Aufgabe der Erfindung war es daher eine weitgehend biologisch abbaubare
Druckfarbe bereitzustellen, die außerdem ausgezeichnete rheologische
Eigenschaften und eine hohe Lösungsmitteltoleranz aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es auch, insbesondere für Buchstaben
und Schriftzeichen oder Symbole, einen entsprechenden Font zu entwickeln,
der auf einem in jedem derzeit bekannten Computersystem generierbaren oder
erzeugbaren Schriftenfont basiert und in der Gravurdatenaufbereitung für den
entsprechenden Druckwerkzeug jeweils reproduzierbar, und den
entsprechenden Bearbeitungsvorgängen der entsprechenden Druckschichten
angepasst, zur Verfügung gestellt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine weitgehend biologisch abbaubare
Druckfarbe mit guten rheologischen Eigenschaften, hoher Alkoholtoleranz und
ausgezeichneter biologischer Abbaubarkeit, bestehend aus einer Basis aus 5-
30 Gew.-% Casein oder 5-30 Gew.-% Stärke oder 5-35 Gew.-%
Hydroxypropylcellulose oder 5-30 Gew.-% Polyvinylalkohol und 5-80 Gew.-%
eines Pigments und 15-87 Gew.-% eines Lösungsmittels.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung eines Fonts,
insbesondere für Buchstaben und dergleichen, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass er nur als Skelett vorliegt, wobei ausgehend von einem auf einem
herkömmlichen Computersystem vorhandenen oder generierbaren Schriften
oder Zeichenfont die entsprechenden Schriften und Zeichen in Vektoren
umgewandelt werden und anschließend mit einem bekannten Programm
(beispielsweise Barco Graphics Fortung oder Artwork Systems oder
dergleichen) diese Vektoren von Skelettlinien, vorzugsweise mit Spread oder
Frames umgerechnet werden und entsprechend dem jeweilig gewünschten und
erforderlichen Verarbeitungsprozess angepasst werden.
Die als Basis für die erfindungsgemäße weitgehend biologisch abbaubare
Druckfarbe verwendeten Stoffe wie Casein, Stärke, Hydroxypropylcellulose
und/oder PVOH sind ausgezeichnet biologisch abbaubar, sodass nach
Auswaschen der Druckfarbe keine aufwendige Entsorgung notwendig ist.
Wird Casein oder Stärke oder Polyvinylalkohol als Basis verwendet, so liegen
diese in der Druckfarbe in einem Anteil von 5-30 Gew.-% vor, vorzugsweise 10-
15 Gew.-%. Bei Verwendung von Hydroxypropylcellulose kann der Anteil in
der fertigen Druckfarbe bis zu 35 Gew.-%, vorzugsweise 10-15 Gew.-%
betragen. Es ist aber auch möglich, Mischungen dieser Verbindungen zu
verwenden. Vorteilhaft hat sich auch eine Mischung von Stärke und
Hydroxypropylcellulose im Verhältnis 1 : 1 erwiesen.
Als Pigmente werden vorzugsweise Pigmente ausgewählt aus der Gruppe TiO2,
ZnS, Kaolin, Talkum oder anderen organischen oder anorganischen Füllstoffen
verwendet, beispielsweise Als Pigmente können alle bekannten Pigmente,
beispielsweise Pigmente auf anorganischer Basis oder Pigmente auf
organsicher Basis, wie Titandioxid, Zinksulfid, Kaolin, ATO, FTO, Aluminium,
Chrom- und Siliciumoxide, Phthalocyaninblau, i-Indolidingelb, Dioxazinviolett
und dergleichen als auch farbige und/oder verkapselte Pigmente verwendet
werden. Als Farbstoffe kommen beispielsweise 1,1- oder 1,2- Chrom-Cobalt-
Komplexe in Frage.
Besonders bevorzugt sind TiO2 und ZnS.
Der Anteil der Pigmente in der fertigen Druckfarbe beträgt 5-80 Gew.-%,
vorzugsweise 8-50 Gew.-%, besonders bevorzugt 10-20 Gew.-%.
Vorzugsweise werden Pigmente mit einer Größe von 10 bis 25 µm verwendet.
Die erfindungsgemäße Druckfarbe ist wasserlöslich und zeichnet sich neben
der ausgezeichneten biologischen Abbaubarkeit insbesondere auch durch gute
rheologische Eigenschaften aus. Die Druckfarbe ist ausgezeichnet fließfähig
und kann daher auch mit hoher Präzision im Tiefdruckverfahren verarbeitet
werden. Ferner ist es möglich die rheologischen Eigenschaften durch Zugabe
von Wasser bzw. durch Erhöhung bzw. Erniedrigung des Anteils an Pigmenten
einzustellen.
Ferner weist die erfindungsgemäße Druckfarbe eine hohe
Lösungsmitteltoleranz auf, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn
beispielsweise auf einer Tiefdruckmaschine im gleichen Arbeitsgang weitere
Farb- oder Lackschichten aufgebracht werden.
Die erfindungsgemäße Druckfarbe kann beispielsweise bei der Herstellung
partiell metallisierter Folien verwendet werden.
Dabei wird auf ein Trägersubstrat die erfindungsgemäße Druckfarbe mit
Aussparungen in Form einer (negativen) Codierung aufgebracht, anschließend
eine dünne Deckschicht aus Metallen, Metallverbindungen, Legierungen
und/oder Isolatoren vollflächig aufgebracht, worauf die erfindungsgemäße
Druckfarbe durch Einwirkung eines Lösungsmittels gegebenenfalls kombiniert
mit einer mechanischen Einwirkung abgelöst wird. Gegebenenfalls kann vor
dem Aufbringen der vollflächigen Metallschicht die bedruckte Trägerfolie mittels
eines Inline-Plasma-, Corona- oder Flamm-Prozesses behandelt werden.
Dabei wird gleichzeitig wird die Oberfläche aktiviert. Dabei werden endständige
polare Gruppen an der Oberfläche erzeugt. Dadurch wird die Haftung von
Metallen und dergleichen an der Oberfläche verbessert.
Gegebenenfalls kann gleichzeitig mit der Anwendung der Plasma- bzw. bei
Corona-, Flammbehandlung oder Säurebehandlung anschließend eine dünne
Metall- oder Metalloxidschicht als Haftvermittler aufgebracht werden. Dadurch
wird die Haftung der anschließend aufgebrachten Schicht weiter verbessert.
Da insbesondere bei Verfahren zur Herstellung mit bestimmten funktionellen
oder dekorativen Schichten partiell bedruckter Folien unter Verwendung einer
auswaschbaren Druckfarbe die entsprechenden Motive, insbesondere
Schriftzeichen und Symbole nach dem Ablösen der auswaschbaren Druckfarbe
Abweichungen gegenüber dem der Druckvorlage zugrunde liegenden Bild
aufweisen, wurden speziell für diese Verfahren universell anwendbare Fonts
entwickelt.
Für die entsprechenden Fonts, insbesondere für Buchstaben, Symbole und
dergleichen werden, der sich insbesondere dadurch auszeichnet nur als Skelett
vorhanden zu sein, werden ausgehend von einem auf einem herkömmlichen
Computersystem vorhandenen oder generierbaren Schriften oder Zeichenfont
die entsprechenden Schriften und Zeichen in Vektoren umgewandelt und
anschließend mit einem bekannten Programm (beispielsweise Barco Graphics
Fortung oder Artwork Systems oder dergleichen) diese Vektoren von
Skelettlinien, vorzugsweise mit Spread oder Frames umgerechnet und
entsprechend dem jeweilig gewünschten und erforderlichen
Verarbeitungsprozess angepasst.
Die entsprechende Skelettschrift wird ohne Einheit, Größe und Druckfarbe
gespeichert. Der Font kann dann nach den in einem oder mehreren
Probedrucken gewonnen Erfahrungen unter Beachtung der entsprechenden
verwendeten auswaschbaren Druckfarbe einfach modifiziert werden.
In Fig. 1. ist der Verfahrensablauf einer entsprechenden Umwandlung
dargestellt.
Die erfindungsgemäße Druckfarbe und der erfindungsgemäße Font sind für die
Anwendung in jedem Verfahren zur Herstellung partiell bedruckter
Trägersubstrate geeignet.
Als Trägersubstrat kommen beispielsweise Trägerfolien vorzugsweise flexible
Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI,
PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage.
Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5-700 µm, bevorzugt
8-200 µm, besonders bevorzugt 12-50 µm auf.
Ferner können als Trägersubstrat auch Metallfolien, beispielsweise Al-, Cu-,
Sn-, Ni-, Fe- oder Edelstahlfolien mit einer Dicke von 5-200 µm,
vorzugsweise 10 bis 80 µm, besonders bevorzugt 20-50 µm dienen. Die
Folien können auch oberflächenbehandelt, beschichtet oder kaschiert
beispielsweise mit Kunststoffen oder lackiert sein.
Ferner können als Trägersubstrate auch Papier oder Verbunde mit Papier,
beispielsweise Verbunde mit Kunststoffen mit einem Flächengewicht von 20 -
500 g/m2, vorzugsweise 40-200 g/m2. verwendet werden.
Ferner können als Trägersubstrate Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese,
Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder
kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche
Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen,
es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls
behandelten Fasern, wie Viskosefasern eingesetzt werden. Die eingesetzten
Gewebe oder Vliese weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2
auf.
Die Trägersubstrate können zusätzlich eine Lackschicht aufweisen, die
unstrukturiert oder strukturiert, beispielsweise geprägt sein kann Die
Lackschicht kann beispielsweise eine haftende Lackschicht oder eine
releasefähige Transferlackschicht sein, sie kann durch Strahlung,
beispielsweise UV-Strahlung, thermisch oder reaktiv vernetzt oder vernetzbar
sein und zusätzliche Eigenschaften wie z. B. kratzfeste und/oder antistatische
Ausrüstung oder chemische Beständigkeit besitzen. Geeignet sind sowohl
wässrige als auch lösungsmittelhaltige Lacksysteme, insbesondere auch
Lacksysteme auf Basis Polyester - Acrylat, PET-Acrylat, Urethan-Acrylat, PVC,
PMMA oder Epoxyacrylat.
Die einzelnen Schichten können durch bekannte Verfahren, beispielsweise
durch Bedampfen, Sputtern, Drucken (Tief-, Flexo-, Sieb-, Offset-, Digitaldruck
und dergleichen), Sprühen, Galvanisieren und dergleichen aufgebracht werden.
Als vollflächig über der erfindungsgemäßen weitgehend biologisch abbaubaren
Druckfarbe aufgebrachte Schichten kommen alle Farb- und Lackschichten in
Frage, die nicht im selben Lösungsmittel, also insbesondere in Wasser löslich
sind, wie die erfindungsgemäße Druckfarbe.
Als Farb- bzw. Lackschichten können jeweils verschiedenste
Zusammensetzungen verwendet werden. Die Zusammensetzung der einzelnen
Schichten kann insbesondere nach deren Aufgabe variieren, also ob die
einzelnen Schichten ausschließlich Dekorationszwecken dienen oder eine
funktionelle Schicht darstellen sollen oder ob die Schicht sowohl eine
Dekorations- als auch eine Funktionsschicht sein soll.
Die zu druckenden Schichten können pigmentiert oder nicht pigmentiert sein.
Als Pigmente können alle bekannten Pigmente, beispielsweise Pigmente auf
anorganischer Basis, wie Titandioxid, Zinksulfid, Kaolin, ATO, FTO,
Aluminium, Chrom- und Siliciumoxide oder Pigmente auf organischer Basis, wie
Phthalocyaninblau, i-Indolidingelb, Dioxazinviolett und dergleichen als auch
farbige und/oder verkapselte Pigmente in chemisch, physikalisch oder reaktiv
trocknenden Bindemittelsystemen verwendet werden. Als Farbstoffe kommen
beispielsweise 1,1- oder 1,2- Chrom-Cobalt-Komplexe in Frage.
Dabei sind lösungsmittelhaltige Farben- und/oder Lacksysteme, wässrige und
auch lösungsmittelfreie Lacksysteme verwendbar.
Als Bindemittel kommen verschiedene natürliche oder synthetische Bindemittel
in Frage.
Die funktionellen Schichten beispielsweise können bestimmte elektrische,
magnetische, chemische, physikalische und auch optische Eigenschaften
aufweisen.
Zur Einstellung elektrischer Eigenschaften, beispielsweise Leitfähigkeit können
beispielsweise Graphit, Ruß, leitfähige organische oder anorganische
Polymere. Metallpigmente (beispielsweise Kupfer, Aluminium, Silber, Gold,
Eisen, Chrom und dergleichen), Metalllegierungen wie Kupfer-Zink oder Kupfer-
Aluminium oder auch amorphe oder kristalline keramische Pigmente wie ITO,
ATO und dergleichen zugegeben werden. Weiters können auch dotierte oder
nicht dotierte Halbleiter wie beispielsweise Silicium, Germanium,
Galliumarsenid, Selen oder Ionenleiter wie amorphe oder kristalline Metalloxide
oder Metallsulfide als Zusatz verwendet werden. Ferner können zur Einstellung
der elektrischen Eigenschaften der Schicht polare oder teilweise polare
Verbindungen, wie Tenside oder unpolare Verbindungen wie Silikonadditive
oder hygroskopische oder nicht hygroskopische Salze verwendet oder
zugesetzt werden. Ebenso können intrinsisch leitfähige organische Polymere
wie Polyanilin, Polyacetylen, Polyethylendioxythiophen und/oder
Polystyrolsulfonat zugesetzt werden.
Zur Einstellung der magnetischen Eigenschaften können paramagnetische,
diamagnetische und auch ferromagnetische Stoffe, wie Eisen, Nickel, Barium,
und Cobalt oder deren Verbindungen oder Salze (beispielsweise Oxide oder
Sulfide) verwendet werden. Besonders geeignet sind Fe(II) und Fe(III)oxide,
Barium- bzw. Cobaltferrite, seltene Erden und dergleichen.
Die optischen Eigenschaften der Schicht lassen sich durch sichtbare Farben
bzw. Pigmente, lumineszierende Farbstoffe bzw. Pigmente, die im sichtbaren,
im UV-Bereich oder im IR-Bereich fluoreszieren oder phosphoreszieren,
wärmeempfindliche Farben bzw. Pigmente, Effektpigmente, wie Flüssigkristalle,
Perglanz, Bronzen und/oder Multilayer-Farbumschlagspigmente beeinflussen.
Diese sind in allen möglichen Kombinationen einsetzbar.
Es können auch verschiedene Eigenschaften durch Zufügen verschiedener
oben genannter Zusätze kombiniert werden. So ist es möglich angefärbte
und/oder leitfähige Magnetpigmente zu verwenden. Dabei sind alle genannten
leitfähigen Zusätze verwendbar.
Speziell zum Anfärben von Magnetpigmenten lassen sich alle bekannten
löslichen und nicht löslichen Farbstoffe bzw. Pigmente verwenden. So kann
beispielsweise eine braune Magnetfarbe durch Zugabe von Metallen in ihrem
Farbton metallisch, beispielsweise silbrig eingestellt werden.