WO2016020034A1 - Druckverfahren - Google Patents

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WO2016020034A1
WO2016020034A1 PCT/EP2015/001433 EP2015001433W WO2016020034A1 WO 2016020034 A1 WO2016020034 A1 WO 2016020034A1 EP 2015001433 W EP2015001433 W EP 2015001433W WO 2016020034 A1 WO2016020034 A1 WO 2016020034A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
printing
ink
pigments
printing method
platelet
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/001433
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Tasch
Andreas Becker
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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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/02Letterpress printing, e.g. book printing
    • B41M1/04Flexographic printing

Definitions

  • the present invention relates to a printing method for applying effect pigment-containing coatings to a printing substrate, a coated substrate produced by the method mentioned and the use thereof, in particular in the packaging sector.
  • the various common printing methods are generally used for printing different substrates with a visible, black, white or colored ink, which is applied to the substrate in the form of characters, patterns and / or symbols. Depending on requirements, however, partial areas or the entire area to be printed on the printing substrate can be completely coated with printing ink.
  • flexographic printing has been used as a further development of the previously used letterpress printing process for printed materials that are mass-produced and do not meet the highest quality standards.
  • the flexographic printing process due to the flexible high-pressure molds that can be produced in comparatively inconvenient and cost-effective processes, can be used for many substrates of varying quality, ranging from films to cartons to fabrics. This makes it particularly interesting for packaging printing.
  • Flexographic printing units are today used in the actual flexographic printing as well as in the offset coating. In addition to printing various substrates with conventional
  • Printing inks which contain absorbing organic or inorganic color pigments, for example in four-color printing, are now also applied with effect pigment-containing layers to corresponding substrates by means of printing processes, for example to obtain iridescent color effects, optically variable effects or metallic-like imprints.
  • the effect pigments to be used usually have a platelet shape, which, in addition to the materials used, contributes significantly to the achievement of interference effects as well as gloss and glitter effects.
  • the object of the present invention is therefore to provide a printing process, in particular a printing process which can be used in a flexographic printing process, with the aid of which various printing materials, in particular those having a rough, absorbent surface, are coated with an effect pigment-containing coating in a single working step can be provided, which has no defects, has a sufficiently high layer thickness and leads to a visually appealing print image with intense coloristic effects over the entire printed area.
  • Another object of the invention is to provide a printing material with an effect pigment-containing coating, which is produced by the said method.
  • the object of the present invention is achieved by a printing method for applying a coating to a printing material (12), wherein in A filling step on a rotating screen roller (3) arranged wells (6) are filled with an ink (4) and subsequently in a wetting step, the ink (4) from the wells (6) of the anilox roller (3) end faces (13) of grid points ( 10) wetted, wherein the grid points (10) the end faces (13) and adjoining lateral surfaces (14) and on a flexible, on a rotating forme cylinder (8) fixed, printing plate (9) are arranged, and wherein in a transfer step ungs suits the printing material (12) is pressed radially onto the printing form (9) by a rotating printing cylinder (11) and the printing ink (4) is transferred to the printing material (12), the printing ink containing platelet-shaped effect pigments and at least 50 percent of the screen dots ( 10) on the printing form (9) during the wetting step in the wells (6) of the anilox roller (3), wherein in addition to the end faces (13) and the
  • the object of the present invention is also achieved by a printing material with effect pigment-containing coating, which is prepared by the aforementioned printing process.
  • the object of the present invention is also achieved by the use of a printing material produced in this way with effect pigment-containing coating, in particular in packaging materials, labels, or decorative materials.
  • the present invention accordingly provides a printing method according to claim 1.
  • the printing method according to the invention is a
  • Rotary printing process in which usually one or more flexographic printing units are used.
  • it is a Flexographic printing process in the true sense or an offset coating process.
  • a conventional flexographic printing process according to the prior art, with the aid of which a color pigment-containing coating is to be applied to a printing substrate, is generally carried out according to the following
  • cups (6) arranged on a rotating screen roller (3) are filled with a pigment-containing printing ink (4) and the supernatant ink is stripped off by means of a doctor blade (7).
  • the ink (4) from the wells (6) of the anilox roller (3) the end faces (13) of grid points (10) on a flexible, on a rotating forme cylinder (8) fixed, printing plate (9) are arranged.
  • the grid points (10) have in addition to the end faces (13) and adjacent thereto lateral surfaces (14).
  • the printing material (12) is then pressed radially onto the printing form (9) by a rotating printing cylinder (11) and the printing ink (4) is transferred from the end faces (13) onto the printing material (12). Subsequently, the ink is dried or otherwise solidified.
  • FIG. 1 The functional principle of a conventional flexographic printing process is described in FIG.
  • the rotary printing process according to the present invention also proceeds.
  • the arrows indicate the direction of rotation of the respective rollers. Cutouts of a printing form with halftone dots are shown in FIG.
  • FIGS. 4 and 5 The wetting of halftone dot end faces with ink by means of an anilox roller according to the prior art are shown in FIGS. 4 and 5.
  • the screen frequency of the anilox roller should be at least 5.5 times greater than the screen frequency of the printing plate , so that defects in the coloring and / or moire phenomena are avoided, and that the Schöpfvolumen the anilox roller should be about twice the desired ink application on the substrate (see H. Kippan, eds., Handbook of print media, Springer Verlag Berlin, 2000 , P. 416).
  • End faces of the grid points and the immediately adjacent to the end faces lateral surfaces of the grid points in the contact of the
  • Printing form with the anilox roller are wetted with the ink. This is ensured (for 50 percent of the halftone dots) by having at least 50 percent of the halftone dots of such small dimensions relative to the wells of the anilox roll that they dip into the wells of the anilox roll during the wetting step.
  • the lateral surfaces of the dipping grid points are wetted with the printing ink partially or completely (10 to 100% of the respective lateral surface).
  • Layers ensure that print layers with sufficient layer thickness, the are contiguous over the entire printed area, have no defects and have a visually appealing appearance at all points of the printed area, can be applied. This is particularly advantageous for highly absorbent substrates such as paper (coated or uncoated), cardboard, kraft paper, Kraftliner and various other cardboard and fabrics and nonwovens, in which the solvent usually present in the printing ink often very quickly wegscher into the substrate and thereby a convergence of the individual pressure points is difficult to flat layers.
  • highly absorbent substrates such as paper (coated or uncoated), cardboard, kraft paper, Kraftliner and various other cardboard and fabrics and nonwovens, in which the solvent usually present in the printing ink often very quickly wegscher into the substrate and thereby a convergence of the individual pressure points is difficult to flat layers.
  • increased layer thickness application means that the concentration of the effect pigments per unit area is sufficiently high and in particular their parallel orientation relative to the surface of the printing material is particularly good, in order to achieve the desired optical quality of the total printing layer at each point of the layer to be able to guarantee.
  • concentration of the effect pigments per unit area is sufficiently high and in particular their parallel orientation relative to the surface of the printing material is particularly good, in order to achieve the desired optical quality of the total printing layer at each point of the layer to be able to guarantee.
  • this can because of the technologically limited pigment volume concentration in the ink and the anyway in a
  • At least 70 percent of the screen dots of the printing form dive into the printing process during the wetting process
  • the size of the wells of the anilox roll is adjusted according to the invention so that at least 50% of the screen dots of the printing form can dip into the wells, or that, with a constant grid of Anilox roller, the grid of the printing form is adjusted accordingly.
  • the grid of the printing form is adjusted accordingly.
  • regions having the same or less than 50% areal coverage of the halftone dots at a given screen frequency of the printing form have proven to be particularly advantageous. Particularly preferred is the
  • the percent area coverage is defined as the ratio of the area of the halftone dots to the total area of the printing form that is provided with the halftone screen.
  • the cells of the anilox roller have the same shape and size over the entire surface of the anilox roller. It is irrelevant with which of the usual manufacturing process the wells are engraved. All of the anilox rolls produced using conventional methods, that is to say by etching engraving, mechanical engraving or laser engraving or laser direct engraving, have proven suitable. The available form of the cups is different in each case. While mechanically engraved wells have the shape of an upside down pyramid, see Figure 3, etched and laser engraved wells have a round cross section. The latter can also, due to their cylinder-like shape, a total of a larger Schöpfvolumen and a higher penetration depth of the grid points and are therefore preferably used for the inventive method.
  • the well width which is determined from the diameter of round wells or the smallest side edge length of mechanically engraved wells, is designated as W.
  • the screen dots of the printing form used according to the invention if the size and the shape of the screen dots over the entire screened surface of the printing plate are the same. As a result, the immersion of a plurality of grid points in the wells of the anilox roller is facilitated.
  • the grid points regularly have a round cross-section.
  • the size of the grid points, which corresponds to the diameter of the face, is designated G according to the invention. It is possible to use all flexographic printing plates produced in accordance with the customary processes, which can be constructed in one or more layers and can consist of different materials (rubber, elastomers, photopolymers).
  • Printing form / cell width of the anilox roller has a value in the range of 0.10 to 0.50, preferably a value in the range of 0.15 to 0.30.
  • the size of the screen dots is according to the invention only in the range of 10 to 50%, preferably 15 to 30%, of the pot width. This allows the immersion of a large number of existing on the printing form grid points in the wells of the anilox roller.
  • the proportion of the printed area on the printing material can be different relative to the total printable area of the printing material.
  • the screening on the printing form is selected. If only partial surfaces of the printing material to be provided with the effect pigment-containing coating, only a partial area screening on the printing plate is required.
  • the proportion of the screened surface of the printing form is usually between 5 and 100 percent of the total surface, preferably between 30 and 100 percent.
  • the portion of the rasterized surface of the printing form is 100 percent of the surface of the printing form, i. the printing form is on its entire
  • the area coverage of the screen dots on the printing form according to the invention is between 15 and 50%, preferably between 20 and 30%.
  • the printing plates used in the method according to the invention as well as the anilox rollers used independently of one another preferably have a screen frequency in the range from 34 lines / cm (34 L / cm) to 60 lines / cm (60 L / cm). In one embodiment of the present invention
  • the printing plate and the anilox roller also each have the same screen frequency.
  • the printing ink used in the printing process according to the invention contains platelet-shaped effect pigments.
  • Platelet-shaped effect pigments are platelet-shaped pearlescent pigments, predominantly transparent or semitransparent interference pigments and metallic effect pigments.
  • liquid crystal pigments so-called LCPs (Liquid Crystal Pigments), or structured polymer platelets, so-called holographic pigments, include this.
  • interference pigments and metallic effect pigments are preferred.
  • the above-mentioned platelet-shaped effect pigments are composed of one or more layers of at least partially different materials.
  • Pearlescent pigments consist of transparent platelets with high
  • interference pigments Refractive index and show in parallel orientation by multiple reflection a characteristic pearlescence.
  • pearlescent pigments which additionally show interference colors, are referred to as interference pigments.
  • interference pigments or metallic effect pigments which comprises on an inorganic platelet-shaped support at least one coating of a metal, metal oxide, metal oxide hydrate or mixtures thereof, a mixed metal oxide,
  • Metal suboxide, metal oxynitride, metal fluoride, BiOCl or a polymer Metal suboxide, metal oxynitride, metal fluoride, BiOCl or a polymer.
  • the metallic effect pigments preferably have at least one metal layer.
  • the inorganic plate-shaped carrier is preferably made of natural or synthetic mica, kaolin or others
  • Phyllosilicates of glass, S1O2, T1O2, Al2O3, Fe203, polymer platelets, graphite platelets or metal flakes, such as
  • a coating applied to the carrier consists of metals, metal oxides, metal mixed oxides, metal suboxides or
  • a colorless or colored metal oxide selected from TiO 2, titanium suboxides, titanium oxynitrides, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, SnO 2, Sb 2 O 3, SiO 2 , Al 2 O 3, ZrO 2 , B 2 O 3, Cr 2 O 3, ZnO, CuO, NiO or mixtures thereof.
  • Coatings of metals are preferably made of aluminum, titanium, chromium, nickel, silver, zinc, molybdenum, tantalum, tungsten, palladium, copper, gold, platinum or alloys containing them.
  • the metal fluoride used is preferably MgF.sub.2.
  • multilayer effect pigments are particularly preferably used. These have on a platelet-shaped carrier several layers, which preferably consist of the aforementioned materials and have different refractive indices in such a way that in each case at least two layers of different refractive index are alternately on the carrier, wherein the refractive indices in the individual layers differ by at least 0.1 and preferably by at least 0.3. In this case, the layers located on the support can be both almost transparent as well as colored or semitransparent.
  • LCPs which consist of crosslinked, oriented, cholesteric liquid crystals, or else also known as holographic pigments structured polymer platelets can be used as platelet-shaped effect pigments.
  • the platelet-shaped effect pigments described above may be present individually or in a mixture in the printing ink used in the printing process according to the invention.
  • a platelet-shaped effect pigment is used which leaves a different visually perceptible color and / or brightness impression at different illumination and / or viewing angles. For different color impressions, this property is called a color flop.
  • pigments which have a Farbflopp produce in the printing layers produced conspicuous, optically interesting color and gloss impressions, which in particular for
  • Pigments of this type are also referred to as optically variable.
  • Such optically variable platelet-shaped effect pigments preferably have three optically clearly distinguishable discrete colors under at least two different illumination or viewing angles at least two and at most four, but preferably at two different illumination or viewing angles two or three different illumination or viewing angles.
  • platelet-shaped effect pigments are present in the medium containing them in an oriented form, i. in the present case, if they are aligned almost parallel to the surface of the printing material provided with the coating produced according to the invention.
  • an alignment already takes place by means of the printing process used according to the invention in the shear forces acting on the process and the increased layer thickness, so that it can be assumed that the platelet-shaped effect pigments used in the coating produced by the printing process according to the invention on a substrate in the desired aligned form available.
  • platelet-shaped effect pigments for example, the commercially available interference pigments, which under the names
  • This list is to be considered as illustrative and not restrictive.
  • the size (longest dimension in one dimension, ie greatest length or largest diameter) of the platelet-shaped effect pigments is not critical per se, but must be matched to the anilox roll used.
  • the expansion of the pigments in length or width is usually from 1 to 200 ⁇ m, in particular from 5 to 125 ⁇ m, preferably from 1 to 60 ⁇ m, and very particularly preferably from 1 to 25 ⁇ m.
  • the thickness of the pigments is in the range of 0.01 to 5 ⁇ , in particular between 0.05 and 4.5 ⁇ and particularly preferably between 0.1 and 1 ⁇ .
  • the aspect ratio usually have an aspect ratio (ratio of the average diameter to the mean particle thickness) of at least 2 and preferably of at least 5.
  • the aspect ratio may vary within a wide range and may be up to 250, preferably up to 100.
  • Ink selected pigments are selected so that the width W of the wells on the anilox roller is at least equal to 1, 5 to 2 times the longest dimension of the pigments. Otherwise, there would be disturbances in the emptying behavior of the ink from the wells during the wetting step.
  • the printing ink used according to the invention contains at least one binder in addition to the platelet-shaped effect pigments.
  • Suitable binders are, in general, suitable binders for coating compositions, in particular those based on nitrocellulose, polyamide, acrylic, polyvinyl butyral, PVC, PUR, or suitable mixtures of these. Particular preference is given to UV-curing binders (free-radically or cationically curing). These binders or binder mixtures are preferably transparent after the coating has cured, but may also be translucent.
  • a solvent which may consist of water and / or the usual organic solvents used for printing process or solvent mixtures is partially advantageous, but not mandatory, because many binder systems that can be used in flexographic printing, are radiation-curing and therefore the additional Use of solvents is completely or partially obsolete.
  • organic solvents branched or unbranched alcohols aromatics or alkyl esters, such as ethanol, 1-methoxy-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, etc., or mixtures thereof can be used.
  • the printing ink used in the printing process according to the invention may contain other auxiliaries and additives customarily used in printing inks, which are absolutely familiar to the person skilled in the art and therefore need not be further explained here.
  • the concentration of the platelet-shaped effect pigments in the ink containing them is, according to the invention, between 5 and 45 percent, based on the solids content of the printing ink, in particular between 15 and 35 percent. With a pigment content of less than 5 percent, based on the solids content of the printing ink, the desired optical effect of the coating can not be sufficiently ensured. On the other hand, pigment concentrations of more than 45 percent lead to clogging of the wells on the anilox roller as well
  • the printing material used in the process according to the invention may in principle be any printing material which is accessible to a rotary printing process with flexographic printing, ie papers, cartons and woven fabrics or nonwovens of various types.
  • the process according to the invention is particularly advantageous for printing substrates consisting of a cellulose-containing material or having a surface to be printed of cellulose-containing material. These are, in particular, uncoated paper, coated paper, cardboard, kraft paper or Kraftliner. These materials typically have a rough surface and have some absorbency which generally allows for rapid drying or solidification of the printed coating when printed by a conventional flexographic printing process
  • coatings containing effect pigments can lead to the previously mentioned deficiencies. These deficiencies can be reduced or prevented by the printing method according to the invention in an advantageous manner.
  • the application of the platelet-shaped effect pigments containing coating on the substrate can be done either on the uncoated substrate, as is the case for example with uncoated paper, cardboard or kraftliner, but can also be done on an already pre-treated or precoated substrate (eg coated or color precoated paper).
  • the printing material which has already been printed according to the invention with the effect pigment-containing coating can, if necessary, be overprinted with further layers, for example with further dyeing or effecting patterns, motifs or the like, for example on a surface of the printing material which is fully coated according to the invention.
  • the present invention also provides a printing substrate with a coating containing a platelet-like effect pigment which is prepared according to the printing method described above according to the invention.
  • such a printing substrate is substrates of various types printed on a coating comprising a platelet-shaped effect pigment by means of a flexographic printing device, but preferably uncoated paper, coated paper, cardboard, kraft paper or kraft liners. which (s) has a shiny, colored iridescent, metallic and / or optically variable coating, which is based on the optical effect of platelet-shaped effect pigments.
  • the subject matter of the present invention is also the use of a printing material containing platelet-shaped effect pigments as described above in packaging materials, labels or decorative materials.
  • the process according to the invention can be used to produce coatings comprising platelet-shaped effect pigments which are continuous with the aid of a simple, adapted flexographic printing process and printing substrates, in particular on substrates with a rough and absorbent surface, in a single process step which has the desired surface area over the entire printed area have optical properties such as shiny, colored iridescent, metallic and / or optically variable properties and show a very uniform, optically dense printed surface without misaligned due to a sufficiently high pigment concentration per unit area printed area and a very good pigment orientation.
  • Such a surface quality can be obtained, in particular on rough, absorbent substrates, with known, conventional flexographic printing processes only with several printing layers one above the other.
  • the inventive method can therefore be advantageous for the Applying different types of substrates with a relatively low-cost flexographic printing process in a single printing step, which is particularly important for long runs in packaging printing and decoration printing is of particular importance.
  • the method according to the invention can be incorporated into the customary packaging printing methods without much additional effort, so that additional cost-intensive additional coating processes or complex device conversions can be dispensed with.
  • Example 1 is a schematic view of wetting and ink transfer according to the invention Example 1 :
  • As printing material (12) is a kraft liner, which serves as a surface cover for corrugated cardboard used.
  • an interference pigment Iriodin® 96107 Icy White Lightning
  • This ink is introduced via an inlet device (5) in the inking unit (2) of a flexographic printing machine.
  • the wells (6) of a rotating screen roller (3) are brought into contact with the inking unit and thereby filled with the printing ink (4). Excess ink is stripped off the surface of the anilox roller with the aid of a doctor blade (7).
  • the anilox roller has a screen frequency of 40 Ucm 60 ° (cell width W 160 pm).
  • a Flexod ruckform (9) with a screen frequency of 60 L / cm (Flint FAC, tape Tesa 52122) is mounted on a plate cylinder and brought into contact with the rotating anilox roller.
  • the grid dot size G of the grid points (10) on the printing form (9) varies in the range of 30 pm to 40 pm (60 L / cm, about 25% area coverage FD).
  • the transfer of the printing ink to the substrate (printing process) takes place at a speed of 50 m / min.
  • the coated substrate is allowed to dry.
  • Example 1 is repeated with the change that the printing ink is printed with a printing form in which the area coverage is 100% (full area). The other conditions are the same as in Example 1.
  • the area printed on the kraftliner has a very faint, silvery white sheen and a blotchy appearance. In comparison to the printed substrate according to Example 1, the impression is created visually that in Comparative Example 1 a significantly lower concentration of pigments was used (in fact the same pigment concentration in the printing ink).
  • aqueous ink with a commercially available green absorption pigment (FF2 Frontal MD 417 Green HKS 55 Fa. Follmann, blended with Senolith 350147 Fa. Weilburger) is used.
  • FF2 Frontal MD 417 Green HKS 55 Fa. Follmann, blended with Senolith 350147 Fa. Weilburger is used.
  • the printed image obtained shows a uniform, green opaque ink application on the substrate.
  • Example 1 is repeated with the change that the printing ink according to Comparative Example 2 is used as printing ink.
  • the other conditions are the same as in Example 1.
  • the printed image shows an irregularly printed green

Landscapes

  • Printing Methods (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverfahren zum Aufbringen Effektpigment-haltiger Beschichtungen auf einen Bedruckstoff, einen nach dem genannten Verfahren hergestellten beschichteten Bedruckstoff sowie dessen Verwendung, insbesondere im Verpackungsbereich.

Description

Druckverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckverfahren zum Aufbringen von Effektpigment-haltigen Beschichtungen auf einen Bedruckstoff, einen nach dem genannten Verfahren hergestellten beschichteten Bedruckstoff sowie dessen Verwendung, insbesondere im Verpackungsbereich.
Die verschiedenen gängigen Druckverfahren werden in der Regel zum Bedrucken unterschiedlicher Bedruckstoffe mit einer sichtbaren, schwar- zen, weißen oder farbigen Druckfarbe verwendet, die auf den Bedruckstoff in Form von Schriftzeichen, Mustern und/oder Symbolen aufgebracht wird. Je nach Bedarf lassen sich aber auch Teilflächen oder die gesamte zu bedruckende Fläche auf dem Bedruckstoff vollständig mit Druckfarbe beschichten.
Es ist bekannt, dass verschiedene Druckverfahren für jeweils verschiedene Anwendungsgebiete bevorzugt werden, denn die Qualitätsanforderungen an die jeweils erhältlichen Druckbilder sind je nach Anwendungsspektrum des bedruckten Materials genauso unterschiedlich wie die mit den einzel- nen Verfahren erzielbaren Druckqualitäten.
Bereits seit Jahren wird für gedruckte Materialien, die in Massenproduktion hergestellt werden und nicht höchsten Qualitätsanforderungen unterliegen, das Flexodruckverfahren als Weiterentwicklung des früher gebräuchlichen Buchdruckverfahrens eingesetzt. Das Flexodruckverfahren kann, bedingt durch die flexiblen Hochdruckformen, die in vergleichsweise unaufwän- digen und kostengünstigen Verfahren hergestellt werden können, für viele Bedruckstoffe unterschiedlicher Qualität, die von Folien über Kartonagen bis zu Geweben reichen, eingesetzt werden. Dadurch ist es besonders für den Verpackungsdruck interessant. Flexodruckwerke werden heute im eigentlichen Flexodruck wie auch in der Offsetlackierung eingesetzt. Neben dem Bedrucken verschiedenster Bedruckstoffe mit üblichen
Druckfarben, die absorbierende organische oder anorganische Farbpigmente enthalten, beispielsweise im Vierfarbdruck, werden inzwischen auch Effektpigment-haltige Schichten auf entsprechende Substrate mit Hilfe von Druckverfahren aufgebracht, um beispielsweise irisierende Farbeffekte, optisch variable Effekte oder metallisch anmutende Aufdrucke zu erhalten.
Um die gewünschten optischen Effekte über die gesamte beschichtete Fläche gleichmäßig erhalten zu können, ist in der Regel eine bestimmte Schichtdicke der jeweiligen Druckschicht nötig. Daher werden für das
Aufbringen von Effektpigment-haltigen Schichten solche Druckverfahren ausgewählt, die die benötigten Schichtdicken wegen der Besonderheiten der jeweiligen Drucktechnik auch liefern können. Bevorzugt werden hier die üblichen Tiefdruckverfahren oder auch Siebdruckverfahren eingesetzt, mit denen je nach Viskosität der Druckfarbe vergleichsweise hohe Schichtdicken erhalten werden können.
Neben der Schichtdicke gilt es jedoch auch zu beachten, dass die einzusetzenden Effektpigmente üblicherweise eine Plättchenform aufweisen, die neben den eingesetzten Materialien wesentlich zur Erzielung von Interferenzeffekten sowie Glanz- und Glitzereffekten beiträgt.
Insbesondere bei Druckverfahren, bei denen die Farbübertragung auf den Bedruckstoff mit Hilfe von Näpfchen erfolgt, wie beispielsweise bei einem Flexodruckverfahren, gilt es, sowohl die Größe als auch die Plättchenform der Effektpigmente zu beachten, damit die Effektpigmente die Näpfchen nicht verstopfen und eine gute Näpfchenentleerung gewährleistet ist.
Gleichzeitig ist ein homogenes Druckbild und ein hoher Flächenauftrag an Effektpigmenten auf den Bedruckstoff erwünscht, damit die angestrebten optischen Effekte auch gut zur Geltung kommen. Besonders bei sehr saugfähigen Bedruckstoffen wie Pappen, Wellpappen, ungestrichenen Papieren oder auch Vliesen erweist es sich als sehr kompliziert, mit Hilfe eines einzigen Druckvorgangs ein über die gesamte bedruckte Fläche optisch ansprechendes, Interferenzeffekte, optisch variable Effekte oder metallische Effekte aufweisendes Druckbild zu erhalten, weil bei diesen Bedruckstoffen das Lösemittel schnell wegschlägt und die plättchenförmigen Effektpigmente sich dadurch nur ungenügend an der Oberfläche des Bedruckstoffes ausrichten können. Eine quasi parallele Ausrichtung der plättchenförmigen Effektpigmente an der Oberfläche des Bedruckstoffes wird aber benötigt um die mit diesen Pigmenten möglichen optischen Effekte auch erzielen zu können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Druckverfahren, insbesondere ein in einem Flexod ruckwerk anwendbares Druckverfahren, zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen verschiedene Bedruckstoffe, insbesondere solche mit rauer, saugfähiger Oberfläche, in einem einzigen Arbeitsschritt mit einer Effektpigment-haltigen Beschichtung versehen werden können, die keine Fehlstellen aufweist, über eine ausreichend hohe Schichtdicke verfügt und zu einem optisch ansprechenden Druckbild mit intensiven koloristischen Effekten über die gesamte bedruckte Fläche führt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Bedruckstoff mit einer Effektpigment-haltigen Beschichtung zur Verfügung zu stellen, welcher nach dem genannten Verfahren hergestellt wird.
Darüber hinaus besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, die Verwendung von derart mit Effektpigment-haltigen Schichten beschichteten Bedruckstoffen aufzuzeigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Druckverfahren zum Auftragen einer Beschichtung auf einen Bedruckstoff (12), wobei in einem Befüllungsschritt auf einer rotierenden Rasterwalze (3) angeordnete Näpfchen (6) mit einer Druckfarbe (4) befüllt werden und nachfolgend in einem Benetzungsschritt die Druckfarbe (4) aus den Näpfchen (6) der Rasterwalze (3) Stirnflächen (13) von Rasterpunkten (10) benetzt, wobei die Rasterpunkte (10) die Stirnflächen (13) und daran angrenzende Mantelflächen (14) aufweisen und auf einer flexiblen, auf einem rotierenden Formzylinder (8) befestigten, Druckform (9) angeordnet sind, und wobei in einem Übertrag ungsschritt der Bedruckstoff (12) durch einen rotierenden Druckzylinder (11) an die Druckform (9) radial angepresst und die Druckfar- be (4) auf den Bedruckstoff (12) übertragen wird, wobei die Druckfarbe plättchenförmige Effektpigmente enthält und mindestens 50 Prozent der Rasterpunkte (10) auf der Druckform (9) während des Benetzungsschrittes in die Näpfchen (6) der Rasterwalze (3) eintauchen, wobei neben den Stirnflächen (13) auch die Mantelflächen (14) der Rasterpunkte (10) mit der Druckfarbe (4) benetzt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst durch einen Bedruckstoff mit Effektpigment-haltiger Beschichtung, der nach dem vorab genannten Druckverfahren hergestellt ist.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch gelöst durch die Verwendung eines derart hergestellten Bedruckstoffes mit Effektpigment-haltiger Beschichtung, insbesondere in Verpackungsmaterialien, Etiketten, oder Dekorationsmaterialien.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Druckverfahren gemäß Anspruch 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckverfahren handelt es sich um ein
Rotationsdruckverfahren, bei dem üblicherweise ein oder mehrere Flexo- druckwerke eingesetzt werden. Insbesondere handelt es sich um ein Flexodruckverfahren im eigentlichen Sinne oder um ein Offsetlackierungs- verfahren.
Ein übliches Flexodruckverfahren gemäß dem Stand der Technik, mit Hilfe dessen eine Farbpigment-haltige Beschichtung auf einen Bedruckstoff aufgebracht werden soll, erfolgt in der Regel gemäß den folgenden
Schritten:
In einem Befüllungsschritt werden auf einer rotierenden Rasterwalze (3) angeordnete Näpfchen (6) mit einer pigmenthaltigen Druckfarbe (4) befüllt und die überstehende Druckfarbe mittels einer Rakel (7) abgestreift.
Nachfolgend benetzt in einem Benetzungsschritt die Druckfarbe (4) aus den Näpfchen (6) der Rasterwalze (3) die Stirnflächen (13) von Rasterpunkten (10), die auf einer flexiblen, auf einem rotierenden Formzylinder (8) befestigten, Druckform (9) angeordnet sind. Die Rasterpunkte (10) weisen neben den Stirnflächen (13) auch daran angrenzende Mantelflächen (14) auf. Im Druckfarben-Übertragungsschritt wird dann der Bedruckstoff (12) durch einen rotierenden Druckzylinder (11) an die Druckform (9) radial angepresst und die Druckfarbe (4) von den Stirnflächen (13) auf den Bedruckstoff (12) übertragen. Anschließend wird die Druckfarbe getrocknet oder anderweitig verfestigt.
Das Funktionsprinzip eines üblichen Flexodruckverfahrens ist in Figur 1 beschrieben. Entsprechend verläuft im Prinzip auch das Rotationsdruck- verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Pfeile bezeichnen die Drehrichtung der jeweiligen Walzen. Ausschnitte einer Druckform mit Rasterpunkten sind in Figur 2 dargestellt.
Die Benetzung von Rasterpunktstirnflächen mit Druckfarbe mittels einer Rasterwalze gemäß dem Stand der Technik zeigen die Figuren 4 und 5. Allgemein gelten für Flexodruckverfahren, unabhängig davon, ob der Bedruckstoff vollflächig oder mit Schriftzeichen und/oder Mustern bedruckt werden soll, die Faustregeln, dass die Rasterfrequenz der Rasterwalze mindestens um den Faktor 5,5 größer sein sollte als die Rasterfrequenz des Klischees (der Druckwalze), damit Fehlstellen in der Einfärbung und/oder Moire-Erscheinungen vermieden werden, und dass das Schöpfvolumen der Rasterwalze etwa das Doppelte des gewünschten Farbauftrags auf dem Bedruckstoff betragen sollte (siehe H. Kippan, Hrsg., Handbuch der Printmedien, Springer Verlag Berlin, 2000, S. 416).
Diese Faustregeln stellen die Voraussetzungen zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Druckergebnisses dar.
Unter Befolgung dieser Regeln erfolgt die Farbaufnahme der Rasterpunkte aus den Näpfchen (4) der Rasterwalze (3) wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, nämlich über eine ausschließliche Benetzung der Stirnflächen (13) der Rasterpunkte, von denen die Druckfarbe (4) später direkt auf den Bedruckstoff (12) übertragen wird. Für das Bedrucken von verschiedenen Bedruckstoffen mit farbgebenden Schichten, die übliche organische oder anorganische Absorptionspigmente enthalten, sind diese Regeln weiterhin gültig.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Befolgung der oben genannten Regeln beim Aufbringen von plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtungen mit Hilfe eines Rotationsdruckverfahrens mit Flexodruck- werk nicht uneingeschränkt zum gewünschten Erfolg führt, da insbesondere bei saugfähigen Bedruckstoffen wie beispielsweise Kartonagen aller Art und bei Druckfarben, die plättchenförmige Effektpigmente enthalten, die Schichtdicke der auf den Bedruckstoff aufgebrachten Druckschicht und die Konzentration sowie die Ausrichtung der Effektpigmente in dieser Druck- schicht nicht ausreichen um die gewünschten optischen Effekte erzielen und über den gesamten bedruckten Flächenbereich gleichmäßig aufrecht erhalten zu können. Es konnte nun in überraschender weise gefunden werden, dass das Bedrucken von Bedruckstoffen mit plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Schichten erleichtert und die optische Qualität der erhaltenen Schichten deutlich verbessert werden kann, wenn gegen die oben genann- ten Faustregeln verstoßen wird und die Rasterpunktgröße und damit die Rasterfrequenz der Druckwalze so ausgestaltet ist, dass neben den
Stirnflächen der Rasterpunkte auch die an die Stirnflächen unmittelbar angrenzenden Mantelflächen der Rasterpunkte beim Kontakt der
Druckform mit der Rasterwalze (dem Benetzungsschritt) mit der Druckfarbe benetzt werden. Dies wird (für 50 Prozent der Rasterpunkte) gewährleistet, indem mindestens 50 Prozent der Rasterpunkte solche geringen Ausmaße, relativ zu den Näpfchen der Rasterwalze, aufweisen, dass sie während des Benetzungsschrittes in die Näpfchen der Rasterwalze eintauchen. Dabei werden die Mantelflächen der eintauchenden Rasterpunkte je nach Eintauchtiefe und Fortschreiten des Druckvorgangs teilweise oder vollständig (10 bis 100% der jeweiligen Mantelfläche) mit der Druckfarbe benetzt. Diese zusätzliche Benetzung der Mantelflächen der Rasterpunkte bewirkt eine vollständigere Entleerung der Näpfchen beim Benetzungsvorgang, so dass die sich in den Näpfchen befindliche Druckfarbe zu mehr als den ansonsten üblichen etwa 50 Prozent des Schöpfvolumens entleert und die Farbspaltung zugunsten der aufzubringenden Druckschicht verschoben wird. Mit dem gleichen Schöpfvolumen der Näpfchen kann also eine, im Vergleich zum Stand der Technik, höhere Schichtdicke auf den Bedruck- stoff übertragen werden.
Während eine derart erhöhte Schichtdicke im üblichen Farbdruckverfahren, bei dem in der Druckfarbe anorganische oder organische Absorptionsfarbpigmente enthalten sind, die keine spezifische Partikelform aufweisen, zu einer Überfärbung oder zu Farbüberlagerungseffekten führen würde, stellt sie beim Auftrag von plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden
Schichten sicher, dass Druckschichten mit ausreichender Schichtdicke, die zusammenhängend über die gesamte gedruckte Fläche ausgestaltet sind, keine Fehlstellen aufweisen und an allen Punkten der bedruckten Fläche über ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild verfügen, aufgebracht werden können. Dies ist insbesondere bei stark saugenden Bedruckstoffen wie Papier (gestrichen oder ungestrichen), Pappe, Kraftpapier, Kraftliner und verschiedenen anderen Kartonagen sowie bei Geweben und Vliesen von Vorteil, bei denen die in der Druckfarbe üblicherweise vorhandenen Lösemittel oft sehr schnell in den Bedruckstoff wegschlagen und dadurch ein Zusammenlaufen der einzelnen Druckpunkte zu flächigen Schichten erschwert wird. Weisen die Druckfarben plättchenförmige Effektpigmente auf, führt ein erhöhter Schichtdickenauftrag dazu, dass die Konzentration der Effektpigmente pro Flächeneinheit ausreichend hoch sowie insbesondere deren parallele Ausrichtung relativ zur Oberfläche des Bedruckstoffes besonders gut ist, um die gewünschte optische Qualität der Gesamt- druckschicht an jeder Stelle der Schicht gewährleisten zu können. Bei einem Flexodruckverfahren, welches mit den bisher üblichen Parametern ausgeführt wird, kann dies wegen der technologisch begrenzten Pigmentvolumenkonzentration in der Druckfarbe und der ohnehin bei einem
Flexodruckverfahren sehr geringen Schichtdicken im Bereich weniger Mikrometer (2-5 pm, bevorzugt 2-3 pm) nicht durchgängig gewährleistet werden.
Ohne dass es durch eingehendere Untersuchungen bestätigt wäre wird vermutet, dass es neben einer erhöhten mengenmäßigen Übertragung von plättchenförmigen Effektpigmenten durch das Eintauchen der Rasterpunkte in die Näpfchen auch zur Übertragung einer größeren Menge an Druckfarbenvehikel (Bindemittel, Lösemittel sowie Hilfs-und Zusatzstoffe) auf den Bedruckstoff kommt. Dadurch vergrößert sich das Flüssigkeitsvolumen, in dem sich die plättchenförmigen Effektpigmente parallel zur Oberfläche des Bedruckstoffes ausrichten können. Die vergrößerte Auftragsmenge an Flüssigkeitsvolumen benötigt auch einen längeren Zeitraum, bis das Lösemittel in den Bedruckstoff weggeschlagen ist. Dadurch verlängert sich der Zeitraum, der den plättchenförmigen Pigmenten zur parallelen Ausrichtung relativ zur Oberfläche des Bedruckstoffes zur Verfügung steht.
Vorteilhafterweise tauchen erfindungsgemäß mindestens 70 Prozent der Rasterpunkte der Druckform während des Benetzungsvorgangs in die
Näpfchen der Rasterwalze ein, so dass deren Mantelflächen zusätzlich zu den Stirnflächen mit Druckfarbe benetzt werden.
Es versteht sich von selbst, dass entweder bei gleichbleibendem Klischee- raster (Raster der Druckform) die Größe der Näpfchen der Rasterwalze erfindungsgemäß so angepasst wird, dass mindestens 50 % der Rasterpunkte der Druckform in die Näpfchen eintauchen können, oder dass, bei gleichbleibendem Raster der Rasterwalze, das Raster der Druckform entsprechend angepasst wird. Zur Verringerung der Rasterpunktgröße bei gegebener Rasterfrequenz der Druckform ist es auch oft ausreichend, die Flächendeckung der Rasterpunkte so zu verringern, dass die Rasterpunkte in die Näpfchen der Rasterwalze eintauchen können. Als besonders vorteilhaft haben sich gemäß der vorliegenden Erfindung Bereiche mit gleich oder weniger als 50% Flächendeckung der Rasterpunkte bei gegebener Raster- frequenz der Druckform herausgestellt. Besonders bevorzugt liegt die
Flächendeckung im Bereich von 15 bis 50%, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 %. Die prozentuale Flächendeckung wird als das Verhältnis der Fläche der Rasterpunkte zur gesamten, mit dem Raster versehenen Fläche der Druckform definiert.
Die vorstehenden Angaben gelten für die im Verpackungsdruck üblichen Rasterfrequenzen der Druckform im Bereich von 34 L/cm bis 60 L/cm.
Ist eine Auswahl von Rasterwalzen und Druckformen in jeweils verschie- denen Rasterungen vorhanden, können lediglich die entsprechenden
Walzen in ihrem jeweiligen Raster aufeinander abgestimmt erfindungsgemäß eingesetzt werden. Müssen dagegen entsprechende Walzen oder Druckformen neu hergestellt werden, empfiehlt sich die Neuanfertigung einer entsprechend angepassten Druckform, da die flexiblen Druckformen für ein Flexodruckverfahren deutlich einfacher und kostengünstiger herstellbar sind als die entsprechenden Rasterwalzen.
Obwohl es für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht zwingend notwendig ist erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Näpfchen der Rasterwalze über die gesamte Fläche der Rasterwalze die gleiche Form und Größe aufweisen. Dabei ist es unerheblich, mit welchem der üblichen Herstellungsverfahren die Näpfchen graviert werden. Als geeignet haben sich alle mit gebräuchlichen Verfahren, also durch Ätzgravur, mechanische Gravur oder Lasergravur beziehungsweise Laserdirektgravur hergestellten Rasterwalzen erwiesen. Die dabei erhältliche Form der Näpfchen ist jeweils unterschiedlich. Während mechanisch gravierte Näpfchen die Form einer auf den Kopf gestellten Pyramide aufweisen, siehe Figur 3, haben geätzte und lasergravierte Näpfchen einen runden Querschnitt. Letztere lassen auch, bedingt durch ihre zylinderähnliche Form, insgesamt ein größeres Schöpfvolumen sowie eine höhere Eindringtiefe der Rasterpunkte zu und werden daher für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt eingesetzt.
Erfindungsgemäß wird die Näpfchenweite, die sich aus dem Durchmesser runder Näpfchen oder der kleinsten Seitenkantenlänge mechanisch gravierter Näpfchen bestimmt, als W bezeichnet.
Ähnlich wie bei den Näpfchen der Rasterwalze ist es bei den Rasterpunkten der erfindungsgemäß eingesetzten Druckform vorteilhaft, wenn die Größe und die Form der Rasterpunkte über die gesamte gerasterte Fläche der Druckform gleich ist. Dadurch wird das Eintauchen einer Vielzahl von Rasterpunkten in die Näpfchen der Rasterwalze erleichtert. Die Rasterpunkte weisen regelmäßig einen runden Querschnitt auf. Die Größe der Rasterpunkte, die dem Durchmesser der Stirnfläche entspricht, wird erfindungsgemäß mit G bezeichnet. Es können alle nach den gebräuchlichen Verfahren hergestellten Flexodruckformen verwendet werden, die ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein und aus verschiedenen Materialien (Gummi, Elastomere, Fotopolymere) bestehen können.
Erfindungsgemäß weist das Verhältnis G/W (Rasterpunktgröße der
Druckform/Näpfchenweite der Rasterwalze) einen Wert im Bereich von 0,10 bis 0,50 auf, vorzugsweise einen Wert im Bereich von 0,15 bis 0,30. Das bedeutet, dass die Größe der Rasterpunkte erfindungsgemäß lediglich im Bereich von 10 bis 50%, vorzugsweise von 15 bis 30%, der Näpfchenweite liegt. Damit wird das Eintauchen einer großen Anzahl der auf der Druckform vorhandenen Rasterpunkte in die Näpfchen der Rasterwalze ermöglicht. Je nach Art und Verwendungszweck der jeweils gewünschten dekorativen Beschichtung kann sich der Anteil der bedruckten Fläche auf dem Bedruckstoff relativ zur gesamten bedruckbaren Fläche des Bedruckstoffes unterschiedlich gestalten. Abhängig vom Anteil der zu bedruckenden Fläche auf dem Bedruckstoff wird die Rasterung auf der Druckform ausgewählt. Sollen nur Teilflächen des Bedruckstoffes mit der Effektpigment-haltigen Beschichtung versehen werden, ist auch lediglich eine teilflächige Rasterung auf der Druckform erforderlich.
Daher beträgt der Anteil der mit einem Raster versehenen Oberfläche der Druckform in der Regel zwischen 5 und 100 Prozent der Gesamtoberfläche, vorzugsweise zwischen 30 und 100 Prozent. Insbesondere liegt der Anteil der mit einem Raster versehenen Oberfläche der Druckform bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei 100 Prozent der Oberfläche der Druckform, d.h. die Druckform ist auf ihrer gesamten
Oberfläche mit Rasterpunkten versehen. Wie vorab bereits erwähnt, beträgt die Flächendeckung der Rasterpunkte auf der Druckform erfindungsgemäß zwischen 15 und 50 %, vorzugsweise zwischen 20 und 30 %. Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Druckformen wie auch die verwendeten Rasterwalzen weisen unabhängig voneinander vorzugsweise eine Rasterfrequenz im Bereich von 34 Linien/cm (34 L/cm) bis 60 Linien/cm (60 L/cm) auf. In einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung können die Druckform und die Rasterwalze auch jeweils die gleiche Rasterfrequenz aufweisen.
Die im erfindungsgemäßen Druckverfahren eingesetzte Druckfarbe enthält plättchenförmige Effektpigmente. Als plättchenförmige Effektpigmente werden plättchenförmige Perlglanzpigmente, überwiegend transparente oder semitransparente Interferenzpigmente sowie Metalleffektpigmente bezeichnet. Auch Flüssigkristallpigmente, so genannte LCPs (Liquid Crystal Pigments), oder strukturierte Polymerplättchen, so genannte holographische Pigmente, zählen hierzu. Von diesen sind Interferenzpigmente sowie Metalleffektpigmente bevorzugt. Die oben genannten plättchenförmigen Effektpigmente sind aus einer Schicht oder aus mehreren Schichten aus zumindest teilweise unterschiedlichen Materialien aufgebaut.
Perlglanzpigmente bestehen aus transparenten Plättchen mit hoher
Brechzahl und zeigen bei paralleler Orientierung durch Mehrfachreflexion einen charakteristischen Perlglanz. Solche Perlglanzpigmente, die zusätzlich auch Interferenzfarben zeigen, werden als Interferenzpigmente bezeichnet.
Obwohl natürlich auch klassische Perlglanzpigmente wie TiO2-Plättchen, basisches Bleicarbonat, BiOCI- Pigmente oder Fischsilberpigmente prinzipiell geeignet sind, werden als plättchenförmige Effektpigmente im Sinne der Erfindung vorzugsweise Interferenzpigmente oder Metalleffekt- pigmente eingesetzt, welche auf einem anorganischen plättchenförmigen Träger mindestens eine Beschichtung aus einem Metall, Metalloxid, Metalloxidhydrat oder deren Gemischen, einem Metallmischoxid,
Metallsuboxid, Metalloxinitrid, Metallfluorid, BiOCI oder einem Polymer aufweisen.
Die Metalleffektpigmente weisen bevorzugt mindestens eine Metallschicht auf. Der anorganische plättchenförmige Träger besteht vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Glimmer, Kaolin oder anderen
Schichtsilikaten, aus Glas, S1O2, T1O2, AI2O3, Fe203, Polymerplättchen, Graphitplättchen oder aus Metallplättchen, wie beispielsweise aus
Aluminium, Titan, Bronze, Silber, Kupfer, Gold, Stahl oder diversen
Metalllegierungen.
Besonders bevorzugt sind Träger aus Glimmer, Glas, Graphit, S1O2, T1O2 und AI2O3 oder deren Gemischen bzw. Metallträger aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Bevorzugt besteht eine auf dem Träger aufgebrachte Beschichtung aus Metallen, Metalloxiden, Metallmischoxiden, Metallsuboxiden oder
Metallfluoriden und insbesondere aus einem farblosen oder farbigen Metalloxid, ausgewählt aus TiO2, Titansuboxiden, Titanoxinitriden, Fe2O3, Fe3O4, SnO2, Sb203, S1O2, AI2O3, ZrÜ2, B2O3, Cr2O3, ZnO, CuO, NiO oder deren Gemischen.
Beschichtungen aus Metallen sind vorzugsweise aus Aluminium, Titan, Chrom, Nickel, Silber, Zink, Molybdän, Tantal, Wolfram, Palladium, Kupfer, Gold, Platin oder diese enthaltenden Legierungen.
Als Metallfluorid wird bevorzugt MgF2 eingesetzt. Als plättchenförmige Effektpigmente werden besonders bevorzugt mehrschichtige Effektpigmente eingesetzt. Diese weisen auf einem plättchen- förmigen Träger mehrere Schichten auf, welche vorzugsweise aus den vorab genannten Materialien bestehen und verschiedene Brechzahlen in der Art aufweisen, dass sich jeweils mindestens zwei Schichten unterschiedlicher Brechzahl abwechselnd auf dem Träger befinden, wobei sich die Brechzahlen in den einzelnen Schichten um wenigstens 0,1 und bevorzugt um wenigstens 0,3 unterscheiden. Dabei können die auf dem Träger befindlichen Schichten sowohl nahezu transparent als auch farbig oder semitransparent sein.
Ebenso können die sogenannten LCPs, die aus vernetzten, orientierten, cholesterischen Flüssigkristallen bestehen, oder aber auch als holographische Pigmente bezeichnete strukturierte Polymerplättchen als plätt- chenförmige Effektpigmente eingesetzt werden.
Die vorab beschriebenen plättchenförmigen Effektpigmente können in der im erfindungsgemäßen Druckverfahren eingesetzten Druckfarbe einzeln oder im Gemisch vorhanden sein.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die je nach Einsatzzweck der bedruckten Materialien bevorzugt sein kann, wird ein plättchen- förmiges Effektpigment eingesetzt, welches unter verschiedenen Beleuch- tungs- und/oder Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen visuell wahrnehmbaren Färb- und/oder Helligkeitseindruck hinterlässt. Bei unterschiedlichen Farbeindrücken wird diese Eigenschaft als Farbflopp bezeichnet. Insbesondere Pigmente, die einen Farbflopp aufweisen, erzeugen in den damit hergestellten Druckschichten auffällige, optisch interessante Färb- und Glanzeindrücke, welche insbesondere für
Verpackungs- und Dekorationszwecke von hoher Attraktivität sein können. Pigmente dieser Art werden auch als optisch variabel bezeichnet. Solche optisch variablen plättchenförmigen Effektpigmente weisen bevorzugt unter mindestens zwei verschiedenen Beleuchtungs- oder Betrachtungswinkeln mindestens zwei und höchstens vier, vorzugsweise aber unter zwei verschiedenen Beleuchtungs- oder Betrachtungswinkeln zwei oder unter drei verschiedenen Beleuchtungs- oder Betrachtungswinkeln drei optisch klar unterscheidbare diskrete Farben auf.
Um ihre volle optische Wirkung entfalten zu können, ist es von Vorteil, wenn plättchenförmige Effektpigmente im sie enthaltenden Medium in orientierter Form vorliegen, d.h. im vorliegenden Fall, wenn sie nahezu parallel zu der mit der erfindungsgemäß erzeugten Beschichtung versehenen Oberfläche des Bedruckstoffes ausgerichtet sind. Eine solche Ausrichtung erfolgt aber bereits mittels des erfindungsgemäß eingesetzten Druckverfahrens über die im Verfahren wirkenden Scherkräfte und den erhöhten Schichtdickenauftrag, so dass davon ausgegangen werden kann, dass die eingesetzten plättchenförmigen Effektpigmente in der mittels des erfindungsgemäßen Druckverfahrens erzeugten Beschichtung auf einem Bedruckstoff in der gewünschten ausgerichteten Form vorliegen. Als plättchenförmige Effektpigmente können beispielsweise die im Handel erhältlichen Interferenzpigmente, welche unter den Bezeichnungen
Iriodin®, Colorstream®, Xirallic®, Meoxal®, Xirona®, Colorcrypt® und Securalic® von der Firma Merck KGaA angeboten werden, Mearlin® der Firma Mearl, Metalleffektpigmente der Firma Eckhard sowie goniochro- matische (optisch variable) Effektpigmente wie beispielsweise Variochrom® der Firma BASF, Chromafflair® der Firma Flex Products Inc., Helicone® der Firma Wacker oder holographische Pigmente der Firma Spectratec sowie andere gleichartige kommerziell erhältliche Pigmente eingesetzt werden. Diese Aufzählung ist jedoch lediglich als beispielhaft und nicht als beschränkend anzusehen. Die Größe (längste Ausdehnung in einer Dimension, d.h. größte Länge oder größter Durchmesser) der plättchenförmigen Effektpigmente ist an sich nicht kritisch, muss jedoch auf die eingesetzte Rasterwalze abgestimmt werden. Die Ausdehnung der Pigmente in Länge bzw. Breite beträgt üblicherweise von 1 bis 200 μηι, insbesondere von 5 bis 125 pm, bevorzugt von 1 bis 60 μιη und ganz besonders bevorzugt von 1 bis 25 μιη. Die Dicke der Pigmente liegt im Bereich von 0,01 bis 5 μηι, insbesondere zwischen 0,05 und 4,5 μηη und besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 1 μηπ.
Sie weisen gewöhnlich ein Aspektverhältnis (Verhältnis des mittleren Durchmessers zur mittleren Teilchendicke) von mindestens 2 und bevorzugt von mindestens 5 auf. Das Aspektverhältnis kann in einem breiten Bereich variieren und bis 250, vorzugsweise bis 100, betragen.
Für die Verwendung der plättchenförmigen Effektpigmente im erfindungs- gemäßen Druckverfahren gilt allgemein der Grundsatz, dass die in der
Druckfarbe enthaltenen Pigmente so ausgewählt werden, dass die Weite W der Näpfchen auf der Rasterwalze mindestens dem 1 ,5 bis 2fachen der längsten Ausdehnung der Pigmente entsprechen soll. Andernfalls würde es zu Störungen im Entleerungsverhalten der Druckfarbe aus den Näpfchen während des Benetzungsschrittes kommen.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Druckfarbe enthält neben den plättchenförmigen Effektpigmenten mindestens ein Bindemittel. Als Bindemittel kommen allgemein für Beschichtungszusammensetzungen übliche Bindemittel in Betracht, insbesondere solche auf der Basis von Nitrocellulose, Polyamid, Acryl, Polyvinybutyral, PVC, PUR, oder geeignete Gemische aus diesen. Insbesondere bevorzugt sind Bindemittel auf UV- härtender Basis (radikalisch oder kationisch härtend). Diese Bindemittel oder Bindemittelgemische sind vorzugsweise nach dem Aushärten der Beschichtung transparent, können jedoch auch transluzent ausgestaltet sein. Der zusätzliche Einsatz eines Lösemittels, welches aus Wasser und/oder den üblichen organischen, für Druckverfahren verwendeten Lösemitteln oder Lösemittelgemischen bestehen kann, ist teilweise vorteilhaft, aber nicht zwingend, weil viele Bindemittelsysteme, die in Flexodruckverfahren eingesetzt werden können, strahlenhärtend sind und daher der zusätzliche Einsatz von Lösemitteln ganz oder teilweise obsolet ist.
Als organische Lösemittel können verzweigte oder unverzweigte Alkohole, Aromaten oder Alkyester, wie Ethanol, 1-Methoxy-Propanol, 1-Ethoxy-2- Propanol, Ethylacetat, Butylacetat, Toluol etc., oder deren Gemische verwendet werden.
Des Weiteren kann die im erfindungsgemäßen Druckverfahren verwendete Druckfarbe noch weitere üblicherweise in Druckfarben verwendete Hilfsund Zusatzstoffe enthalten, die dem Fachmann absolut geläufig sind und hier deshalb keiner weiteren Erläuterung bedürfen.
Die Konzentration der plättchenförmigen Effektpigmente in der diese ent- haltenden Druckfarbe beträgt erfindungsgemäß zwischen 5 und 45 Prozent, bezogen auf den Feststoffanteil der Druckfarbe, insbesondere zwischen 15 und 35 Prozent. Bei einem Pigmentanteil von weniger als 5 Prozent, bezogen auf den Feststoffgehalt der Druckfarbe, kann die gewünschte optische Wirkung der Beschichtung nicht ausreichend sicher- gestellt werden. Pigmentkonzentrationen von über 45 Prozent führen dagegen zur Verstopfung der Näpfchen auf der Rasterwalze sowie zu
Entleerungsschwierigkeiten beim Benetzen der Rasterpunkte. Dadurch würde auch das Fortdruckverhalten im Druckprozeß in Mitleidenschaft gezogen. Aus diesem Grunde sind Pigmentkonzentrationen über den genannten Bereich hinaus nicht vorteilhaft. Bei dem im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Bedruckstoff kann es sich grundsätzlich um jeden Bedruckstoff handeln, der einem Rotationsdruckverfahren mit Flexod ruckwerk zugänglich ist, also um Papiere, Karto- nagen und Gewebe beziehungsweise Vliese verschiedenster Art. Als besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren jedoch bei Bedruckstoffen, die aus einem Zellulose enthaltenden Material bestehen oder eine zu bedruckende Oberfläche aus Zellulose-haltigem Material aufweisen. Dabei handelt es sich insbesondere um ungestrichenes Papier, gestrichenes Papier, Pappe, Kraftpapier oder Kraftliner. Diese Materialien weisen in der Regel eine raue Oberfläche auf und verfügen über eine gewisse Saugfähigkeit, die im Allgemeinen zwar eine schnelle Trocknung oder Verfestigung der gedruckten Beschichtung ermöglicht, beim Bedrucken mit einem herkömmlichen Flexodruckverfahren mit
Effektpigment-haltigen Beschichtungen jedoch zu den bereits vorab ge- nannten Mängeln führen kann. Diese Mängel können durch das erfindungsgemäße Druckverfahren in vorteilhafter Weise vermindert oder verhindert werden.
Das Aufbringen der die plättchenförmigen Effektpigmente enthaltenden Beschichtung auf den Bedruckstoff kann entweder auf den unbeschichteten Bedruckstoff erfolgen, wie es beispielsweise bei ungestrichenem Papier, Pappe oder Kraftliner der Fall ist, kann jedoch auch auf einen bereits vorbehandelten oder vorbeschichteten Bedruckstoff erfolgen (z. B. bei gestrichenem oder farbig vorbeschichtetem Papier). Außerdem kann der bereits mit der Effektpigment-haltigen Beschichtung erfindungsgemäß bedruckte Bedruckstoff bei Bedarf noch mit weiteren Schichten überdruckt werden, zum Beispiel mit weiteren färb- oder effektgebenden Mustern, Motiven oder Ähnlichem, zum Beispiel auf einer erfindungsgemäß vollbeschichteten Oberfläche des Bedruckstoffes.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Bedruckstoff mit einer ein plättchenförmiges Effektpigment enthaltenden Beschichtung, welcher nach dem vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Druckverfahren hergestellt wird.
Wie oben bereits beschrieben wurde, handelt es sich bei einem derartigen Bedruckstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung um mittels einer Flexo- druckvorrichtung mit einer plättchenförmige Effektpigmente enthaltenden Beschichtung bedruckte Substrate verschiedener Art, bevorzugt jedoch um ungestrichenes Papier, gestrichenes Papier, Pappe, Kraftpapier oder Kraftliner, welche(s) eine glänzende, farbig irisierende, metallische und/oder optisch variable Beschichtung aufweist, die auf der optischen Wirkung von plättchenförmigen Effektpigmenten beruht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls die Verwendung eines oben beschriebenen Bedruckstoffes mit plättchenförmige Effektpigmente enthaltender Beschichtung in Verpackungsmaterialien, Etiketten oder Dekorationsmaterialien.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit Hilfe eines einfachen, adaptierten Flexodruckverfahrens und üblichen Vorrichtungen zusammenhängende, plättchenförmige Effektpigmente enthaltende Be- schichtungen auf Bedruckstoffen, insbesondere auf Bedruckstoffen mit rauer und saugfähiger Oberfläche, in einem einzigen Verfahrensschritt erzeugen, die über die gesamte bedruckte Fläche die gewünschten optischen Eigenschaften wie glänzende, farbig irisierende, metallische und/oder optisch variable Eigenschaften aufweisen und eine sehr gleichmäßige, optisch dicht bedruckte Oberfläche ohne Fehistellen zeigen, die auf eine ausreichend hohe Pigmentkonzentration pro Flächeneinheit bedruckter Fläche sowie auf eine sehr gute Pigmentorientierung zurückzuführen sind. Eine solche Oberflächengüte kann, insbesondere auf rauen, saugfähigen Bedruckstoffen, mit bekannten, konventionellen Flexodruck- verfahren nur mit mehreren Druckschichten übereinander erhalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich daher vorteilhaft für das Bedrucken verschiedener Arten von Bedruckstoffen mit einem vergleichsweise günstigen Flexodruckverfahren in einem einzigen Druckschritt einsetzen, was insbesondere für hohe Auflagen im Verpackungsdruck und im Dekorationsdruck von besonderer Bedeutung ist. Gleichzeitig lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren in die üblichen Verpackungsdruckverfahren ohne großen Mehraufwand eingliedern, so dass auch zusätzliche kostenintensive Zusatz-Beschichtungsvorgänge oder aufwändige Vorrichtungs- umbauten entfallen können.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Beispielen erläutert, aber nicht auf diese beschränkt werden. Die Erläuterung, wie vorab bereits im beschreibenden Teil, erfolgt anhand der nachfolgenden Zeichnungen: schematischer Aufbau eines Flexodruckwerkes schematische Ansicht eines Teils einer Druckform mit mehreren Rasterpunkten schematische Ansicht eines Teils einer Rasterwalze mit mehreren Näpfchen (6) (mechanisch graviert) und Stegen (15) schematische Ansicht der Benetzung eines Rasterpunktes gemäß dem Stand der Technik schematische Ansicht der Benetzung eines Rasterpunktes gemäß der Erfindung
Fig. 8, 9,10 schematische Ansicht der Benetzung und Farbübertra- gung gemäß der Erfindung Beispiel 1 :
Als Bedruckstoff (12) wird ein Kraftliner, der als Oberflächenabdeckung für Wellpappe dient, verwendet. Die Viskosität einer wässrigen Druckfarbe (4), enthaltend 30 Gew.% eines Interferenzpigmentes (Iriodin® 96107 Icy White Lightning), auf der Basis von plättchenförmigen synthetischen Glimmersubstraten mit einer Beschichtung aus ΤΊΟ2 und mit einer Teilchengröße von 5- 40 μηη (Produkt der Fa. Merck KGaA, Darmstadt), sowie 70 Gew.% eines wässrigen, Bindemittel enthaltenden Varnishes (Senolith 350147, Produkt der Fa. Weilburger), wird mit Wasser auf 35 sec (Auslaufbecher 4mm, nach DIN 53211) eingestellt. Diese Druckfarbe wird über eine Zulaufeinrichtung (5) in das Farbwerk (2) einer Flexodruckmaschine eingetragen. Die Näpfchen (6) einer rotierenden Rasterwalze (3) werden mit dem Farbwerk in Kontakt gebracht und dabei mit der Druckfarbe (4) befüllt. Überstehende Druckfarbe wird mit Hilfe einer Rakel (7) von der Oberfläche der Rasterwalze abgestreift.
Die Rasterwalze weist eine Rasterfrequenz von 40 Ucm 60° (Näpfchenweite W 160 pm) auf. Eine Flexod ruckform (9) mit einer Rasterfrequenz von 60 L/cm (Flint FAC, Klebeband Tesa 52122) wird auf einem Formzylinder befestigt und mit der rotierenden Rasterwalze in Kontakt gebracht. Die Rasterpunktgröße G der Rasterpunkte (10) auf der Druckform (9) variiert im Bereich von 30 pm bis 40 pm (60 L/cm, ca. 25 % Flächendeckung FD). Die Übertragung der Druckfarbe auf den Bedruckstoff (Druckvorgang) erfolgt bei einer Geschwindigkeit von 50 m/min. Der beschichtete Bedruckstoff wird trocknen gelassen.
Auf dem hellbraunen Bedruckstoff ist eine gleichmäßige, optisch ge- schlossene, silbrigweiße Druckschicht mit hohem Glanz zu beobachten. Vergleichsbeispiel 1 :
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass die Druckfarbe mit einer Druckform verdruckt wird, bei der die Flächendeckung 100% beträgt (Vollfläche). Die anderen Bedingungen entsprechen denen aus Beispiel 1.
Die auf dem Kraftliner bedruckte Fläche weist einen sehr schwachen, silbrigweißen Glanz und ein fleckiges Erscheinungsbild auf. Im Vergleich zu dem bedruckten Substrat gemäß Beispiel 1 entsteht optisch der Eindruck, dass im Vergleichsbeispiel 1 eine bedeutend geringere Konzentration an Pigmenten eingesetzt worden sei (bei tatsächlich gleicher Pigmentkonzentration in der Druckfarbe).
Vergleichsbeispiel 2:
Vergleichsbeispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, dass als
Druckfarbe eine wässrige Druckfarbe mit einem handelsüblichen grünen Absorptionspigment (FF2-Frontal MD 417 Grün HKS 55 der Fa. Follmann, verschnitten mit Senolith 350147 der Fa. Weilburger) eingesetzt wird.
Das erhaltene Druckbild besteht zeigt einen gleichmäßigen, grün deckenden Farbauftrag auf dem Bedruckstoff.
Vergleichsbeispiel 3:
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Änderung, dass als Druckfarbe die Druckfarbe gemäß Vergleichsbeispiel 2 eingesetzt wird. Die anderen Bedingungen entsprechen denen aus Beispiel 1.
Das erhaltene Druckbild zeigt eine unregelmäßig bedruckte grüne
Oberfläche mit deutlich sichtbaren nicht bedruckten Stellen und insgesamt ein deutlich schwächeres Deckvermögen als das Druckbild aus Vergleichsbeispiel 2.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass auf dem rauen, saugfähigen Bedruckstoff, hier in Form eines Kraftliners, Druckbilder erhalten werden, die sich in Bezug auf die Druckbedingungen und die verwendeten Pigmente in der Druckfarbe gegenläufig verhalten. Während bei Verwendung eines herkömmlichen Absorptionspigmentes mit Undefinierter Teilchenform die vollflächige Bedruckung zu einem optisch ansprechenden, voll deckenden Aufdruck und die mittels eines Rasters (25% Flächendeckung) aufgebrachte Beschichtung zu einem unregelmäßigen, teilweise unbedruckt erscheinenden Aufdruck von schlechter Qualität führt, tritt bei Zugabe eines plättchenförmigen Effektpigmentes in die Druckfarbe der umgekehrte Effekt auf, nämlich eine in Glanzverhalten und Farbstellung unzureichend wirkende Oberflächengüte bei bedruckter Vollfläche und eine glänzende Oberfläche mit hoher Flächendeckung des silbrigweißen Effektpigmentes bei einer Flächendeckung von lediglich 25%.
27
Liste der Bezugszeichen
(1) Rotationsdruckvorrichtung
(2) Farbwerk
(3) Rasterwalze
(4) Druckfarbe
(5) Zulaufeinrichtung
(6) Näpfchen
(7) Rakel
(8) Formzylinder
(9) Druckform
(10) Rasterpunkte
(11) Druckzylinder
(12) Bedruckstoff
(13) Stirnfläche des Rasterpunktes
(14) Mantelfläche des Rasterpunktes
(15) Stege

Claims

- 24 - Patentansprüche
Druckverfahren zum Auftragen einer Beschichtung auf einen
Bedruckstoff (12), wobei in einem Befüllungsschritt auf einer rotierenden Rasterwalze (3) angeordnete Näpfchen (6) mit einer Druckfarbe (4) befüllt werden und nachfolgend in einem Benetzungsschritt die Druckfarbe (4) aus den Näpfchen (6) der Rasterwalze (3) Stirnflächen (13) von Rasterpunkten (10) benetzt, wobei die Rasterpunkte (10) die Stirnflächen (13) und daran angrenzende Mantelflächen (14) aufweisen und auf einer flexiblen, auf einem rotierenden Formzylinder (8) befestigten Druckform (9) angeordnet sind, und wobei in einem Übertragungsschritt der Bedruckstoff (12) durch einen rotierenden Druckzylinder (11) an die Druckform (9) radial angepresst und die Druckfarbe (4) auf den
Bedruckstoff (12) übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarbe plättchenförmige Effektpigmente enthält und dass mindestens 50 Prozent der Rasterpunkte (10) auf der Druckform (9) während des Benetzungsschrittes in die Näpfchen (6) der Rasterwalze (3) eintauchen, wobei neben den
Stirnflächen (13) auch die Mantelflächen (14) der Rasterpunkte (10) mit der Druckfarbe (4) benetzt werden.
2. Druckverfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen (14) der Rasterpunkte (10) teilweise oder vollständig mit der Druckfarbe (4) benetzt werden.
3. Druckverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 70 Prozent der Rasterpunkte (10) in die Näpfchen (6) eintauchen.
4. Druckverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterpunkte (10) eine Rasterpunktgröße G und die 25
Näpfchen (6) eine Weite W aufweisen und das Verhältnis G/W einen Wert im Bereich von 0,10 bis 0,50 darstellt.
5. Druckverfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis G/W einen Wert im Bereich von 0,15 bis 0,30 darstellt.
6. Druckverfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckform und die Rasterwalze jeweils eine Rasterfrequenz im Bereich von 34 Linien/cm bis 60
Linien/cm aufweisen.
7. Druckverfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckform auf ihrer gesamten Oberfläche mit Rasterpunkten versehen ist.
8. Druckverfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterpunkte auf der Druckform eine Flächendeckung im Bereich von 15 bis 50 % aufweisen.
9. Druckverfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bedruckstoff um ein Zellulose haltiges Material handelt.
10. Druckverfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellulose haltige Material ausgewählt ist aus ungestrichenem Papier, gestrichenem Papier, Pappe, Kraftpapier oder Kraftliner.
11. Druckverfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Effektpigmente ausgewählt sind aus Perlglanzpigmenten, Interferenzpigmenten, Metalleffektpigmenten, Flüssigkristallpigmenten und strukturierten Polymerplättchen oder Gemischen von diesen. - 26 -
12. Bedruckstoff mit plättchenförmige Effektpigmente enthaltender Be- schichtung, hergestellt nach einem Druckverfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.
13. Bedruckstoff gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ungestrichenes Papier, gestrichenes Papier, Pappe, Kraftpapier oder Kraftliner handelt, welche(s) eine farbig irsierende, metallische und/oder optisch variable Beschichtung aufweist.
14. Verwendung eines Bedruckstoffes gemäß den Ansprüchen 12 und 13 in Verpackungsmaterialien, Etiketten oder Dekorationsmaterialien.
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