • Fe203, Fe30 4 , Sn02, Sb203, S1O2, AI2O3, MgF2, Zr02, B2O3, Cr203, ZnO, CuO, NiO or mixtures thereof is selected.
  • the effect pigments can have a multilayer structure in which there are several layers on top of one another on a metallic or non-metallic support, which preferably consist of the materials mentioned above and have different refractive indices such that there are at least two layers of different refractive indices
  • the layers on the support can be both colorless and colored, predominantly transparent, semi-transparent or also opaque.
  • the effect pigments obtained are therefore colorless or have a body color, or are predominantly transparent, semi-transparent or opaque.
  • the carrier material used and the type of layers applied the effect pigments obtained are therefore colorless or have a body color, or are predominantly transparent, semi-transparent or opaque.
  • the single or multi-layer system on the carrier they are
  • LCPs Liquid Crystal Pigments
  • holographic pigments polymer or metal platelets known as holographic pigments
  • effect pigments described above can be present individually or as a mixture of two or more in the printing ink used according to the invention. Likewise, they can be mixed with organic and / or inorganic dyes or color pigments and / or in mixtures with
  • the percentage by weight of the platelet-shaped effect pigments in the printing ink is generally between 1 and 15 percent by weight and preferably between 1 and 10 percent by weight, in each case based on the total weight of the printing ink used. Do not mix them with
  • the content of platelet-shaped effect pigments in the printing ink is preferably higher than the content of these other pigments, so that the desired orientation of the platelet-shaped effect pigments in the coating on the printing material is not impeded.
  • flake-like effect pigments for example, those in the trade
  • the platelet-shaped effect pigments in the printing ink are aligned as far as possible parallel to the surface of the substrate when they are transferred to the printing material through the first type of cell and / or bottle, and in one
  • the angle at which the platelet-shaped effect pigments are oriented towards the surface of the substrate is determined by the angle of inclination ⁇ without corresponding to it.
  • the three-dimensional pattern visible in the coating can therefore only be perceived via the optical effects made visible by the effect pigments on the printing material. It is much more pronounced than the real deflection of the platelet-shaped effect pigments
  • effect pigments are preferably used, with which optically very attractive printing results can be achieved, which cannot be obtained with classic organic or inorganic dyes or color pigments alone. So are just in
  • the platelet-like effect pigments used have optically variable behavior, this is of course not only perceptible in the patterned coating produced according to the invention if the viewing angle with respect to the entire coated surface
  • Common substrates that can be coated with conventional gravure printing methods are used as printing material, for example paper of various quality, cardboard, wallpaper, laminates, plastic films, metal foils, or materials that contain components from several of these substances.
  • the substrates can optionally be electrostatically or by
  • Plastic and metal foils, pre-coated papers and cardboard boxes or laminates containing them can therefore be used in an advantageous manner.
  • the printing materials therefore preferably have a black, dark or
  • this coloring of the printing material can be done either by mass coloring the printing material, for example in the case of plastic films, or by coating the
  • a dark coating means for example, gray, brown, blue, red, violet or green coatings which have only a low brightness, that is to say generally as dark gray, dark brown, dark blue, dark red, dark violet
  • the entire surface of the printing material to be coated is preferably coated with a
  • the printing substrate can also be precoated over the entire surface or provided with a pattern before use in the process according to the invention.
  • Pre-coating can be done with any printing method.
  • the coloring or pattern effects generated in this way can advantageously be combined with the virtual three-dimensional pattern generated in the method according to the invention.
  • the printing substrate can be coated over the entire area or in partial areas with the coating produced in the intaglio printing process according to the invention, which contains the platelet-like effect pigments, at least some of the partial areas and preferably each of the partial areas at least
  • the surface elements applied can already represent a pattern as individual elements and / or the entirety or parts of the surface elements can together represent a pattern. It depends on the type of pattern
  • Random patterns a dot or line pattern, an alphanumeric pattern, a pattern of concrete objects, or a combination of two or more of them.
  • the pattern is present in a regular, irregular or statistical distribution on the surface of the substrate
  • the printing material 25 can be limited to a sub-area of the printing material, for example, be stored in the middle, or can be present over the entire surface of the printing material.
  • the surface elements In the solidified state, the surface elements have a layer thickness in the range from 1 to 10 miti, in particular from 3 to 8 miti.
  • auxiliary substances and additives can also be contained in the printing ink.
  • the usual radiation-curing agents are particularly suitable as binders
  • binders or binder systems which are generally used in radiation-curing gravure inks, in particular UV gravure inks.
  • the corresponding compositions for the printing ink vehicles are known to the person skilled in the art and are commercially available. Depending on the technological, qualitative or equipment requirements of the respective application
  • the appropriate coating compositions can be selected from 30 different users. P1811 1 UH
  • UV-curing printing inks are preferred, since these can be cured very quickly.
  • the printing ink is applied to the substrate at a speed of 10 to 200 m / min, preferably 10 to 100 m / min.
  • the achievable virtual three-dimensional effect in the pattern is on the
  • the patterned printing layer thus formed is solidified. Solidification is done by drying and
  • a one-layer print image is obtained on the, optionally precoated, printing material, which has a surface which is arranged parallel to the surface of the printing material, and a flat outer surface
  • the virtual, three-dimensional pattern which is visible from the surface side of the coated printing material, is generated only by the alignment of the platelet-shaped pigments in the printing ink. This alignment takes place in the boundary areas of the surface elements at different angles relative to the surface of the
  • the present invention also relates to a coating on a printing medium which contains platelet-like effect pigments and has a visible, virtual three-dimensional pattern, the virtual three-dimensional pattern being determined by an orientation of the platelet-promoting
  • coating is produced exclusively by orienting the platelet-shaped effect pigments contained in the printing ink at different angles, relative to the surface of the printing material. This is reinforced by the non-parallel alignment of the flake-like effect pigments in the border areas of the surface
  • the coating has a flat surface.
  • the virtual three-dimensional pattern obtained according to the invention in the coating represents a macroscopic pattern, the individual surface elements visible in the coating having a size of at least 4 mm 2 , in particular at least 10 mm 2 , but also sizes of several Can have flounder square centimeters.
  • the size and outer shape of the visible, three-dimensional surface elements depends directly on the size and outer shape of the gravure form by the arrangement of cells and / or P1811 1 UH
  • the present invention also relates to the use of a
  • Printing material which has a virtual, three-dimensional pattern and is produced according to the previously described method.
  • Decorative materials are to be understood to mean all applications which are distinguished by special optical effects, for example commercial printed matter, calendars, decorative sheets, advertising materials, greeting cards, special prints, wallpapers, but also tickets, magazines
  • the coatings produced according to the invention and having a virtual three-dimensional pattern can also produce optical illusions, they can also be used advantageously for the production of artifacts.
  • the coatings produced according to the invention and having a virtual three-dimensional pattern have an apparent optical depth of the visible three-dimensional pattern and the optical advantages of platelet-like effect pigments containing coatings.
  • the coatings of the invention are:
  • Figure 1 shows schematic representations of the cross sections of cells
  • Figure 2 shows a schematic representation of the cross sections of
  • Figure 3 shows a schematic representation of the cross sections of a
  • Figure 4 shows the enlarged image of a 3D surface profile of 5 cells of the first type according to the present invention (not to scale)
  • FIG. 5 shows the enlarged image of a 3D surface profile of hashes of the second type according to the present invention 10 (not to scale)
  • a printing ink is produced from 95% by weight of a rotogravure varnish (Schmid Rhyner UV-Lack Wessco 3741) and 5% by weight of a platelet-shaped effect pigment (Iriodin® 6111 Icy White Pristine KU26).
  • the 20 printing ink has a viscosity of approx.
  • the printing ink is printed on a one-side coated paper (Sappi Algro Finess 70g / m 2 ) with a Moser Rototest rotogravure printing machine at a maximum printing speed of 70m / min
  • a special cylinder is used as the gravure cylinder, which is engraved with a type of cup (conventional) and a type of hash ("second type" according to the present invention), which are arranged next to one another and form boundary lines with one another, which form a Check pattern visible to the naked eye.
  • the conventional wells have a depth of 16 pm and a width of 135 pm with a flat well bottom.
  • the hashes have a maximum depth of 21 pm (measured at the lowest point on the ground), P1811 1 UH
  • the printed printing material is applied between the printing unit and a UV sensor when the printing layer is still wet.
  • Drying device with air at a temperature of 80 ° C, which favors the formation of a clearly visible 3D effect.
  • the printed layer is then dried using a conventional UV lamp.
  • a silvery-white, glossy print image on a black background is obtained, which has a clearly visible, three-dimensional, macroscopic check pattern, the raised surface parts of which are transferred by the conventional cells and whose three-dimensional appearance is created by contours that border the conventional cells and special hashes are trained.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tiefdruckverfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtung auf einem Bedruckstoff, eine derart erzeugte Beschichtung sowie deren Verwendung.

Description

P1811 1 UH
WO 2019/243220 PCT/EP2019/065809
- 1 -
Verfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tiefdruckverfahren zur Herstellung
5 eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer Beschichtung, insbe- sondere zur Herstellung eines direkt sichtbaren, deutlich dreidimensional erscheinenden Musters in einer plättchenförmige Effektpigmente enthal- tenden Beschichtung auf einem Bedruckstoff, auf eine nach einem der- artigen Verfahren hergestellte Beschichtung sowie auf die Verwendung
10 einer solchen Beschichtung, vorzugsweise zur Herstellung von Deko- rationsmaterialien wie Zeitschriften, Katalogen, Broschüren, Werbemateri- alien, Kalendern, Buchhüllen, Etiketten oder Tickets, sowie von Ver- packungsmaterialien, Kunsterzeugnissen oder Sicherheitserzeugnissen.
15 Dekorative dreidimensionale Muster enthaltende Beschichtungen auf
Tapeten, Möbeldekorfolien oder Verpackungsmaterialien sind bekannt und werden vorzugsweise für höherwertige Güter oder luxuriöse Verpackungen eingesetzt, weil sie den sie enthaltenden Endprodukten eine besondere Ausstrahlung verleihen. Häufig werden zu diesem Zwecke die entsprechen-
20 den Substrate und/oder die darauf aufgebrachten Beschichtungen so
strukturiert, dass sie eine fühlbare, dreidimensionale Oberflächenstruktur aufweisen. Dieser Effekt ist oftmals sehr erwünscht um beispielsweise Möbeldekorfolien mit Holzmaserung neben der holzähnlichen Optik auch eine entsprechende Haptik zu verleihen. Derartige Strukturierungen
25 erfolgen in der Regel über aufwändige Prägeprozesse, die aber einen
hohen apparativen Aufwand sowie erhöhte Produktionskosten erfordern. Sollen die gewünschten dreidimensionalen Muster noch spezielle Effekte wie Metall ic-Effekte oder Perlglanz aufweisen, sind darüber hinaus noch Beschichtungs- und Prägemethoden erforderlich, die ohne Qualitätsverlust
30 auch bei Beschichtungen einsetzbar sind, die entsprechende Effektpig- mente enthalten oder aus aufgedampften Effektschichten bestehen. P1811 1 UH
WO 2019/243220 PCT/EP2019/065809
2
Aus dem Stand der Technik sind Strukturierungsverfahren bekannt, mit denen Substrate mit dreidimensionalen Mustern versehen werden können. So ist beispielsweise aus EP 0 115 038 ein Verfahren zur Herstellung von
5 farbigen Dekorpapierfolien bekannt, bei dem die Folien mit einer dreidimen- sionalen Oberflächenstruktur versehen werden, indem eine erste Druck- schicht, die ein lackabstoßendes Mittel enthält und ein Muster aufweist, mit einer Überlackierung versehen wird. Das lackabstoßende Mittel führt zu Dickenunterschieden in der Überlackierung, die letztendlich ein optisch und
10 haptisch wahrnehmbares dreidimensionales Muster erzeugen. Der Einsatz plättchenförmiger Effektpigmente ist nicht beschrieben.
Aus der WO 2012/079674 der nunmehrigen Anmelderin ist ein Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Mustern in einer Beschichtung
15 bekannt, wobei eine noch nicht ausgehärtete, plättchenförmige
Effektpigmente enthaltende Beschichtung auf einem Substrat mit einer Flexodruckform derart in Kontakt gebracht wird, dass auf der Oberfläche der Beschichtung Vertiefungen in einer Tiefe von höchstens 10 pm entstehen. Anschließend wird die auf diese Weise minimal verformte
20 Beschichtung ausgehärtet. Die genannten Vertiefungen bilden zusammen mit den nicht verprägten Oberflächeneinheiten ein dreidimensional erscheinendes Muster in der Beschichtung, welches eine deutlich stärker sichtbare Dreidimensionalität zeigt, als durch die reale Verformung der Beschichtung zu erwarten wäre. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass
25 dieses Verfahren sich vergleichsweise schwer in vorhandene Druck- Strecken eingliedern lässt, da für die Erzeugung des dreidimensionalen Musters zwei Druckwerke erforderlich sind. Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren zur Erzeugung ähnlicher Effekte zur Verfügung zu haben, welches in lediglich einem einzigen Druckvorgang zu vergleichbaren
30 Ergebnissen führt und vorzugsweise im weltweit sehr häufig eingesetzten Tiefdruckverfahren ausgeführt werden könnte. P1811 1 UH
WO 2019/243220 PCT/EP2019/065809
- 3 -
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional erscheinenden Musters in einer Be- schichtung auf einem Substrat zur Verfügung zu stellen, bei dem zur Herausbildung eines attraktiven dreidimensional erscheinenden Musters in
5 der Beschichtung weder das Substrat noch die Beschichtung verprägt oder verformt werden müssen, die Herstellung des Musters in einem einzigen Druckvorgang erfolgen und das Verfahren als Tiefdruck ausgeführt werden kann.
10 Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung auf einem Substrat, welche das vorab erzeugte dreidimensional erscheinende Muster aufweist, zur Verfü- gung zu stellen.
15 Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verwendung für derart hergestellte Beschichtungen aufzuzeigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer
20 Beschichtung auf einem Bedruckstoff, wobei
- Näpfchen und/oder Haschuren, die sich auf einer Oberfläche einer Tiefdruckform befinden,
- mit Druckfarbe befüllt und nachfolgend
- die Druckfarbe auf einen Bedruckstoff übertragen und verfestigt wird,
25 wobei
- die Druckfarbe plättchenförmige Effektpigmente enthält und
- auf der Oberfläche der Tiefdruckform eine erste Art von Näpfchen und/oder Haschuren angeordnet ist, welche einen flachen Boden und seitliche Flanken aufweisen, wobei der Boden parallel zur Oberfläche
30 der Tiefdruckform ausgerichtet ist und die Flanken einen
Steigungswinkel a im Bereich von 70° bis 90°, relativ zum Boden, aufweisen, und P1811 1 UH
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- eine zweite Art von Näpfchen und/oder Haschuren angeordnet ist, welche einen flachen Boden und seitliche Flanken aufweisen, wobei der Boden einen Steigungswinkel ß, relativ zu einer gedachten Bodenlinie, die parallel zur Oberfläche der Tiefdruckform verläuft,
5 aufweist, der geringer ist als der Steigungswinkel der Flanken der ersten Art von Näpfchen und/oder Flaschuren, und
- wobei die erste und die zweite Art von Näpfchen und/oder Flaschuren mindestens auf einem Teilbereich der Oberfläche der Tiefdruckform nebeneinander unter Ausbildung von Grenzbereichen angeordnet
10 sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine plättchen- förmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung auf einem Bedruckstoff gelöst, welche ein sichtbares, virtuelles dreidimensionales Muster aufweist,
15 welches durch Orientierung der plättchenförmigen Effektpigmente in der Beschichtung in verschiedenen Winkeln, relativ zum Bedruckstoff, gebildet wird. Die Beschichtung weist eine plane, unverprägte Oberfläche auf.
Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch die
20 Verwendung einer solchen Beschichtung in Dekorationsmaterialien,
Verpackungsmaterialien, Kunsterzeugnissen und Sicherheitserzeugnissen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein übliches Tiefdruckverfahren, welches mit speziell angepassten Tiefdruckformen und
25 mit plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Druckfarben ausgeführt wird.
Übliche Tiefdruckformen sind mit Näpfchen und/oder Flaschuren versehen, die Vertiefungen in der Oberfläche der Druckform darstellen und während
30 des Druckvorganges zunächst mit Druckfarbe befüllt werden, die
anschließend direkt aus den Näpfchen und/oder Flaschuren auf einen Bedruckstoff übertragen und dort verfestigt wird. Ein Tiefdruckverfahren ist P1811 1 UH
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- 5 - demnach ein direktes Druckverfahren, bei dem die Menge der auf den Bedruckstoff übertragenen Druckfarbe vom Volumen der Näpfchen und/oder Haschuren bestimmt wird. Die Näpfchen und/oder Haschuren werden auf der Oberfläche von Tiefdruckformen angeordnet. Bei Näpfchen
5 handelt es sich um kleine Vertiefungen mit in der Aufsicht runder oder
eckiger Grundform, die in Rastern auf einer Druckform angeordnet werden und in der Form des Näpfchenbodens sowie in ihrer Weite und ihrer Tiefe variabel eingestellt werden können. Dabei ist die Form des Näpfchen- bodens von der Art der Näpfchengravur abhängig. Bekannt sind Näpfchen
10 mit kalottenartigem Boden, mit flachem Boden oder mit einem Boden, der die Form einer auf dem Kopf stehenden Pyramide mit variablen
Kantenlängen aufweist. Für das Verdrucken von Tiefdruckfarben, die plättchenförmige Effektpigmente enthalten, eignen sich besonders Druck- formen, die Näpfchen mit kalottenförmigem oder flachem Boden aufweisen.
15 Die Näpfchen sind auf der Druckform durch Stege getrennt und weisen seitliche Flanken auf, die üblicherweise einen Steigungswinkel, relativ zu einer flachen Bodenlinie, im Bereich von 70° bis 90° aufweisen. Der Steigungswinkel ist dabei nicht identisch mit dem sogenannten
Öffnungswinkel des Näpfchens, der sich über der sich zwischen den
20 seitlichen Flanken ergebenden Öffnung des Näpfchens aufspannen lässt.
Flaschuren sind Liniengravuren, die häufig eine Druckwalze in einer kontinuierlichen Linie umlaufen. Sie können in verschiedenen Winkeln auf der Oberfläche der Druckform angeordnet sein. Auch bei Flaschuren lässt
25 sich die Weite und die Tiefe der Liniengravur einstellen. Der Boden ist
zumeist flach ausgebildet und parallel zur Oberfläche der Tiefdruckform ausgerichtet. Die seitlichen Flanken der Flaschuren weisen in der Regel ebenfalls einen Steigungswinkel im Bereich von 70 bis 90°, relativ zu einer flachen Bodenlinie, die parallel zur Oberfläche der Tiefdruckform verläuft,
30 auf. P1811 1 UH
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Die im erfindungsgemäßen Druckverfahren eingesetzten Druckformen sind Tiefdruckplatten oder Tiefdruckzylinder, vorzugsweise jedoch Tiefdruck- zylinder. Auf der Oberfläche der Druckformen sind Näpfchen und/oder Haschuren angeordnet. Erfindungsgemäß bestehen die auf der ein-
5 gesetzten Druckform angeordneten Näpfchen und/oder Haschuren aus zwei Arten, die mindestens auf einem Teilbereich der Oberfläche der Tiefdruckform nebeneinander derart angeordnet sind, dass sie Grenz- bereiche ausbilden. Dabei sind die Grenzbereiche vorzugsweise als durchgängige Linien ausgebildet, die eine Länge von mindestens 2 mm und
10 insbesondere von mindestens 5 mm aufweisen. Diese Linien bilden
erfindungsgemäß mindestens einen Teil der äußeren Kontur von virtuell dreidimensionalen Druckmotiven, die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt werden können.
15 Erfindungsgemäß weist die erste Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf der Tiefdruckform einen flachen Boden und seitliche Flanken auf, wobei der Boden parallel zur Oberfläche der Tiefdruckform ausgerichtet ist und die Flanken jeweils einen Steigungswinkel aufweisen, der im Bereich von 70° bis 90°, relativ zum Boden, liegt. Dieser Steigungswinkel wird
20 nachfolgend mit a bezeichnet. Prinzipiell entspricht somit die erste Art von Näpfchen und/oder Haschuren den üblicherweise in Tiefdruckformen eingesetzten Näpfchen und/oder Haschuren. Sie sind in Rastern
angeordnet und können sich über einen Großteil der Oberfläche der Druckform erstrecken.
25
Die zweite Art von Näpfchen und/oder Haschuren, die auf der Oberfläche der Tiefdruckform angeordnet sind, weist ebenso einen flachen, d.h.
planen, Boden und seitliche Flanken auf, wobei jedoch der Boden nicht parallel zur Oberfläche der Tiefdruckform angeordnet ist, sondern einen
30 Steigungswinkel relativ zu einer gedachten Bodenlinie, die parallel zur
Oberfläche der Tiefdruckform verläuft (und am tiefsten Punkt des
Näpfchens oder der Haschur angelegt ist), aufweist, der nachfolgend als ß P1811 1 UH
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- 7 - bezeichnet wird. Der Steigungswinkel ß ist erfindungsgemäß geringer als der Steigungswinkel a der Flanken der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren. Insbesondere ist der Steigungswinkel ß um mindestens 30 grd geringer als der Steigungswinkel a und damit geringer als 60°, bevorzugt
5 geringer als 40°. Insbesondere liegt der Steigungswinkel ß im Bereich von 4 bis 30°, besonders bevorzugt von 5 bis 20°. Die Steigung des Bodens kann einseitig oder beidseitig ausgeführt sein. Im letzteren Falle ist der Boden zweigeteilt, wobei beide Teile unterschiedliche Größen aufweisen können. Dadurch wird das Näpfchen oder die Flaschur jeweils längsseitig in
10 zwei Teile mit gegenläufig ausgerichteten Bodenteilen geteilt, die bei ihrem Zusammenlaufen an der tiefsten Stelle des Bodens eine Rinne bilden. Die Steigung des Bodens verläuft vorzugsweise vom Grenzbereich, d.h. der Grenzlinie zwischen der ersten und zweiten Art von Näpfchen und/oder Flaschuren, weg oder ist beidseitig in Längsausrichtung zum Grenzbereich
15 hin ausgebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die Näpfchen der ersten und der zweiten Art vorzugsweise eine eckige Grundform, insbesondere eine rechteckige oder quadratische Grundform auf, die bei Aufsicht auf die
20 Druckform sichtbar ist. Demzufolge hat jedes Näpfchen vorzugsweise vier seitliche Flanken.
Je nach Weite der für die zweite Art eingesetzten Näpfchen oder Haschu- ren im Zusammenhang mit der jeweiligen maximalen Tiefe und dem
25 gewählten Steigungswinkel ß gibt es jedoch auch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen eine der vier seitlichen Flanken eines Näpfchens oder eine der beiden seitlichen Flanken einer Haschur entfällt. Dies geschieht bei geringer maximaler Tiefe, großer Weite und vergleichs- weise steilem Steigungswinkel ß im oben angegebenen Bereich. In diesen
30 Fällen wird die seitliche Flanke praktisch durch den geneigten Boden des Näpfchens oder der Haschur der zweiten Art ersetzt. Die verbleibenden seitlichen Flanken der Näpfchen und/oder Haschuren der zweiten Art P1811 1 UH
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8 weisen vorzugsweise ebenfalls einen Steigungswinkel a im Bereich von 70° bis 90° auf.
Auch die zweite Art von Näpfchen und/oder Gravuren ist auf der
5 Tiefdruckform in Rastern angeordnet.
Wie vorab bereits kurz ausgeführt, sind Näpfchen und/oder Haschuren der zweiten Art auf der Tiefdruckform im erfindungsgemäßen Verfahren neben den Näpfchen und /oder Haschuren der ersten Art derart angeordnet, dass
10 Grenzbereiche zwischen beiden Arten ausgebildet werden. Dabei können Näpfchen der ersten Art neben Näpfchen der zweiten Art, Haschuren der ersten Art neben Haschuren der zweiten Art, Näpfchen der ersten Art neben Haschuren der zweiten Art oder Haschuren der ersten Art neben Näpfchen der zweiten Art angeordnet sein, oder auch eine Kombination
15 aus mindestens zwei der genannten Anordnungen auf der Tiefdruckform vorhanden sein. Die jeweiligen Näpfchen und/oder Haschuren sind sowohl innerhalb einer Art als auch zwischen den beiden Arten jeweils durch Stege getrennt.
20 Bei den Grenzbereichen, die durch die nebeneinander liegenden Näpfchen und oder Haschuren der beiden Arten ausgebildet werden, handelt es sich erfindungsgemäß um durchgängige Linien mit einer Mindestlänge von 2 mm. Dabei ist es selbstverständlich, dass die erste Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf der einen Seite der Linie und die zweite Art von
25 Näpfchen und/oder Haschuren auf der anderen Seite der Linie angeordnet sind, sodass eine tatsächliche Grenzlinie (ggf. nur unter dem Mikroskop) auf der Druckform erkennbar wird. Das bedeutet, dass beispielsweise bei einer senkrechten Grenzlinie jeweils eine Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf der unmittelbar an die Grenzlinie angrenzenden linken Seite
30 der Druckform und die andere Art der Näpfchen und/oder Haschuren auf der unmittelbar an die Grenzlinie angrenzenden rechten Seite der
Druckform angeordnet sind. Dabei ist hervorzuheben, dass die Grenzlinie P1811 1 UH
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- 9 - ausschließlich durch den Unterschied zwischen den beiden verschieden- artigen Näpfchen und/oder Haschuren gebildet wird und keine zusätzliche Gravur darstellt.
5 Erfindungsgemäß weist die zweite Art von Näpfchen und/oder Haschuren eine größere maximale Tiefe auf als die erste Art von Näpfchen und/oder Haschuren, wobei die maximale Tiefe der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren am tiefsten Punkt des Bodens gemessen wird, wogegen die Tiefe der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren die 10 tatsächliche Tiefe des flachen Bodens (parallel zur Oberfläche der
Tiefdruckform) darstellt.
Die maximale Tiefe der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren beträgt erfindungsgemäß 40 pm und liegt vorzugsweise im Bereich von 10 15 bis 40 pm.
Das Verhältnis der maximalen Tiefe der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren zur Tiefe der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren liegt erfindungsgemäß im Bereich von 1 ,1 :1 bis 2,0:1 , bevorzugt im Bereich von
20 1 ,3:1 bis 1 ,7:1.
Die Weite der Näpfchen und/oder Haschuren der ersten und zweiten Art, die nebeneinander angeordnet jeweils einen Grenzbereich bilden, kann gleich oder verschieden sein. Vorzugsweise ist sie verschieden. Insbeson- 25 dere ist die Weite der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren größer als die Weite der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren.
Vorteilhafterweise wird hier ein Verhältnis von 1 ,1 :1 bis 1 ,5:1 eingestellt.
Die Weite der Näpfchen und/oder Haschuren beider Arten liegt im Bereich 30 von 70 bis 100 pm, während die Tiefe der ersten Art von Näpfchen
und/oder Haschuren im Bereich von 5 bis 36 pm, insbesondere von 5 bis 25 pm, liegt. P1811 1 UH
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Es sind für beide Arten von Näpfchen und/oder Haschuren Rasterweiten im Bereich von 40 bis 150 L/cm einsetzbar.
5 Aus den Größenverhältnissen der beiden Arten von Näpfchen und/oder Haschuren, die nebeneinander angeordnet jeweils einen Grenzbereich bilden, ergibt sich, dass die Druckfarbe, welche mit der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf den Bedruckstoff übertragen wird, ein Volumen pro Flächeneinheit aufweist, welches geringer ist als das Volumen
10 pro Flächeneinheit, welches mit der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf den Bedruckstoff übertragen wird.
Dabei beträgt das Volumen pro Flächeneinheit, welches mit der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf den Bedruckstoff übertragen wird,
15 mindestens 5 ml/m2 und höchstens 20 ml/m2.
Das Verhältnis der übertragenen Volumina Druckfarbe von erster zu zweiter Art von Näpfchen und/oder Haschuren liegt vorteilhafterweise im Bereich von 1 :1 ,2 bis 1 : 2.
20
Die Grenzbereiche, die durch das nebeneinander Anordnen von Näpfchen und/oder Haschuren der ersten Art und Näpfchen und/oder Haschuren der zweiten Art entstehen, sind vorzugsweise in Form durchgehender Linien ausgebildet, die eine Mindestlänge von 2 mm aufweisen. Diese durch-
25 gehenden Linien bilden zumindest einen Teil der Konturen von Druck- motiven, die auf dem Bedruckstoff virtuell dreidimensional erscheinen, nachdem die Druckfarbe übertragen und verfestigt worden ist.
Vorzugsweise bilden die Grenzbereiche die gesamte Konturlinie der Druckmotive, die virtuell dreidimensional auf dem Bedruckstoff erscheinen
30 sollen. Der flache Steigungswinkel des Bodens der Näpfchen und/oder Haschuren der zweiten Art bewirkt eine zwangsweise Ausrichtung der plättchenförmigen Effektpigmente entlang des geneigten Bodens dieser P1811 1 UH
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Näpfchen und/oder Haschuren, sobald diese mit der entsprechenden Druckfarbe befüllt werden. Diese Ausrichtung wird in der auf den
Bedruckstoff übertragenen Druckfarbe beibehalten, bis diese verfestigt ist. Da eine derartige Ausrichtung der plättchenförmigen Effektpigmente in den
5 Näpfchen und/oder Haschuren der ersten Art nicht stattfindet, ergibt sich in den vorab genannten Grenzbereichen, die sich nicht nur auf der Tiefdruck- form, sondern auch im finalen Druckbild auf dem Bedruckstoff heraus- bilden, eine unterschiedliche Orientierung der plättchenförmigen Effekt- pigmente auf dem Bedruckstoff, relativ zur Oberfläche des Bedruckstoffes.
10 Die Grenzbereiche auf dem Bedruckstoff bilden sich dabei ausschließlich über die unterschiedliche Orientierung der plättchenförmigen Effektpig- mente zu beiden Seiten der unmittelbar aneinander stoßenden Grenz- bereiche heraus.
15 Die auf den Bedruckstoff übertragenen und verfestigten Druckmotive
stellen regelmäßig oder unregelmäßig geformte Flächenelemente mit einer Größe von mindestens 4 mm2 dar. Sie sind von den vorab beschriebenen äußeren Konturlinien zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig umgeben und erscheinen selbst als erhabene Flächenelemente, während
20 an den Konturlinien ein virtuell dreidimensionales Erscheinungsbild dieser Flächenelemente erzeugt wird. Letzteres kommt lediglich durch die erzwungene unterschiedliche Orientierung der plättchenförmigen
Effektpigmente auf dem Bedruckstoff zustande.
25 Um die Beibehaltung der erzwungenen Ausrichtung der plättchenförmigen Effektpigmente, die in der Druckfarbe enthalten sind, mit der die zweite Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf der Druckform befüllt wird, nach dem erfolgten Druckvorgang zu gewährleisten, ist eine vergleichsweise rasche Verfestigung der Druckfarbe vorteilhaft. Aus diesem Grunde sind
30 strahlenhärtende und/oder thermisch härtende Druckfarben bevorzugt einsetzbar. P1811 1 UH
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Insbesondere ist die Aushärtung der Druckfarbe durch UV-Strahlung zu bevorzugen.
Entsprechend sind die Bindemittelsysteme der einzusetzenden Druck-
5 farbenvehikel auszuwählen. Einsetzbar sind dabei alle handelsüblichen schnellhärtenden Druckfarbenvehikel, insbesondere UV-härtende
Druckfarbenvehikel, die neben den entsprechenden Bindern ittelsystemen zusätzlich auch übliche Additive wie Füllstoffe, nicht plättchenförmige Farbpigmente oder Farbstoffe, Inhibitoren, Flammschutzmittel, Gleitmittel,
10 Dispergiermittel, Redispergiermittel, Entschäumer, Verlaufsmittel,
Filmbildner, Flaftvermittler, Trocknungsbeschleuniger, Fotoinitiatoren, etc., enthalten können oder denen diese zugesetzt werden können.
Neben dem Druckfarbenvehikel und möglichen weiteren Additiven
15 enthalten die einzusetzenden Druckfarben plättchenförmige Effektpig- mente. Dabei wird die konkrete Art an plättchenförmigen Effektpigmenten oder gegebenenfalls Gemischen verschiedener Effektpigmente durch die gewünschten optischen Wirkungen des resultierenden dreidimensional erscheinenden Musters in der Beschichtung bestimmt sowie optional auch
20 von Farbmitteln, die in den sich auf dem Bedruckstoff gegebenenfalls
befindlichen Vorbeschichtungen optional bereits enthalten sein können.
Als plättchenförmige Effektpigmente können in der erfindungsgemäß einzusetzenden Druckfarbe Pigmente eingesetzt werden, die ausgewählt
25 sind aus der Gruppe Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Metalleffekt- pigmente, Flüssigkristallpigmente (Liquid Crystal Pigments), plättchen- förmige funktionelle Pigmente, plättchenförmige strukturierte Pigmente, oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren von diesen.
30 Diese Effektpigmente sind aus einer oder mehreren Schichten aus
gegebenenfalls unterschiedlichen Materialien aufgebaut und liegen plättchenförmig vor. Als plättchenförmig werden Pigmente oder P1811 1 UH
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Trägermaterialien bezeichnet, wenn ihre äußere Form einem flachen Gebilde entspricht, welches mit seiner Ober- und Unterseite zwei annähernd parallel zueinander stehende Oberflächen aufweist, deren Ausdehnung in Länge und Breite die größte Ausdehnung des Pigmentes
5 oder des Trägermaterials darstellt und auch als Partikelgröße bezeichnet wird. Der Abstand zwischen den genannten Oberflächen, der die Dicke des Plättchens darstellt, weist dagegen eine geringere Ausdehnung auf.
Bevorzugt weisen diese Pigmente einen plättchenförmigen Träger auf,
10 welcher optional mindestens eine Beschichtung aus einem Metall, Metall- oxid, Metalloxidhydrat oder deren Gemischen, einem Metallmischoxid, -suboxid, -oxinitrid, Metallfluorid oder einem Polymer umfasst.
Perlglanzpigmente bestehen aus transparenten Plättchen mit hoher Brech-
15 zahl und zeigen bei paralleler Orientierung durch Mehrfach reflexion einen charakteristischen Perlglanz. Solche Perlglanzpigmente, die zusätzlich auch Interferenzfarben zeigen, werden als Interferenzpigmente bezeichnet.
Obwohl natürlich auch klassische Perlglanzpigmente wie Ti02-Plättchen,
20 basisches Bleicarbonat, BiOCI-Pigmente oder Fischsilberpigmente
prinzipiell geeignet sind, werden als Effektpigmente im Sinne der Erfindung vorzugsweise plättchenförmige Interferenzpigmente oder Metalleffektpig- mente eingesetzt, welche auf einem plättchenförmigen Träger mindestens eine Beschichtung aus einem Metall, Metalloxid, Metalloxidhydrat oder
25 deren Gemischen, einem Metallmischoxid, Metallsuboxid, Metalloxinitrid, Metallfluorid oder einem Polymer aufweisen.
Die Metalleffektpigmente weisen bevorzugt mindestens einen Metallträger oder eine Metallschicht auf.
30
Der plättchenförmige Träger besteht vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Glimmer, Kaolin oder einem anderen Schichtsilikat, aus P1811 1 UH
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Glas, Calcium-Aluminium-Borosilikat, S1O2, T1O2, AI2O3, Fe203, Polymer- plättchen, Graphitplättchen oder aus Metallplättchen, wie beispielsweise aus Aluminium, Titan, Bronze, Silber, Kupfer, Gold, Stahl oder diversen Metalllegierungen.
5
Besonders bevorzugt sind plättchenförmige Träger aus Glimmer, Glas, Calcium-Aluminium-Borosilikat, Graphit, S1O2, AI2O3, oder aus Aluminium.
Die Größe des plättchenförmigen Trägers bestimmt weitestgehend die
10 Größe der Effektpigmente und muss für das erfindungsgemäße Verfahren speziell ausgewählt werden, da plättchenförmige Effektpigmente mit einer großen Partikelgröße die gewünschte Orientierung nur unzureichend erlangen können. Daher beträgt die Ausdehnung des plättchenförmigen Trägers in der Länge bzw. Breite erfindungsgemäß von 1 bis 60 miti,
15 vorzugsweise von 1 bis 25 pm und insbesondere von 1 bis 15 pm. Die Träger weisen in der Regel eine Dicke zwischen 0,05 und 4,5 pm und besonders bevorzugt von 0,1 bis 1 pm auf. Sie besitzen ein Aspektver- hältnis (Verhältnis des mittleren Durchmessers zur mittleren Teilchendicke) von 2:1 bis 1000:1 und insbesondere von 6:1 bis 250:1.
20
Die genannten Maße für die plättchenförmigen Träger gelten prinzipiell auch für die erfindungsgemäß verwendeten beschichteten Effektpigmente, da die zusätzlichen Beschichtungen in der Regel im Bereich von nur wenigen Hundert Nanometern liegen und damit die Dicke oder Länge bzw.
25 Breite (Partikelgröße) der Pigmente nicht wesentlich beeinflussen.
Bevorzugt besteht eine auf dem Träger aufgebrachte Beschichtung aus Metallen, Metalloxiden, Metallmischoxiden, Metallsuboxiden oder Metall- fluoriden und insbesondere aus einem farblosen oder farbigen Metalloxid,
30 ausgewählt aus T1O2, Titansuboxiden, Titanoxinitriden, Fe203, Fe304,
Sn02, Sb203, S1O2, AI2O3, ZrÜ2, B2O3, Cr203, ZnO, CuO, NiO oder deren Gemischen. P1811 1 UH
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Beschichtungen aus Metallen sind vorzugsweise aus Aluminium, Titan, Chrom, Nickel, Silber, Zink, Molybdän, Tantal, Wolfram, Palladium, Kupfer, Gold, Platin oder diese enthaltenden Legierungen.
5
Als Metallfluorid wird bevorzugt MgF2 eingesetzt.
Besonders bevorzugt sind Effektpigmente, welche einen plättchenförmigen Träger aus Glimmer, Glas, Calcium-Aluminium-Borosilikat, Graphit, S1O2,
10 AI2O3, oder aus Aluminium und mindestens eine Beschichtung auf dem
Träger aufweisen, welche aus T1O2, Titansuboxiden, Titanoxinitriden,
Fe203, Fe304, Sn02, Sb203, S1O2, AI2O3, MgF2, Zr02, B2O3, Cr203, ZnO, CuO, NiO oder deren Gemischen ausgewählt ist.
15 Die Effektpigmente können einen Mehrschichtaufbau aufweisen, bei dem sich auf einem metallischen oder nichtmetallischen Träger mehrere Schich- ten übereinander befinden, die vorzugsweise aus den vorab genannten Materialien bestehen und verschiedene Brechzahlen in der Art aufweisen, dass sich jeweils mindestens zwei Schichten unterschiedlicher Brechzahl
20 abwechselnd auf dem Träger befinden, wobei sich die Brechzahlen in den einzelnen Schichten um wenigstens 0,1 und bevorzugt um wenigstens 0,3 voneinander unterscheiden. Dabei können die auf dem Träger befindlichen Schichten sowohl farblos als auch farbig, überwiegend transparent, semi- transparent oder auch opak sein.
25
Je nach verwendetem Trägermaterial und Art der aufgebrachten Schichten sind damit auch die erhaltenen Effektpigmente farblos oder weisen eine Körperfarbe auf, bzw. sind überwiegend transparent, semitransparent oder opak. Durch das Ein- oder Mehrschichtsystem auf dem Träger sind sie aber
30 zusätzlich in der Lage, mehr oder weniger intensive und glänzende
Interferenzfarben zu erzeugen. P1811 1 UH
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Ebenso können die sogenannten LCPs (Liquid Crystal Pigments), die aus vernetzten, orientierten, cholesterischen Flüssigkristallen bestehen, oder aber auch als holographische Pigmente bezeichnete Polymer- oder Metallplättchen als Effektpigmente eingesetzt werden.
5
Die vorab beschriebenen Effektpigmente können in den erfindungsgemäß eingesetzten Druckfarbe einzeln oder als Gemisch von zwei oder mehreren vorhanden sein. Ebenso können sie im Gemisch mit organischen und/oder anorganischen Farbstoffen oder Farbpigmenten und/oder auch in Gemi-
10 schen mit unbeschichtetem Glimmer eingesetzt werden. Dabei beträgt der Gewichtsanteil der plättchenförmigen Effektpigmente in der Druckfarbe im allgemeinen zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 1 und 10 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamt- gewicht der eingesetzten Druckfarbe. Werden sie im Gemisch mit nicht
15 plättchenförmigen Pigmenten eingesetzt, ist der Gehalt an plättchenför- migen Effektpigmenten in der Druckfarbe vorzugsweise jedoch höher als der Gehalt an diesen anderen Pigmenten, damit die gewünschte Orien- tierung der plättchenförmigen Effektpigmente in der Beschichtung auf dem Bedruckstoff nicht behindert wird. Dafür sollte der Anteil an plättchenför-
20 migen Effektpigmenten mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise jedoch
mindestens 70 Gew.-% der gesamten Pigmentbeladung der Druckfarbe entsprechen.
Als plättchenförmige Effektpigmente können beispielsweise die im Handel
25 erhältlichen funktionellen Pigmente, Interferenzpigmente oder Perlglanz- pigmente, welche unter den Bezeichnungen Iriodin®, Colorstream®, Xirallic®, Miraval®, Ronastar®, Biflair®, Minatec®, Iriotec®, Lustrepak®, Colorcrypt®, Colorcode® und Securalic® oder Meoxal® von der Firma Merck KGaA angeboten werden, Mearlin® der Firma Mearl, Metalleffekt-
30 pigmente der Firma Eckart sowie optisch variable Effektpigmente wie
beispielsweise Variochrom® der Firma BASF, Chromafflair® der Firma Flex Products Inc., Helicone® der Firma Wacker, holographische Pigmente der P1811 1 UH
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Firma Spectratec sowie andere kommerziell erhältliche Effektpigmente eingesetzt werden.
Für den Erfolg der vorliegenden Erfindung sind die einzelnen Farb-
5 und/oder Glanzeffekte, die durch die Effektpigmente erzielt werden können, an sich nicht ausschlaggebend. Vielmehr wird der erfindungsgemäße Erfolg durch die Veränderung des optisch wahrnehmbaren Effektes der plätt chenförmigen Effektpigmente an den Grenzbereichen in der Beschichtung auf dem Substrat erzielt, bei denen die plättchenförmigen Effektpigmente
10 sich unterschiedlich relativ zur Oberfläche des Bedruckstoffes orientieren.
An diesen Grenzbereichen bzw. Grenzlinien werden die plättchenförmigen Effektpigmente in der Druckfarbe weitestgehend parallel zur Oberfläche des Substrates ausgerichtet, wenn sie durch die erste Art von Näpfchen und/oder Flaschuren auf den Bedruckstoff übertragen werden, und in einem
15 Winkel zur Oberfläche des Substrates ausgerichtet, wenn sie durch die zweite Art von Näpfchen und/oder Flaschuren auf den Bedruckstoff übertragen werden. Der Winkel, in dem die plättchenförmigen Effekt- pigmente zur Oberfläche des Substrates hin ausgerichtet werden, bestimmt sich dabei durch den Steigungswinkel ß, ohne diesem zu entsprechen.
20
Das in der Beschichtung sichtbare dreidimensionale Muster ist damit lediglich über die durch die Effektpigmente sichtbar gemachten optischen Effekte auf dem Bedruckstoff wahrnehmbar. Es ist dabei deutlich ausge- prägter als es die reale Auslenkung der plättchenförmigen Effektpigmente
25 in den Grenzbereichen erwarten ließe, weil eine Auslenkung der plättchen- förmigen Effektpigmente aus der parallelen Lage auch um nur wenige Winkelgrade bereits eine deutliche Änderung ihrer Reflexionseigenschaften zur Folge hat, die sich optisch als scheinbare Tiefe des dreidimensional erscheinenden Musters bemerkbar macht. Die Bezeichnung virtuelles
30 dreidimensionales Muster für das erfindungsgemäß erzeugte Muster ist daher gerechtfertigt. P1811 1 UH
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Selbstverständlich werden aber bevorzugt Effektpigmente eingesetzt, mit denen optisch sehr ansprechende Druckergebnisse erzielt werden können, die mit klassischen organischen oder anorganischen Farbstoffen oder Farbpigmenten allein nicht erhalten werden können. So sind gerade im
5 Verpackungsdruck glänzende intensive Interferenzfarben, Metallic-Effekte oder Druckbilder, die beim Abkippen ein Farbspiel und/oder eindrucksvolle Flell/Dunkel-Effekte zeigen (optisch variable Drucke), sehr begehrt. Solche Färb- und Glanzeindrücke lassen sich nur mit plättchenförmigen
Effektpigmenten erzielen.
10
Zeigen die eingesetzten plättchenförmigen Effektpigmente ein optisch variables Verhalten, ist dieses selbstverständlich in der erfindungsgemäß hergestellten gemusterten Beschichtung nicht nur dann wahrnehmbar, wenn der Betrachtungswinkel gegenüber der gesamten beschichteten Oberfläche
15 geändert wird, sondern bereits bei Betrachtung der Oberfläche des beschichteten Bedruckstoffes aus einem einzigen Betrachtungswinkel, so dass das erzeugte dreidimensionale Muster in verschiedenen Farben und/oder verschiedenen Flelligkeitsabstufungen erscheint.
20 Als Bedruckstoff werden gebräuchliche Substrate, die sich mit üblichen Tiefdruckverfahren beschichten lassen, eingesetzt, zum Beispiel Papier verschiedenster Qualität, Kartonagen, Tapeten, Laminate, Kunststofffolien, Metallfolien, oder Materialien, die Bestandteile aus mehreren dieser Stoffe enthalten. Die Bedruckstoffe können optional elektrostatisch oder durch
25 Aufbringen von Grundier- oder Satinierschichten vorbehandelt sein. Die zu beschichtende Oberfläche der eingesetzten Bedruckstoffe sollte plan ausgebildet sein, d.h. weder Erhebungen noch Vertiefungen aufweisen. Darüber hinaus hat es sich herausgestellt, dass Bedruckstoffe, die über eine besonders glatte Oberfläche verfügen, für das erfindungsgemäße
30 Verfahren in besonderer Weise geeignet sind. Daher sind insbesondere Kunststoff- und Metallfolien, vorbeschichtete Papiere und Kartonagen oder Lamiate, die diese enthalten, in vorteilhafter Weise einsetzbar. P1811 1 UH
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Oftmals weisen übliche Grundier- oder Satinierschichten eine helle oder weiße Farbgebung auf. Solcherart vorbeschichtete Bedruckstoffe sind an sich als Bedruckstoffe für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren
5 geeignet, allerdings sind die damit erzielbaren dreidimensional erscheinen- den Effekte in der Beschichtung subtil und nicht sehr ausgeprägt wahrnehmbar.
Vorzugsweise weisen daher die Bedruckstoffe eine schwarze, dunkle oder
10 farbige Oberfläche auf. Diese Farbgebung des Bedruckstoffes kann je nach eingesetztem Material und beabsichtigtem Verwendungszweck des fertigen Produktes entweder durch Masseeinfärbung des Bedruckstoffmaterials, beispielsweise bei Kunststofffolien, oder mittels Beschichten des
Bedruckstoffes mit einer schwarzen, dunklen oder farbigen Beschichtung
15 erhalten werden. Letztere kann zusätzlich oder alternativ zu Grundier- oder Satinierschichten aufgebracht werden. Unter einer dunklen Beschichtung sind zum Beispiel graue, braune, blaue, rote, violette oder grüne Beschich- tungen zu verstehen, die nur eine geringe Helligkeit aufweisen, also ge- meinhin als dunkelgrau, dunkelbraun, dunkelblau, dunkelrot, dunkelviolett
20 oder dunkelgrün bezeichnet werden. Sie können, genau wie farbige Be- schichtungen, durch den Zusatz üblicher Farbmittel zu entsprechenden Be- schichtungszusammensetzungen, wahlweise in Kombination mit Ruß oder anderen schwarzen Farbmitteln, erhalten werden. Vorzugsweise ist die gesamte zu beschichtende Oberfläche des Bedruckstoffes mit einer
25 solchen schwarzen, dunklen oder, alternativ, farbigen Beschichtung
versehen.
Zusätzlich zu einer Satinier- oder Grundierschicht und/oder zu einer schwarzen oder dunklen Einfärbung des Bedruckstoffes oder auch
30 alternativ hierzu kann der Bedruckstoff vor dem Einsatz im erfindungs- gemäßen Verfahren auch mittels üblicher Druckverfahren ganzflächig vorbeschichtet oder mit einer Musterung versehen werden. Diese P1811 1 UH
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Vorbeschichtung kann mit jedem beliebigen Druckverfahren erfolgen. Die dabei erzeugten Färb- oder Mustereffekte können vorteilhaft mit dem im erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten virtuellen dreidimensionalen Muster kombiniert werden.
5
Der Bedruckstoff kann mit der im erfindungsgemäßen Tiefdruckverfahren hergestellten Beschichtung, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, vollflächig oder in Teilflächen beschichtet werden, wobei mindes- tens einige der Teilflächen und bevorzugt jede der Teilflächen zumindest
10 einen oben beschriebenen Grenzbereich mit einer Mindestlänge von 2 mm aufweist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf dem Bedruckstoff Flächenelemente mit einer Größe von mindestens 4 mm2 erzeugt, die eine
15 äußere Konturlinie aufweisen, die mindestens zu einem Teil aus den vorab beschriebenen Grenzbereichen bzw. Grenzlinien gebildet wird. Die aufge- brachten Flächenelemente können bereits als Einzelelemente ein Muster darstellen und/oder die Gesamtheit oder Teile der Flächenelemente können miteinander ein Muster darstellen. Dabei kommt es auf die Art des Musters
20 nicht an, es kann sich beispielsweise um ein Phantasiemuster, ein
Zufallsmuster, ein Punkt- oder Strichmuster, ein alphanumerisches Muster, ein Muster aus konkreten Objekten oder eine Kombination aus zwei oder mehreren davon handeln. Das Muster liegt in regelmäßiger, unregelmäßi- ger oder statistischer Verteilung auf der Oberfläche des Bedruckstoffes vor
25 und kann sowohl auf einen Teilbereich des Bedruckstoffes beschränkt sein, also zum Beispiel mittig gelagert sein, als auch über die gesamte Ober- fläche des Bedruckstoffes ausgedehnt vorliegen.
Erfindungsgemäß ist von Bedeutung, dass die Flächenelemente, die sie
30 umgebenden Konturlinien, die den oben genannten Grenzbereichen ent- sprechen, sowie die an die Konturlinien angrenzenden Bereiche, die auf den Bedruckstoff aufgebracht werden sollen, jeweils mit der Druckfarbe P1811 1 UH
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- 21 beschichtet werden, die die plättchenförmigen Effektpigmente enthält, weil die erzwungen geneigte Ausrichtung der Effektpigmente an den Kontur- linien stattfindet und dadurch der gewünschte virtuelle dreidimensionale Effekt im Muster der Beschichtung erzeugt wird.
5
Es versteht sich von selbst, dass die Angabe einer maximalen Fläche der Flächenelemente nicht zweckmäßig ist, da diese von der Größe des Bedruckstoffes und der Größe der Druckform sowie den gewünschten Druckmotiven abhängt und durchaus auch eine Größe von mehreren
10 Flundert Quadratzentimetern aufweisen kann, obwohl der damit erzielbare virtuelle dreidimensionale Effekt in einem solchen Falle überschaubar ist.
Die Flächenelemente weisen im verfestigten Zustand eine Schichtdicke im Bereich von 1 bis 10 miti, insbesondere von 3 bis 8 miti, auf. Bei diesen
15 Schichtdicken der verfestigten Beschichtung ist das erfindungsgemäß
erzeugte, virtuelle, dreidimensional erscheinende Muster in der Beschich- tung klar erkennbar und optisch attraktiv.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Druckfarbe enthält
20 neben plättchenförmigen Effektpigmenten mindestens ein Bindemittel.
Darüber hinaus können in der Druckfarbe auch die üblichen Hilfsstoffe und Additive enthalten sein.
Als Bindemittel eignen sich besonders die üblichen strahlenhärtenden
25 Bindemittel oder Bindemittelsysteme, die allgemein in strahlenhärtenden Tiefdruckfarben, insbesondere UV-Tiefdruckfarben, eingesetzt werden. Die entsprechenden Zusammensetzungen für die Druckfarbenvehikel sind dem Fachmann bekannt und sind kommerziell erhältlich. Je nach den technolo- gischen, qualitativen oder apparativen Erfordernissen des jeweiligen An-
30 wenders können die entsprechend geeigneten Beschichtungszusammen- setzungen ausgewählt werden. P1811 1 UH
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Bevorzugt ist der Einsatz UV-härtender Druckfarben, da diese sehr schnell ausgehärtet werden können. Erfindungsgemäß besonders geeignet sind UV-Druckfarben mit einer z. B. nach DIN EN ISO 2431 im 4mm
Auslaufbecher bei 23°C bestimmten Viskosität von 35 bis 45 sec.
5
Die Druckfarbe wird mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 200 m/min, vor- zugsweise 10 bis 100 m/min, auf den Bedruckstoff aufgebracht. Dabei ist der erzielbare virtuelle dreidimensionale Effekt im Muster auf der
Beschichtung umso besser, je größer der zeitliche Abstand zwischen dem
10 Aufbringen der Druckfarbe auf den Bedruckstoff und deren Verfestigung ist.
Nach dem Aufbringen der Druckfarbe, die die plättchenförmigen Effekt- pigmente enthält, auf den Bedruckstoff wird die so entstandene gemusterte Druckschicht verfestigt. Das Verfestigen wird durch Trocknen und gege-
15 benenfalls Härten der Druckschicht mittels UV-Strahlung erreicht, wobei die Ausbildung eines virtuellen dreidimensionalen Effektes vorteilhafterweise je nach Bedarf durch die vorgelagerte Zufuhr von Wärme, beispielsweise durch Heißluft oder IR-Strahlung, unterstützt werden kann. Die ent- sprechenden konkreten Maßnahmen richten sich nach der Art der jeweils
20 eingesetzten Beschichtungszusammensetzungen.
Es wird ein einschichtiges Druckbild auf dem, gegebenenfalls vorbe- schichteten, Bedruckstoff erhalten, das eine Oberfläche, die parallel zur Oberfläche des Bedruckstoffes angeordnet ist, sowie eine plane äußere
25 Oberfläche aufweist. Das virtuelle, dreidimensionale Muster, welches von der Oberflächenseite des beschichteten Bedruckstoffes aus sichtbar ist, wird lediglich durch die Ausrichtung der plättchenförmigen Pigmente in der Druckfarbe erzeugt. Diese Ausrichtung erfolgt in den Grenzbereichen der Flächenelemente in verschiedenen Winkeln relativ zur Oberfläche des
30 Bedruckstoffes. P1811 1 UH
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- 23 -
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine plättchenförmige Effektpigmente enthaltende, ein sichtbares, virtuelles dreidimensionales Muster aufweisende Beschichtung auf einem Bedruckstoff, wobei das virtuelle dreidimensionale Muster durch eine Orientierung der plättchenför-
5 migen Effektpigmente in der Beschichtung in verschiedenen Winkeln, relativ zum Bedruckstoff, gebildet wird und die Beschichtung nach dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Details in Bezug auf die stoffliche Zusammensetzung der einsetzbaren
10 Bedruckstoffe, der Druckfarbe, sowie in Bezug auf die geeigneten
plättchenförmigen Effektpigmente sind vorab bereits ausführlich erläutert worden.
Das sichtbare, virtuelle dreidimensionale Muster in der erfindungsgemäßen
15 Beschichtung wird, wie bereits erwähnt, ausschließlich durch die Orien- tierung der in der Druckfarbe enthaltenen plättchenförmigen Effektpigmente in verschiedenen Winkeln, relativ zur Oberfläche des Bedruckstoffes, erzeugt. Dabei verstärkt das durch die nicht-parallele Ausrichtung der plättchenförmigen Effektpigmente in den Grenzbereichen der Flächen-
20 elemente veränderte Reflexionsverhalten der Effektpigmente den optisch wahrnehmbaren dreidimensionalen Effekt erheblich. Weder der Bedruck- stoff noch die darauf aufgebrachte Beschichtung ist dabei dreidimensional verformt. Insbesondere weist die Beschichtung eine plane Oberfläche auf.
25 Das erfindungsgemäß in der Beschichtung erhaltene virtuelle dreidimen- sionale Muster stellt ein makroskopisches Muster dar, wobei die einzelnen in der Beschichtung sichtbaren Flächenelemente eine Größe von mindes- tens 4 mm2, insbesondere von mindestens 10 mm2, aufweisen, aber auch Größen von mehreren Flundert Quadratzentimetern aufweisen können.
30 Dabei hängt die Größe und äußere Form der sichtbaren, dreidimensional erscheinenden Flächenelemente direkt von der Größe und äußeren Form der auf der Tiefdruckform durch die Anordnung von Näpfchen und/oder P1811 1 UH
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Haschuren der ersten Art ausgebildeten Flächenelemente ab und repliziert diese.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer
5 plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtung auf einem
Bedruckstoff, welche ein virtuelles, dreidimensionales Muster aufweist und nach dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Da sich das vorab beschriebene Verfahren durch die Anwendung eines
10 industriell weit verbreiteten Tiefdruckverfahrens in besonderer Weise für die Herstellung von Massenprodukten eignet, ist die Verwendung der so erzeugten Beschichtungen in Dekorationsmaterialien, Verpackungs- materialien, Kunsterzeugnissen oder Sicherheitserzeugnissen von besonderem ökonomischen Vorteil.
15
Unter Dekorationsmaterialien sollen alle Anwendungen verstanden werden, die sich durch besondere optische Effekte auszeichnen, beispielsweise Akzidenzdrucksachen, Kalender, Schmuckblätter, Werbematerialien, Glückwunschkarten, Sonderdrucke, Tapeten, aber auch Tickets, Zeitschrif
20 ten, Kataloge, Broschüren, Buchhüllen, Etiketten, Dekorpapiere für Möbel- und Fußbodenlaminate und vieles mehr. Solche Produkte können durch den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten attraktiven virtuellen dreidimensionalen Effekt eine große Aufwertung erfahren, da sie gleich- zeitig auch die Glanzeffekte sowie die gegebenenfalls auch optisch
25 variablen Eigenschaften der eingesetzten plättchenförmigen Effektpigmente zeigen.
Gleiches trifft auf jede Art von Verpackungsmaterialien sowie auf Sicher- heitserzeugnisse zu, die neben funktionellen Merkmalen auch optisch gut
30 wahrnehmbare Effekte von hoher Attraktivität zeigen sollen. P1811 1 UH
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- 25 -
Da die erfindungsgemäß hergestellten, ein virtuelles dreidimensionales Muster aufweisenden Beschichtungen auch optische Illusionen erzeugen können, sind sie auch für die Herstellung von Kunsterzeugnissen vorteilhaft einsetzbar.
5
Insgesamt weisen die erfindungsgemäß hergestellten, ein virtuelles dreidimensionales Muster aufweisenden Beschichtungen eine scheinbare optische Tiefe des sichtbaren dreidimensionalen Musters sowie die opti schen Vorteile von plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Be-
10 schichtungen auf. Weder die eingesetzten Bedruckstoffe noch die
Beschichtungen müssen zu diesem Zwecke eine Verprägung oder
Verformung erfahren. Darüber hinaus lassen sie sich auf wirtschaftliche Weise ohne besonderen maschinellen Zusatzaufwand in gängigen
Tiefdruckverfahren erzeugen. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen sind
15 daher gut geeignet, hochwertig erscheinende Produkte verschiedenster Art mit Hilfe einfacher und üblicher Verfahrensschritte als Massenprodukte herzustellen.
Figur 1 : zeigt schematische Darstellungen der Querschnitte von Näpfchen-
20 paaren von Tiefdruckformen gemäß Stand der Technik;
links: tiefenvariables Näpfchenpaar,
rechts: flächenvariables Näpfchenpaar
Figur 2: zeigt eine schematische Darstellung der Querschnitte von
25 nebeneinander angeordneten Näpfchen und/oder Haschuren
gemäß der vorliegenden Erfindung;
links: Näpfchen oder Haschur der ersten Art,
rechts: Näpfchen oder Haschur der zweiten Art
30 Figur 3: zeigt eine schematische Darstellung der Querschnitte einer
weiteren Variante von nebeneinander angeordneten Näpfchen und/oder Haschuren gemäß der vorliegenden Erfindung; P1811 1 UH
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- 26 - links: Näpfchen oder Haschur der ersten Art,
rechts: Näpfchen oder Haschur der zweiten Art
Figur 4: zeigt die vergrößerte Aufnahme eines 3D-Oberflächenprofils von 5 Näpfchen der ersten Art gemäß der vorliegenden Erfindung (nicht maßstabsgerecht)
Figur 5: zeigt die vergrößerte Aufnahme eines 3D-Oberflächenprofils von Haschuren der zweiten Art gemäß der vorliegenden Erfindung 10 (nicht maßstabsgerecht)
Die vorliegende Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Beispiels näher erläutert, nicht jedoch auf dieses reduziert werden.
15
Beispiel 1 :
Es wird eine Druckfarbe aus 95 Gew.% eines Tiefdruckvarnishes (Schmid Rhyner UV-Lack Wessco 3741 ) und 5 Gew. % eines plättchenförmigen Effektpigmentes (Iriodin® 6111 Icy White Pristine KU26) hergestellt. Die 20 Druckfarbe weist eine mit einem DIN 4 Becher ermittelte Viskosität von ca.
35 sec. auf. Die Druckfarbe wird mit einer Tiefdruckmaschine vom Typ Moser Rototest bei einer maximalen Druckgeschwindigkeit von 70m/min auf ein einseitig gestrichenes Papier (Sappi Algro Finess 70g/m2), welches vorab per konventionellem Lösemitteltiefdruck schwarz vollflächig
25 vorbeschichtet wurde, gedruckt. Als Tiefdruckzylinder wird ein Spezial- zylinder verwendet, welcher mit einer Art von Näpfchen (konventionell) und einer Art von Haschuren („zweite Art“ gemäß der vorliegenden Erfindung) graviert ist, die nebeneinander angeordnet sind und miteinander Grenz- linien ausbilden, welche ein mit bloßem Auge sichtbares Karomuster bilden. 30 Die konventionellen Näpfchen weisen eine Tiefe von 16 pm und eine Weite von 135 pm bei einem flachen Näpfchenboden auf. Die Haschuren weisen eine maximale Tiefe von 21 pm (gemessen am tiefsten Punkt des Bodens), P1811 1 UH
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- 27 - eine Weite von 110 miti und einen flachen Boden auf, wobei der Boden einseitig einen Steigungswinkel von 5°, relativ zu einer gedachten flachen Bodenlinie am tiefsten Punkt des Bodens, aufweist. Nach dem Aufbringen der Druckfarbe auf den Bedruckstoff wird der bedruckte Bedruckstoff bei 5 noch nasser Druckschicht zwischen dem Druckwerk und einer UV-
Trockeneinrichtung mit Luft einer Temperatur von 80°C beaufschlagt, was die Ausbildung eines gut sichtbaren 3D-Effektes begünstigt. Anschließend wird die gedruckte Schicht mittels eines konventionellen UV-Strahlers getrocknet. Es wird ein silbrigweißes, glänzendes Druckbild auf schwarzem 10 Grund erhalten, welches ein gut sichtbares, dreidimensionales, makros- kopisches Karomuster aufweist, dessen erhabene Flächenteile durch die konventionellen Näpfchen übertragen werden und dessen dreidimensionale Anmutung durch Konturen entsteht, die an den Grenzlinien zwischen konventionellen Näpfchen und speziellen Haschuren ausgebildet werden.
15
20
25
30

Claims

P1811 1 UH WO 2019/243220 PCT/EP2019/065809 - 28 - Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines virtuellen dreidimensionalen Musters in einer Beschichtung auf einem Bedruckstoff, wobei
5 - Näpfchen und/oder Haschuren, die sich auf einer Oberfläche einer Tiefdruckform befinden,
mit Druckfarbe befüllt und nachfolgend
die Druckfarbe auf einen Bedruckstoff übertragen und verfestigt wird, wobei
10 - die Druckfarbe plättchenförmige Effektpigmente enthält und
auf der Oberfläche der Tiefdruckform eine erste Art von
Näpfchen und/oder Haschuren angeordnet ist, welche einen flachen Boden und seitliche Flanken aufweisen, wobei der Boden parallel zur Oberfläche der Tiefdruckform ausgerichtet ist 15 und die Flanken einen Steigungswinkel a im Bereich von 70° bis
90°, relativ zum Boden, aufweisen, und
eine zweite Art von Näpfchen und/oder Haschuren angeordnet ist, welche einen flachen Boden und seitliche Flanken aufweisen, wobei der Boden einen Steigungswinkel ß, relativ zu einer 20 gedachten Bodenlinie, die parallel zur Oberfläche der
Tiefdruckform verläuft, aufweist, der geringer ist als der
Steigungswinkel der Flanken der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren, und
wobei die erste und die zweite Art von Näpfchen und/oder 25 Haschuren mindestens auf einem Teilbereich der Oberfläche der
Tiefdruckform nebeneinander unter Ausbildung von
Grenzbereichen angeordnet sind.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
30 Grenzbereiche in Form von durchgängigen Linien ausgebildet sind, welche mindestens einen Teil einer äußeren Kontur von virtuell dreidimensionalen Druckmotiven formen. P1811 1 UH
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- 29 -
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den virtuell dreidimensionalen Druckmotiven um regelmäßig oder unregelmäßig geformte Flächenelemente mit einer Fläche von 5 mindestens 4 mm2 handelt, wobei die Flächenelemente von einer äußeren Konturlinie zumindest teilweise umgeben sind.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente in der Beschichtung auf dem Bedruckstoff erhaben Q erscheinen.
5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungswinkel ß um mindestens 30 grd geringer ist als der Steigungswinkel a.
15 6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungswinkel ß im Bereich von 4 bis 30° liegt.
7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
20 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Art von Näpfchen und/oder
Flaschuren eine größere maximale Tiefe aufweist als die Tiefe der ersten Art von Näpfchen und/oder Flaschuren.
8. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
25 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Art von Näpfchen und/oder
Flaschuren eine maximale Tiefe von 40 pm aufweist.
9. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarbe, welche mit der ersten Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf den Bedruckstoff übertragen wird, ein Volumen pro Flächeneinheit aufweist, welches geringer ist als ein Volumen Druckfarbe pro Flächeneinheit, welches P1811 1 UH
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- 30 - mit der zweiten Art von Näpfchen und/oder Haschuren auf den Bedruckstoff übertragen wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen pro Flächeneinheit, welches mit der zweiten Art von
Näpfchen und/oder Haschuren auf den Bedruckstoff übertragen wird, mindesten 5 ml/m2 und höchstens 20 ml/m2 beträgt.
11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Druckfarbe um eine per UV-Strahlung trocknende Tiefdruckfarbe handelt.
12. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Effektpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe Perlglanzpigmente,
15 Interferenzpigmente, Metalleffektpigmente, Flüssigkristallpigmente
(Liquid Crystal Pigments), plättchenförmige funktionelle Pigmente, plättchenförmige strukturierte Pigmente, oder diese enthaltende Gemische.
13. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass ein schwarzes, dunkles oder farbiges Substrat eingesetzt wird.
14. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff vollflächig oder in Teilflächen mit der plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Druckfarbe beschichtet wird, wobei mindestens einige der Teilflächen zumindest einen Grenzbereich in einer Länge von mindestens 2 mm aufweist.
30 15. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff eine Kunststofffolie P1811 1 UH
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- 31 - eine Metallfolie, ein Laminat, ein Papier, eine Kartonage oder eine Tapete ist, wobei das Substrat optional vorbeschichtet ist.
16. Plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung auf einem Bedruckstoff, welche ein sichtbares, virtuelles dreidimensionales Muster aufweist, welches durch Orientierung der plättchenförmigen Effektpigmente in der Beschichtung in verschiedenen Winkeln, relativ zum Bedruckstoff, gebildet wird, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15.
17. Plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung gemäß Anspruch 16, wobei das virtuelle dreidimensionale Muster ein makros- kopisches Muster ist und Flächenelemente mit einer Größe von mindestens 4 mm2 aufweist.
15 18. Plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Beschichtung gemäß
Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine plane äußere Oberfläche aufweist.
19. Verwendung einer plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Be- 2Q Schichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18 in
Dekorationsmaterialien, Verpackungsmaterialien, Kunsterzeugnissen oder Sicherheitserzeugnissen.
20. Dekorationsmaterialien, Verpackungsmaterialien, Kunsterzeugnisse oder Sicherheitserzeugnisse, enthaltend eine plättchenförmige
Effektpigmente enthaltende Beschichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18.
30
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