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Dokumentenidentifikation DE60205616T2 11.05.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001392517
Titel VERBESSERUNGEN IN BEZUG AUF THERMISCHE ÜBERTRAGUNGSDRUCK
Anmelder Imperial Chemical Industries PLC, London, GB
Erfinder CLIFTON, Alec, Andrew, Ipswich IP4 4LA, GB;
HOWELL, Jeffrey Michael, Ipswich IP9 1QH, GB
Vertreter Meissner, Bolte & Partner, 81679 München
DE-Aktenzeichen 60205616
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.05.2002
EP-Aktenzeichen 027408707
WO-Anmeldetag 29.05.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/GB02/02515
WO-Veröffentlichungsnummer 0002096661
WO-Veröffentlichungsdatum 05.12.2002
EP-Offenlegungsdatum 03.03.2004
EP date of grant 17.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.05.2006
IPC-Hauptklasse B41M 5/035(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B41M 1/30(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B41M 1/40(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B41M 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf thermischen Übertragungsdruck, und betrifft insbesondere einen Gegenstand zur Aufnahme eines Bildes durch thermischen Übertragungsdruck, ein Verfahren zum Drucken und einen Gegenstand, der ein gedrucktes Bild trägt.

Thermischer Übertragungsdruck bzw. Retransfer Druck bedeutet in der vorliegenden Beschreibung einen Prozess, durch den ein Bild auf ein Trägerblech bzw. Trägerfilm auf eine Bild aufnehmende Oberfläche eines Gegenstands gedruckt wird, indem das Bild in Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstandes gebracht wird und das Bild erwärmt wird, um das Bild dadurch auf die Oberfläche des Gegenstands zu übertragen. Gewöhnlich wird eine Kraft aufgebaut, um Druck auf den Film auszuüben und um während des Druckens den Film in Kontakt mit der Oberfläche zu halten.

Das Bild wird typischerweise auf dem Trägerfilm durch einen ersten Druckschritt ausgebildet. In diesem Fall kann der insgesamt zweistufige Prozess als ein Retransfer Druckprozess betrachtet werden. Retransfer Drucktechniken werden üblicherweise zum Bedrucken von Gegenständen eingesetzt, bei denen kein bewegliches Filmmaterial verwendet wird.

Ein Beispiel für einen Retransfer Druckprozess ist der Thermo-Retransfer Farbdiffusionsdruck. In einem ersten Schritt wird ein Bild durch einen Thermo-Transfer Diffusionsdruck auf einem Retransfer Zwischenträgerfilm erzeugt. Der Thermo-Transfer Farbdiffusionsdruck ist ein Prozess, bei dem ein oder mehrere wärmeübertragbare Farbstoffe von ausgewählten Bereichen eines Farbbands auf eine Aufnahme mittels Wärmewirkung übertragen werden, so dass dadurch ein Bild entsteht. Dies wird allgemein in einem Drucker mit Hilfe eines Wärmedruckkopfes oder einer Laserenergiequelle ausgeführt, abhängig von der Art des eingesetzten Farbbandes. Bei der Benutzung eines Farbbandes, das ein dünnes Substrat enthält, welcher eine Farbbeschichtung mit einem oder mehreren einheitlich verteilten Farbstoffen enthält, wird das Drucken durch das Erwärmen ausgewählter abgegrenzter Bereiche des Farbbandes erzielt, während die Farbbeschichtung gegen die farbaufnehmende Oberfläche des Aufnehmerfilms gepresst wird, so dass dadurch die Übertragung auf die entsprechenden Bereiche des Aufnehmers bzw. Empfängers erreicht wird. Die Gestalt des zu übertragenden Bildes wird durch die Zahl und Orte der diskreten Bereiche bestimmt, die dem Erwärmungsschritt unterworfen werden. Farbbilder können durch das aufeinanderfolgende Drucken mit mehreren verschiedenen Farbbeschichtungen auf gleiche Weise hergestellt werden, wobei die verschiedenen Farbbeschichtungen üblicherweise als diskrete einheitliche Felder, die in einer wiederholten Abfolge entlang eines bandförmigen Farbgebefilms oder Farbbandes angeordnet sind, zur Verfügung gestellt werden. Beim Retransfer Druck weist der Empfängerfilm die Form eines Retransfer Zwischenträgerfilms auf, der ein Trägersubstrat umfasst, welches auf einer Seite eine färbbare, bedruckbare Schicht besitzt, und das gewöhnlich auf der anderen Seite mit einer Rückbeschichtung versehen ist, um einen guten Transport durch den anfänglichen Drucker zu fördern. Geeignete Retransfer Zwischenträgerfilme sind zum Beispiel in der WO 98/02315 (EP 912 349) beschrieben. Der bildtragende Zwischenträgerfilm, der in der ersten Stufe des Prozesses gebildet wird, wird vom farbgebenden Blatt getrennt, und in der zweiten Stufe des Prozesses gegen den Gegenstand gepresst, während seine bildtragende Schicht die färbbare Oberfläche des Gegenstands berührt. Durch die Erwärmung, die gewöhnlich gleichzeitig über den gesamten Bereich des Bildes ausgeführt wird, wird dann der Transfer des Bildes erreicht. Dies wird gewöhnlich in einer Presse ausgeführt, die dahingehend geformt ist, dass der Gegenstand aufgenommen wird. Als Beispiel ist die becherförmige Presse, die in der US 5,643,387 beschrieben ist, anzusehen.

Thermische Retransfer Techniken sind besonders geeignet zur Anpassung von dreidimensionalen Gegenständen wie zum Beispiel Tassen und Kacheln, die aus Materialien mit hoher Hitzebeständigkeit hergestellt sind und die den Temperaturen ohne Verformung widerstehen können. Der Trägerfilm kann mit einem Desktopdrucker gedruckt werden, und die Presse kann das Bild in weniger als 5 Minuten rückübertragen. Aus diesem Grund weist die Methode Vorteile gegenüber dem Direktdruck durch Siebdruck-, Offset- oder Tiefdruckprozessen auf, da sie die Personalisierung am Verkaufsort erlaubt.

Bekannte thermische Retransfer Techniken können allgemein nur für Gegenstände benutzt werden, die aus Materialien bestehen, die den erhöhten Temperaturen (und möglicherweise auch erhöhten Drücken) ohne Deformation oder Bruch standhalten können, so dass diese typischerweise auf Gegenstände aus Metall oder feuerbeständige Materialien wie Keramiken limitiert sind. Dies gilt zum Beispiel für die becherförmige Presse, die in der US 5,643,387 beschrieben ist und die hohe Drücke einsetzt, um die Passung der Presse mit der zu bedruckenden Oberfläche des Krugs sicherzustellen, so dass dieser Ansatz auf feuerfeste Objekte mit bestimmten Formen (die nur einfache Kurven in einer Ebene aufweisen dürfen) limitiert ist, die bei den auftretenden Temperaturen und Drücken nicht deformiert oder gebrochen werden.

WO 02/053380 offenbart eine Vorrichtung zum Drucken eines Bildes auf eine bildaufnehmende Oberfläche eines Gegenstands durch einen thermischen Retransfer Druckprozess, wobei die Vorrichtung ein wärmeleitfähiges Element umfasst, das aus einem polymeren Elastomermaterial aus Schaumstoff besteht und eine Oberfläche aufweist, die im Wesentlichen komplementär zu der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands geformt ist, sowie Mittel zum Erwärmen des Elements.

Bei der Anwendung wird der Trägerfilm eines Materials, der das zu druckende Bild aufweist, durch das Element über dessen komplementäre Oberfläche in Kontakt mit der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands gebracht. Ein Film ist typischerweise auf dem Gegenstand in einer geeigneten Position angeordnet und das Element wird mit der belichteten Oberfläche des Films in Kontakt gebracht und eine Kraft aufgebracht, um dadurch ausreichenden Druck auf den Film auszuüben, so dass der benetzende Kontakt zwischen dem Film und dem Element gefördert wird. Das Element wird mit Hilfe des Wärmeträgers erwärmt, wobei es möglicherweise vor dem Kontakt mit dem Film und/oder vor dem Kontakt des Films mit dem Gegenstand auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird. Der Film wird mit dem Gegenstand für eine geeignete Zeit mit dem Element bei einer geeigneten Temperatur in Kontakt gehalten, um das Bild auf die Oberfläche des Gegenstands zu drucken. Geeignete Druckbedingungen können auf einfache Weise experimentell bestimmt werden. Das Element wird entfernt und dem Gegenstand wird erlaubt, oder er wird veranlasst, auf Raumtemperatur abzukühlen. Das Blatt wird üblicherweise von der Oberfläche des Gegenstands entfernt.

Da die Wärme eher über das Element als über den Gegenstand übertragen wird, ist der Gegenstand geringerer Wärme ausgesetzt. Daher erlaubt die Vorrichtung, dass das Drucken auf Gegenständen erfolgt, die aus einer größeren Menge an Materialien als bisher bestehen können. Im Besonderen ist es möglich, auf Gegenständen aus thermoplastischen Materialien wie zum Beispiel auf vielen weithin eingesetzten Polymeren wie Acetalharzen, Acrylischen Harzen, Polycarbonaten etc. auszudrucken, vorausgesetzt, der Gegenstand ist während des Erwärmens in ausreichender Weise gestützt, so dass die Form des Gegenstands erhalten bleibt.

Die Vorrichtung schließt demzufolge Wünschenswerterweise eine Auflage für den Gegenstand ein, die derart geformt ist, dass der Gegenstand abgestützt oder aufgenommen wird, während dabei die bildaufnehmende Oberfläche frei zugänglich bleibt. In Ausführungsformen, die für den Gebrauch zum Bedrucken von Gegenständen aus thermoplastischem Material gedacht sind, sollte die Auflage komplementär zu einem Teil des Gegenstands geformt sein, so dass der Gegenstand vollständig mit einem festen Halt abgestützt wird. Diese Auflage wird weiter unten diskutiert werden.

Während des Druckens sollte der Film eng in Kontakt mit dem Gegenstand gehalten werden, damit ein Druck von guter Qualität entsteht. Daher schließt die Vorrichtung in bevorzugter Weise geeignete Druck erzeugende Mittel ein, zum Beispiel, um eine Kraft zwischen dem Element und der Auflage auszuüben, zum Beispiel in der Form einer Federspannvorrichtung oder eines hydraulischen Systems.

Das Element umfasst ein Schaumstoffmaterial, d.h. ein Material, das eine Vielzahl von kleinen Öffnungen, Taschen oder Hohlräumen innerhalb des Materialkörpers einschließt. Die Hohlräume sind typischerweise mit Gas, üblicherweise mit Luft, gefüllt. Die Hohlräume sollten klein sein (bevorzugterweise haben sie eine maximale Größe von weniger als 1 mm) und sind zum Zwecke einheitlicher Eigenschaften idealer Weise im Wesentlichen einheitlich in der Größe und bevorzugterweise einigermaßen einheitlich über das Material verteilt, so dass jede Abweichung in der Leitfähigkeit nicht zu Druckbildern mit einer Abweichung in der optischen Dichte führt. Das Vorliegen der Hohlräume bedeutet zusammen mit der elastomeren Natur des Materials des Elements, dass das Element verhältnismäßig weich ist und ein Maß an Elastizität besitzt, so dass es sich, falls notwendig, bis zu einem bestimmten Grad verformen (zumindest wenn es erwärmt wird) und der Oberfläche erlauben kann, sich der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands anzupassen, so dass dadurch ein gleichmäßiger Kontakt zwischen dem Element und dem Gegenstand sichergestellt wird. Vorausgesetzt, dass das Element ausreichend elastisch ist, um einen guten benetzenden Kontakt mit dem Film und dem Gegenstand unter Druck zu erlauben, ist eine Abweichung zwischen der Form des Elements und den Oberflächen des Gegenstands tolerierbar. Während die Oberfläche des Elements im Wesentlichen komplementär zu der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands geformt sein soll, ist daher aber eine exakte Entsprechung nicht erforderlich, da ein gewisses Maß an Abweichung durch die Deformierbarkeit des Elements ausgeglichen werden kann. Der Grad der tolerierbaren Abweichung wird von Faktoren abhängen, die den Grad der Deformierbarkeit des Elements, den angelegten Druck bei der Ausführung und die Komplexität der Form der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands einschließen. Bezugnahmen auf den Ausdruck „im Wesentlichen komplementär" sollten in diesem Zusammenhang dementsprechend ausgelegt werden.

Das Hohlraumvolumen des Materials sollte so gewählt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten, und sollte groß genug sein, um die erforderliche Elastizität zu bieten, ohne aber so groß zu sein, dass die Wärmeleitfähigkeit negativ beeinflusst wird. Allgemein ist das Hohlraumvolumen im Bereich von 5 bis 35 Vol.-%, typischerweise ungefähr 10 Vol.-%.

Geeignete polymere Elastomermaterialien aus Schaumstoff sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich oder können mit bekannten Techniken hergestellt werden. Ein Schaumstoffmaterial mit einem kontrollierten Hohlraumniveau kann auf verschiedenen Wegen erzeugt werden, die das mechanische Einschließen von Gas, die Zugabe von flüchtigen Flüssigkeiten, das Lösen von Gasen in einer oder mehreren Komponenten, die Anwendung einer chemischen Reaktion, die Gas freisetzt, die Zugabe eines Materials, das sich zersetzt und dabei während des Aushärtens ein Gas freisetzt, einschließen, aber nicht ausschließlich auf diese begrenzt sind. Luftgefüllte Hohlräume können zum Beispiel durch das energische Mischen von Material mit Luft erzeugt werden, indem eine mit Luft durchsetzte Paste erzeugt wird, die zum Beispiel durch die Zugabe eines Härters aushärtet, so dass dadurch ein festes Schaumstoffmaterial gebildet wird.

Das polymere Elastomermaterial aus Schaumstoff umfasst bevorzugter Weise einen Schaumstoff aus Silikonharz, aber andere Schaumstoffpolymere, die unter Druckbedingungen ausreichende Flexibilität aufweisen, können alternativ eingesetzt werden. Geeignete Materialien sind kommerziell erhältlich.

Das Element, das das polymere Elastomermaterial aus Schaumstoff umfasst, ist wärmeleitfähig, so dass bei der Anwendung Wärme durch das Element zu einem bildtragenden Film geleitet werden kann, der in Kontakt mit dem Gegenstand ist. Es ist für das Element erstrebenswert, dass dieses eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, damit bei der Ausführung der Film die Transfertemperatur schnell erreicht und dadurch die Notwendigkeit vermieden wird, dass der Gegenstand längere Zeit erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Abbaus des Gegenstands verringert. Das Element hat bevorzugterweise eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,2 W/m/K, und weist allgemein bevorzugter Weise eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit auf, vorausgesetzt, dass dadurch die anderen Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

Das Vorhandensein von Hohlräumen in dem polymeren Elastomermaterial verringert die Wärmeleitfähigkeit des Materials. Um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen, bevorzugterweise auf einen Wert, der größer ist als der des polymeren Elastomermaterials in nicht ausgehöhltem, schaumstoffartigen Zustand (zum Beispiel bei einem nicht schaumstoffartigen Silikonharz), ist es zweckmäßig, Teilchen eines Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu verwenden, welches eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als die des polymeren Elastomermaterials und typischerweise eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/m/K besitzt. Geeignete Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit schließen Metalle und Metalloxide ein. Die Teilchen sollten aus Gründen gleichmäßiger Eigenschaften einigermaßen gleichmäßig in dem Material verteilt sein. Die Teilchen sollten bevorzugterweise kugelförmig oder fast kugelförmig und relativ gleichmäßig in ihrer Größe sein, um nicht die Flexibilität und Verformbarkeit des Elements zu beeinträchtigen. Aus dem gleichen Grund sollten die Teilchen bevorzugter Weise relativ klein sein, zum Beispiel mit einer maximalen Teilchengröße im Bereich von 3 bis 30 &mgr;m. Die Teilchen sollten vorzugsweise auch eine maximale Ausdehnung von weniger als 0,2 mm haben, um das Risiko einer Rauheit der Oberfläche des Elements zu vermeiden, da diese den Gegenstand während der Benutzung deformieren und prägen könnte. Die Teilchen sind erstrebenswerterweise in ausreichender Zahl vorhanden, um sicherzustellen, dass das Bild die Transfertemperatur für die notwendige Zeit des Druckens erreicht und bei dieser verbleibt, ohne aber bei derart hohen Werten zu liegen, dass die Flexibilität des Materials beeinträchtigt wird. Geeignete Teilchenbeladungen können auf einfache Weise experimentell bestimmt werden. Die Teilchen sind bevorzugterweise bis zu einem Niveau von mindestens ungefähr 10% des Volumens vorhanden, besonders bevorzugt sind mindestens ungefähr 15% oder mehr des Materialvolumens.

Das Element ist bevorzugter Weise aus einem Material hergestellt, das im Wesentlichen isotropisch ist, und Hohlräume und Teilchen aufweist, die, falls vorhanden, einigermaßen gleichmäßig darin verteilt sind.

Der Wärmeträger zum Erwärmen des Elements umfasst bevorzugter Weise eine heizbare Platte oder Schale, die mit Ausnahme der geformten Oberfläche in Kontakt mit dem Element steht. Die Platte oder Schale kann in bekannter Weise heizbar sein, zum Beispiel durch Einfassung oder Verbundensein mit einem elektrisch betriebenen Heizelement.

Alternativ oder zusätzlich kann das Element durch die Einarbeitung von Teilchen aus einem elektrisch leitenden Material in das ausgeschäumte Material elektrisch leitend gemacht werden, bevorzugt mit Kohlenstoff, so dass das Element durch das Hindurchleiten eines elektrischen Stroms geheizt werden kann.

Die Vorrichtung schließt bevorzugter Weise wie oben erwähnt eine Auflage ein.

Die Auflage weist bevorzugter Weise eine niedrigere thermische Leitfähigkeit als die des Elements auf. Zum Beispiel kann sie aus dem gleichen Grundmaterial wie das Element sein, aber nicht in einem ausgeschäumten Zustand und ohne zugesetzte Teilchen mit einem hoch wärmeleitfähigen Material. Beispielsweise besteht die Auflage bevorzugter Weise aus einem nicht ausgeschäumten Silikonharz. Der Grund hierfür ist, dass der Wärmestrom durch den Gegenstand während des Druckens zu einem Gleichgewichtswert hin tendiert. Solange die Wärmeleitfähigkeit der Auflage niedriger ist als die des Schaumstoffs, wird die Auflage dem Gegenstand Wärme entziehen, so dass es für den Gegenstand schwieriger wird, eine ausreichende Temperatur zum Drucken zu erreichen, und die Anwendung von höheren Drucktemperaturen erforderlich wird, was aber grundsätzlich nicht wünschenswert ist. Es ist nichtsdestoweniger möglich, durch die Verwendung von Vorrichtungen, in denen die Auflage eine höhere Wärmeleitfähigkeit als die Einheit hat, befriedigende Drucke herzustellen. Zumindest in Ausführungsformen, die zum Bedrucken von Gegenständen aus thermoplastischen Materialien gedacht sind, sollte die Auflage vergleichsweise hart, steif und nicht verformbar sein.

Die Hohlräume in dem ausgeschäumten Material dienen dazu, dass das Material nachgiebiger und verformbar wird. Daher werden die Hohlräume in dem wärmeleitfähigen Element auf der Druckseite verwendet, um zwischen dem Element und der Kombination aus dem Trägerfilm und des Gegenstandes, der bedruckt werden soll, eine gute Anpassung zu ermöglichen. Die Hohlräume haben den unerwünschten Nebeneffekt, dass die Wärmeleitfähigkeit des Materials verringert wird. Dieser Effekt wird mehr als kompensiert durch die Zugabe des wärmeleitfähigen Füllmaterials zu der Zusammensetzung. Im Falle der Auflage sollte das Material nicht zu weich und deformierbar sein, ansonsten wird sie nicht in der Lage sein, die gewünschte mechanische Unterstützung zu leisten. Aus diesem Grund sollten bevorzugter Weise keine Hohlräume vorhanden sein. Es ist auch wünschenswert, dass die Wärmeleitfähigkeit niedriger sein sollte als die der anderen Einheit. Von diesem Standpunkt aus ist das Fehlen von Hohlräumen ein Nachteil. Dennoch kann das gewünschte Ergebnis dadurch erreicht werden, dass das wärmeleitfähige Füllmaterial nicht in die Auflage eingefügt wird.

Die Auflage wird bevorzugter Weise während des Druckens nicht erwärmt, um die Belastung des Gegenstands durch die Wärme zu reduzieren und auch um nach dem Bedrucken des Gegenstands ein schnelleres Abkühlen zu erreichen.

Die Vorrichtung kann auch Kühlelemente zum Abkühlen des Gegenstands nach dem Bedrucken und nach der Entfernung des Elements umfassen. Zum Beispiel können Vorrichtungen wie ein Ventilator vorgesehen werden, um einen Strom aus kalter Luft über die bedruckte Oberfläche des Gegenstands zu leiten. Zusätzlich oder alternativ kann die Auflage eine verbundene kühlbare Einheit aufweisen.

Die Auflage befindet sich typischerweise senkrecht unterhalb des Elements der verwendeten Vorrichtung; dies ist aber nicht zwingend.

Die Vorrichtung ist typischerweise für die Anwendung auf einen bestimmten Gegenstand zugeschnitten, wobei das Element und die Auflage, falls vorhanden, auf die exakte Form dieses bestimmten Gegenstands zugeschnitten sind.

WO 02/053380 beschreibt auch eine Methode zum Drucken eines Bildes auf eine bildaufnehmende Oberfläche eines Gegenstands, umfassend das Halten eines Trägerfilms, der das zu druckende Bild in Kontakt mit der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands durch ein wärmeleitfähiges Element hält, wobei letzteres ein polymeres Elastomermaterial auf Schaumstoffbasis enthält, und eine Oberfläche aufweist, die dahingehend geformt ist, dass sie im Wesentlichen komplementär zu der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands ist; und Erwärmen des Elements, um das Bild auf die Oberfläche zu drucken.

Das Bild auf dem Trägerfilm kann durch eine Vielzahl von verschiedenen Drucktechniken hergestellt werden, einschließlich Thermo-Retransfer Farbdiffusionsdruck unter Benutzung eines entsprechenden Trägerfilmmaterials.

Zum Beispiel kann ein Thermo-Retransfer Farbdiffusionsdruckverfahren unter Verwendung eines Retransfer Zwischenfilms, wie oben beschrieben, verwendet werden. Ein Retransfer Zwischenfilm umfasst typischerweise ein unterstützendes Substrat, das eine färbbare Beschichtung, oder eine Empfängerschicht auf einer der Oberflächen trägt, wie zum Beispiel in EP 409 514, wobei die andere Oberfläche optional eine Beschichtung trägt, um die Friktion, die Ablösung oder die statischen Eigenschaften des Films während des Druckens zu verbessern und um bevorzugter Weise die wärmeresistente hintere Schicht, wie in EP 912 349 (WO 98/02315) beschrieben, zu tragen. Das Substrat kann Papier umfassen, möglicherweise polyolefinbeschichtetes Papier, wobei das bevorzugte Substrat ein laminiertes Material umfasst, das durch das Laminieren eines undurchsichtigen, leeren Polypropylenfilms auf zumindest eine Seite des Cellulosepapiergrundmaterials hergestellt wird, zum Beispiel wie dies in JP 06-84119-B beschrieben wurde. Die Hohlräume in der Polypropylenfilmschicht verbessern die Nachgiebigkeit des Films.

Das Substrat ist bevorzugter Weise nicht zu steif oder inelastisch, zumindest bei Drucktemperaturen und bevorzugter Weise auch bei Raumtemperatur, zumindest aber bei dessen Einsatz zum Bedrucken eines Gegenstands mit zusammengesetzter kurvenförmiger Oberfläche (konkav oder konvex), wie beispielsweise eine teilweise kugelförmige Oberfläche, die Rundungen in zwei Ebenen aufweist, um dadurch den Film an die Oberfläche ohne Knittern anzupassen. Es kann wünschenswert sein, den Film vorher zu erwärmen, bevor er in Kontakt mit dem Gegenstand gebracht wird, damit der Film in einem erweichten Zustand ist und sich leichter an die Form der Oberfläche anpasst. Solches Vorheizen kann durch strahlenförmiges Erwärmen durch das in erwärmtem Zustand befindliche Element erreicht werden, wobei das Element in der Nähe zu dem Film gehalten wird, der sich auf der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands befindet (aber nicht in Kontakt mit letzterer gehalten wird) und wobei vor dem Kontakt des Films durch das Element und die Ausübung einer Kraft der Film in eine Bindung mit dem Gegenstand gepresst wird.

Die bildaufnehmende Oberfläche des Gegenstands kann optional in bekannter Weise mit einem geeigneten Material beschichtet werden, um die Aufnahmefähigkeit der Oberfläche für das Drucken zu verbessern. Beispiele für geeigneten Beschichtungsmaterialien sind in der US 5,643,387 in Spalte 2, Linien 23 bis 52 angegeben. US 4,943,684 und EP 721848 offenbaren ebenfalls Beschichtungsmaterialien, die zur Anwendung auf keramischen Gegenständen geeignet sind.

Das Verfahren und die Vorrichtung, die in WO 02/053380 beschrieben sind, sind daher für das Drucken auf Gegenständen einer Vielzahl von Materialien anwendbar, einschließlich thermoplastischer Materialien, Metallen und keramischen Materialien in einer großen Vielzahl von Formen, einschließlich des Druckens auf flachen Oberflächen als auch auf mehr komplexen, gekrümmten Formen (konkav oder konvex), einschließlich zusammengesetzter Kurven. Dieser Ansatz kann daher zum Bedrucken von Gegenständen wie zum Beispiel Gehäuse von Mobiltelefonen verwendet werden, die aus Polymeren wie zum Beispiel Polycarbonat, gemacht sind, und die unter den Bedingungen von Temperatur und Druck erweichen und ansonsten verformt werden würden. Bei solchen Gegenständen ist selbst eine leichte Verformung nicht akzeptabel, weil der Gegenstand enge Abweichungen erfüllen muss, um auf andere Komponenten genau zu passen.

Der thermische Retransfer Druck eines Bildes auf einen Gegenstand aus Kunststoffmaterial stellt im Vergleich zu einem Gegenstand aus einem Material mit hoher Wärmestabilität wie zum Beispiel Keramik oder Metall einen sehr viel schwierigeren und sensiblen Prozess dar, der bessere Temperaturkontrolle des Gegenstands erfordert, um unerwünschte Verformungen, die durch den Fluss von Kunststoff entstehen, zu vermeiden. Umgekehrt ist es notwendig, relativ hohe Retransfer Temperaturen zu verwenden, um qualitativ hochwertige Bilder mit hoher Farbdichte zu erhalten. Es ist bekannt, ein zweistufiges Verfahren für den Thermotransfer eines Bildes auf einen Gegenstand aus Kunststoffmaterial zu verwenden, wobei die erste Stufe einen Farbtransfer durch Sublimation und die zweite Stufe die Farbfixierung unter Einsatz von schnellem Infraroterwärmen einschließt, wie in FR 2728505 offenbart.

JP-B-3132862 beschreibt ein Masse Retransfersystem, in dem das Bild eines Trägerfilms auf einen Gegenstand aus Kunststoffmaterial übertragen wird. Der Gegenstand weist eine bildaufnehmende Oberfläche auf, die einen niedrigeren Erweichungspunkt hat als das Kunststoffmaterial. Die bildaufnehmende Schicht ist so ausgelegt, dass sie einen hohe Adhäsion mit dem zu druckenden Material liefert, so dass sie daher ungeeignet ist, um ein Bild durch ein Thermo-Retransferverfahren, bei dem eine effiziente Ablösung des Trägers von der bildaufnehmenden Oberfläche erforderlich ist, zu empfangen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Gegenstand zur Aufnahme eines Bildes durch thermischen Retransfer, wobei der Artikel eine bildaufnehmende Oberfläche aus Kunststoffmaterial umfasst, die mit einer Schicht aus färbbaren Material versehen ist, die in der Lage ist, ein Bild durch ein Thermo-Retransfer Farbverfahren abzubilden, wobei die Glasübergangstemperatur (Tg) des färbbaren Materials zumindest 50°C niedriger ist als der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials der bildaufnehmenden Oberfläche.

Ein Bild kann auf die bildaufnehmende Oberfläche des Gegenstands durch einen thermischen Retransfer Farbdiffusionsverfahren wie oben im Zusammenhang mit WO 02/053380 beschrieben, gedruckt werden, zweckmäßigerweise durch die Benutzung einer Vorrichtung wie in WO 02/053380 beschrieben, einschließlich einer Auflage für den Gegenstand. In diesem Fall wird ein Trägerfilm eines Materials, das das zu druckende Bild enthält, durch ein Element, das die komplementäre Oberfläche des Elements in Kontakt mit der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands gehalten. Typischerweise wird ein Film auf dem Gegenstand in einer geeigneten Position angebracht, das Element wird mit der exponierten Seite des Films in Kontakt gebracht, eine Kraft wird ausgeübt, um einen ausreichenden benetzenden Kontakt zwischen dem Film und dem Element zu erreichen. Das Element wird durch eine Heizvorrichtung erwärmt, wobei es möglicherweise vor dem Kontakt mit dem Film und/oder vor dem Kontakt des Films mit dem Gegenstand auf die gewünschte Temperatur vorerwärmt wird. Der Film wird mit dem Gegenstand für eine geeignete Zeit mit dem Element bei einer geeigneten Temperatur in Kontakt gehalten, um das Bild auf die Oberfläche des Gegenstands zu drucken. Geeignete Druckbedingungen können auf einfache Weise experimentell bestimmt werden. Das Element wird entfernt und den Gegenstand lässt man auf Raumtemperatur abkühlen oder sorgt dafür, dass der Gegenstand auf Raumtemperatur abkühlt. Der Film wird üblicherweise von der Oberfläche des Gegenstands entfernt.

Durch Verwendung einer Differenz von mindestens 50°C zwischen dem Erweichungspunkt (der auch als Formtemperatur bekannt ist) des Kunststoffmaterials der Oberfläche des Gegenstands und der Tg des darauf beschichteten Materials, bevorzugter Weise von mindestens 60°C, und ganz besonders bevorzugt von mindestens 65°C, haben die Erfinder gefunden, dass, dass das Drucken von Bildern mit hoher Dichte ohne Verformung des Kunststoffmaterials in einem einstufigen Retransferverfahren möglich ist. Wie oben bereits bemerkt, wird allgemein Druck benutzt, um einen benetzenden Kontakt zwischen dem Trägerfilm und der färbbaren Beschichtung des Gegenstands zu erzielen. Um eine Verformung des Kunststoffmaterials des Gegenstands während des Retransferverfahrens zu verhindern, ist es notwendig, dass die Temperatur des Kunststoffmaterials nicht den Erweichungspunkt des Materials überschreitet. Dieses Erfordernis beschränkt daher die Temperatur, bei der der Thermotransfer des Bildes ausgeführt wird, in einer Weise, die normalerweise zu einem Verlust der optischen Dichte des Bildes bei der Übertragung führen würde. Obwohl ein derartiger Verlust an optischer Dichte durch das Erhöhen der Übertragungszeit gelöst werden könnte, führt dies zu einer Verringerung der Bildschärfe und -qualität. Da aber die Tg der färbbaren Beschichtung deutlich niedriger (um mindestens 50°C) als der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials ist, erlaubt dies gemäß der Erfindung die Ausführung des Retransferverfahrens bei einer Temperatur, die zu guten übertragbaren optischen Dichten führt, ohne dass der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials (und damit ohne Beeinflussung der Unversehrtheit des Gegenstands) überschritten wird und ohne dass die Bildschärfe und -qualität beeinträchtigt wird.

Das färbbare Beschichtungsmaterial sollte unter Berücksichtigung von Faktoren gewählt werden, die den Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials der bildaufnehmenden Oberfläche des Gegenstands mit einschließen. Das färbbare Beschichtungsmaterial sollte eine Tg von mindestens 30°C haben, um unter Normalbedingungen bei der Nutzung ein Bild von angemessener Stabilität auf den bedruckten Gegenständen zu erzeugen: Falls die Tg zu niedrig ist, wird der Farbstoff wahrscheinlich in das Material wandern und dadurch die Bildqualität beeinflussen. Die färbbare Beschichtung hat bevorzugter Weise eine Tg von mindestens 45°C. Eine Beschichtung mit einer Tg im Bereich von 45 bis 50°C liefert allgemein eine gute Bildstabilität; außerdem sind eine große Menge an Kunststoffmaterialien, die einen Erweichungspunkt von mindestens 50°C über diesen Bereich aufweisen, erhältlich und damit für die Verwendung als bildaufnehmende Oberfläche eines Gegenstands geeignet. Geeignete Beschichtungsmaterialien können von einem Fachmann einfach ausgewählt werden, und schließen Polyester, acrylische Materialien, Polyvinylchlorid (PVC) usw. ein. Das Beschichtungsmaterial umfasst bevorzugter Weise ein vernetztes Polymer, das zum Beispiel mit einem Formentrennmittel vernetzt ist, das unten beschrieben wird. Das Polymer ist bevorzugter Weise leicht vernetzt: Falls der Grad der Vernetzung zu hoch ist, wird das Eindringen der Farbe behindert, was zu verringerten Druckdichten führt, wobei, falls das Maß an Cross-linking zu niedrig ist, die Beschichtung einem Fließen unterliegt und bei der Benutzung am Trägerfilm haften bleibt. Das Molekulargewicht der Einheiten zwischen den vernetzbaren funktionellen Gruppen des Polymers ist bevorzugter Weise größer als 900 und kleiner als 10.000, um ein geeignetes Maß für eine leichte Vernetzung zu ermöglichen. Geeignete Beschichtungsmaterialien sind kommerziell erhältlich.

Das färbbare Beschichtungsmaterial kann mit einem geeigneten Lösungsmittel gemischt oder verdünnt werden, um die geeignete Konsistenz zu erhalten.

Die färbbare Beschichtung enthält bevorzugter Weise eines oder mehrere geeignete Formentrennmittel, wie zum Beispiel Silikone, Fluorkohlenwasserstoffe und Alkylharze. Geeignete Materialien sind kommerziell erhältlich und dem Fachmann bekannt. Derartige Agentien verhindern das Haften des Trägerfilms an der bildaufnehmenden Oberfläche. Idealerweise ist das Formentrennmittel wie oben beschrieben mit einem polymeren färbbaren Beschichtungsmaterial vernetzt.

Das färbbare Beschichtungsmaterial kann auf die bildaufnehmende Oberfläche des Gegenstands in jeder günstigen Weise aufgetragen werden so wie es dem Fachmann bekannt ist, zum Beispiel durch Sprühen, Bemalen, Tauchbeschichtung, Rotationsbeschichtung, Siebbeschichtung usw., üblicherweise gefolgt von Trocknen und Aushärten. Sprühen ist die momentan bevorzugte Technik.

Die färbbare Beschichtung hat zweckmäßigerweise eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 Mikrometer.

Zumindest die bildaufnehmende Oberfläche des Gegenstands besteht aus Kunststoffmaterial, typischerweise bestehen aller alle Gegenstände aus einem Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial ist typischerweise ein thermoplastisches Material, wobei geeignete Kunststoffmaterialien angemessene Erweichungspunkte haben und ABS (ein ter-Polymer, das aus drei verschiedenen Monomeren besteht, Acrylnitril:Butadien:Styrol), Mischungen von ABS mit anderen Polymeren, zum Beispiel Polycarbonat (ABS/PC), Acrylharze, Polycarbonate, Polysulfone, Polyethersulfone (PES), Polyetheretherketone (PEEK) usw. einschließen.

Der Gegenstand kann eine große Auswahl von Formen und Gestaltungen haben, einschließlich dreidimensionaler Artikel, die möglicherweise komplexe, gekrümmte Formen (konkav oder konvex) einschließlich zusammengesetzter Kurven aufweisen. Die Erfindung findet zum Beispiel beim Bedrucken von Gegenständen wie zum Beispiel Gehäusen von Mobiltelefonen, die aus Polymeren, wie zum Beispiel Polykarbonaten, gemacht sind, Anwendung.

Das Bedrucken eines Gegenstands gemäß der Erfindung wird zweckmäßigerweise mit einer Thermo-Retransfer Farbdiffusionsverfahren (üblicherweise ein Retransfer Verfahren) wie beschrieben in WO 02/053380 ausgeführt, und wie oben beschrieben zum Beispiel unter Benutzung von Trägerfilmen (üblicherweise Retransfer Zwischenfilmen) und einer Vorrichtung wie oben beschrieben.

Gemäß eines weiteren Aspekts liefert daher die Erfindung ein Verfahren zum Drucken eines Bildes durch Thermo-Retransfer auf eine färbbare Oberfläche eines Gegenstands, der gemäß dieser Erfindung, das Halten eines Trägerfilms, der das zu druckende Bild aufweist, in Kontakt mit dieser Oberfläche und das Erwärmen des Trägerfilms, um das Bild auf die Oberfläche zu drucken, umfasst.

Der Trägerfilm wird auf eine Temperatur von über der Tg der Beschichtung erwärmt, ohne dass aber der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials überschritten wird.

Die Erfindung umfasst auch in ihrem Geltungsbereich einen Gegenstand, der das nach diesem Verfahren gedruckte Bild enthält.

Die Erfindung wird durch die folgende Darstellung anhand der nachfolgenden Beispiele genauer beschrieben, wobei letztere die Vorrichtung wie beschrieben in WO 02/053380 verwenden, so wie es in den nachfolgenden Zeichnungen gezeigt ist:

1 ist eine schematische Querschnittsansicht der Druckvorrichtung; und

2 ist eine ähnliche Ansicht wie 1, die die Vorrichtung bei der Verwendung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Figur

Bezug nehmend auf die Figuren umfasst die dargestellte Vorrichtung eine Druckpresse, die zum Drucken eines Bildes auf eine Oberfläche eines Kunststoffgegenstands 10, der aus einem Hochtemperatur ABS/PC Polymer (T45 MN) (Bayblend T45 MN ist eine Marke) hergestellt durch die Bayer AG), das einen Erweichungspunkt von 110°C aufweist, durch einen Thermo-Retransfer Farbdiffusionsdruckverfahren ausgelegt wurde.

Die Vorrichtung umfasst eine Auflage 12 aus einem Silikonharz, die exakt so geformt ist, dass sie exakt auf den Gegenstand 10 passt. Die Auflage ist an einer kühlbaren Rückplatte 14 angebracht.

Die Vorrichtung umfasst außerdem ein heizbares Aluminiumelement 16, das die allgemeine Form einer umgedrehten offenen Box aufweist. Das Element 16 weist eine zugehörige elektrische Heizung (nicht gezeigt) auf, die entweder daran angebracht ist oder an der Hauptaußenfläche angefügt wurde. Das Element 16 trägt eine gummiähnliche Schaumstoffeinheit, wobei deren innere Oberfläche komplementär zu der äußeren Fläche 22 des Gegenstands 10 ist. Die Einheit 16 ist aus ausgeschäumtem Silikonharz gebildet und enthält sowohl luftgefüllte Hohlräume als auch wärmeleitfähige Teilchen.

Bei der Ausführung ist der Gegenstand 10 auf die Auflage 12 aufgesetzt. Ein Retransfer Zwischenträgerfilm 24, der das auf die Oberfläche 26 zu druckende Bild enthält, das wie oben beschrieben durch Thermo-Retransfer Farbdiffusionsdruck hergestellt wird, befindet sich auf der Außenseite 22 des Gehäuses, wobei das Bild über dem Bereich des Gegenstands angebracht ist, über dem gedruckt werden soll. Das Element 16 wird geheizt, so dass durch Wärmeleitung das Element 18 erwärmt wird. Das Element 18 wird auf diese Weise vorerwärmt, bis es eine Temperatur über der Retransfer Drucktemperatur erreicht hat, die typischerweise bis zu ungefähr 200°C beträgt. Das Ausstrahlen der Wärme von der Oberfläche 20 des Elements 18 erwärmt den Film 24 und kann dessen Erweichung hervorrufen. Das Element 18 (und der verbundene Heizer 16) werden in Kontakt mit dem Film 24 und den exponierten Bereichen des Gegenstands über die Außenseite 22 bis zu der Position in 2 in Kontakt gebracht, wobei eine geeignete Kraft mit Hilfe einer gefederten Anordnung (nicht gezeigt) angelegt wird, um den Film 24 in Verbindung mit der Oberfläche 22 des Gegenstands zu pressen. In dieser Position ist der Gegenstand 10 voll zwischen der Auflage 12 und dem Element 18 eingeschlossen. Dieser Zustand wird über einen geeigneten Zeitraum aufrechterhalten, typischerweise für ungefähr 1 bis 2 Minuten. Während dieser Zeit wird der Film, das Bild und auch der Gegenstand schnell auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher der Farbstoff auf die Oberfläche des Gegenstands diffundiert und dadurch ein dauerhaftes Bild erzeugt. Die gesamte Anordnung kann optional in einer geeigneten Umfassung und luftfreien Umgebung angeordnet sein, um während des Druckens einen guten Kontakt zwischen dem Film und dem Gegenstand sicherzustellen.

Jegliche Luft, die zwischen dem Gegenstand und dem Film eingeschlossen ist, wird die Übertragung des Farbstoffs während des Druckens verhindern und zu unbedruckten Stellen auf dem Gegenstand führen. Dies kann verhindert werden, indem die Luft aus der Presse entfernt wird bevor sie geschlossen wird oder dadurch, dass die Form des Schaumstoffs dahingehend ausgerichtet wird, dass die Luft stufenweise vom Kontaktpunkt zu den Ecken hinausgedrückt wird, während die Presse gekühlt wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass in der Mitte der Oberfläche 20 des Elements eine leichte Rundung (nicht gezeigt) auftritt, so dass, wenn Druck stufenweise angelegt wird, sich zwischen der Oberfläche 20, dem Film 24 und der Seite des Gegenstands 22 sich ein nach außen vergrößernder Kontaktbereich bildet, der sich vom Zentrum zu den Ecken hin bewegt und die Luft hinausdrückt.

Der Schaumstoff des Elements 18 ist weich genug, um sich eng an die Oberfläche 22 des Gegenstands anzupassen, wobei sich dieser dabei deformieren kann, um Unterschiede in der Form anzunehmen, und dadurch einen gleichmäßigen Kontakt sicherzustellen. Die Hohlräume sorgen für ausreichende Elastizität, um trotz der Formabweichungen zwischen den Komponenten einen gleichmäßigen Druck aufrecht zu erhalten. Die Teilchen geben ausreichende Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit, so dass das Bild die Retransfer Temperatur für die benötigte Zeitspanne erreicht bzw. hält. Die Auflage ist so geformt, dass eine Deformation des Gegenstands verhindert wird, obwohl selbst der Retransfer bei einer Temperatur über der Erweichungstemperatur des Gegenstandsmaterials stattfinden kann. Nach dem Drucken wird die Presse geöffnet, indem das Element 18 und das Element 16 angehoben werden, wobei der Gegenstand 10 und der Film 24 auf der Auflage 12 bleiben. Die Wärmeleitfähigkeit der Auflage ist derart, dass das Gehäuse schnell unter ihre Erweichungstemperatur abkühlen kann. Das Abkühlen kann durch das Leiten von kalter Luft über das Gehäuse unterstützt werden. Nach dem Abkühlen wird der Gegenstand 10 ohne die Gefahr einer Verformung des Gegenstands von der Auflage entfernt. Der Film 24 kann von dem Gehäuse abgezogen werden, wobei das gedruckte Bild auf der Oberfläche 23 zurückbleibt.

Das Element 18 besteht aus einem Schaumstoff aus Silikonharz, der 40 Gew.-% Aluminiumpulver enthält. Der Schaumstoff aus Silikonharz wurde wie folgt hergestellt: 20 g Silastic „S" silicone base (Dow Corning) (Silastic „S" ist eine Marke) werden gründlich mit 13,3 g feinem Aluminiumpulver der Teilchengröße 3–30 Mikrometer (Fisher Chemicals A/1605/53) gemischt bis sich eine feine durchlüftete Paste gebildet hat. Dann werden 2 g Silastic „S" Aushärter hineingemischt. Die erhaltene Paste wird in einen Gussblock gegossen und bei 100°C für 3 Minuten ausgehärtet. Der Volumenanteil des Aluminiumpulvers wird durch das Eindicken der Paste und der Notwendigkeit, im ausgehärteten Harz die Flexibilität zu erhalten, begrenzt. Die Volumenzusammensetzung des Schaumstoffmaterials ist 71% Harz, 18% Metall, 11% Hohlräume. Die Auflage 12 wurde aus dem gleichen Silikonharz gemacht, aber nicht mit Hohlräumen und ohne Aluminiumpulver.

Beispiele Beispiel 1

Der ABS/PC Polymergegenstand 10 wurde (durch Sprühen) mit der folgenden färbbaren klaren Beschichtungsrezeptur beschichtet.

  • 1. PPG Clearcoat (PPG Clearcoat ist eine Marke) Farblack, der eine Tg von 67°C hat und das Harz 84-46-0008 (100 g) enthält, das Vernetzungs-Aushärtungsreagenz 87010002 (5 g), und das Verdünnungsmittel 89060001 (5 g). Der Clearcoat-Lack wurde aus den drei Komponenten gemäß der Anleitung des Herstellers hergestellt.

    Der Erweichungspunkt von ABS/PC (110°C) war 43°C höher als die Tg des PPG Clearcoat Farblacks. Dieser beschichtete Gegenstand entspricht nicht der Erfindung, und ist zu Vergleichszwecken hier angeführt.
  • 2. Ein beschichteter Gegenstand gemäß der Erfindung wurde hergestellt, indem eine Beschichtung mit der folgenden Rezeptur verwendet wurde:
    Dynapol LH833, Silwet L 77, Additol XL123, Tegomer 2711, Uvitex OB, Tinuvin 144 und DABCO T12 sind alle Marken. Dynapol LH833 ist ein Polyester, der als Polymerlösung mit 50 Gew.-% in solvesso 150 Lösungsmittel geliefert wird. Silwet L77 ist ein Alkoxysilikon, das benutzt wird, um eine sehr gute Benetzung des Substrats zu erhalten. Additol XL123 ist ein silikonbasierendes Fließmittel zur Verhinderung von Oberflächenfehlern. Tegomer 2711 ist ein Hydroxy-endständiges funktionelles Polydimethylsiloxan-Formentrennmittel. Uvitex OB ist ein optischer Aufheller, der dafür sorgt, dass die Beschichtung weiß aussieht. Dabco T12 ist ein Isocyanat-Vernetzungs Katalysator. Truvin 144 ist ein sterisch gehindertes Amin, das den Abbau durch UV der Polyurethanbeschichtung verhindert. Butylacetat ist ein Lösungsmittel.

Die Bestandteile werden mit 200 g des PPG Isocyanat-Vernetzungsmittels 87010002 wie in der Rezeptur 1 verwendet (d.h. bei einem Gewichtsverhältnis von 10,6:1 Beschichtungsbestandteilen:Vernetzungsmittel) zusammengemischt, um eine vernetzte Beschichtung zu erhalten, die eine Tg von 48°C besitzt, d.h. 62°C niedriger als der Erweichungspunkt von ABS/PC des Gegenstands 10.

Die beschichteten Gegenstände wurden im Ofen für 30 Minuten bei 80° ausgehärtet und eine Woche lang stehen gelassen, bevor sie einem Retransferschritt unterworfen wurden. Der Retransferschritt wurde mit der Retransfervorrichtung wie oben mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben ausgeführt, wobei ein Bild auf einem Retransfer Zwischenfilm eines VP Retransferpapiers von ICI Image Data verwendet wurde. Das Retransferpapier besteht aus 128 dsm Papier, das auf beiden Seiten mit 35 Mikrometer dickem, kommerziell erhältlichen Pearlfilm, wie zum Beispiel Toyopearl SS (Toyopearl SS ist eine Marke) laminiert ist. Die obere Schicht des Substrats ist mit einer gefüllten bleichenden Schicht beschichtet, auf der die Aufnahmeschicht aufgetragen ist. Das Element 18 wurde auf eine Temperatur von 200°C erhitzt, so dass eine Zwischenschichttemperatur von weniger als 110°C erreicht wurde. Nachdem die Presse geschlossen war, wurde auf dem Gegenstand 10 ein Druck von 500 N für 90 Sekunden angelegt. Die Presse wurde dann geöffnet und der Gegenstand wurde auf der Auflage gelassen um abzukühlen, wobei zwecks eines zusätzlichen Kühleffekts ein Luftstrom über die Auflage und das Gehäuse für 30 Sekunden geleitet wurde.

Ein Vollfarbenbild (schwarz, cyan, magenta, gelb) wurde in die Beschichtungen auf den Gegenstand durch diesen Weg übertragen. Die neutrale optische Dichte der Bilder in der Beschichtung wurde mit einem Macbeth TR-1224 Densitometer im Reflektionsmodus gemessen, und der Gegenstand hinsichtlich Verformung geprüft. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle aufgeführt.

Der beschichtete Gegenstand gemäß der Erfindung (Beschichtung 2) ergibt eindeutig Bilder mit höheren Farbdichten als jene, die mit der Beschichtung 1 erhalten wurden. Zusätzlich durchgeführte Tests, bei denen auf die Beschichtung 1 mit einer höheren Retransfer Temperatur gedruckt wurde, führten zu einer Verformung des Kunststoffmaterials verformt.

Beispiel 2

Eine Reihe von weiteren Beschichtungen wurde hergestellt, die allgemein ähnlich zu der Beschichtung 2 des Beispiels 1 sind, in dem Dynapol LH833 wie vorher und auch Vylon GK130 (Vylon GK130 ist eine Marke), welcher ein niedermolekularer Hydroxyl-funktioneller linearer Polyester mit niedriger Tg ist, verwendet wurde. Die Beschichtungsrezepturen sind wie folgt:

Die Harzsysteme wurden zusammen mit PPG Isocyanat Vernetzungsmittel 87010002 gemischt, und wie im vorangegangenen Beispiel benutzt, um die vernetzten Beschichtungen herzustellen. Weitere ABS/PC Polymergegenstände 10 (wie im Beispiel 1 benutzt) wurden mit den vernetzten Beschichtungsrezepturen beschichtet, wobei ein Tauchbeschichtungsverfahren anstatt von Sprühbeschichtung wie in Beispiel 1 angewendet wurde. Die beschichteten Gegenstände wurden bei 90°C für 50 Minuten ausgehärtet, bevor mit einem Retransfer Druckvorgang die beschriebenen Beispiele 1 gedruckt wurde.

Die optischen Dichten des Farbretransfers wurden mit einem Gretag SPM50 Spektrophotometer (Gretag SPM50 ist eine Marke) gemessen und die Gegenstände auf eine Verformung hin überprüft. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Alle Proben zeigten eine Tg-Differenz von größer als 50%, verglichen mit dem Kunststoff teil. Alle Proben zeigten gute Retransferdichten.

Es muss angemerkt werden, dass das Testschema, das zum Bedrucken der obigen Proben verwendet wurde, unterschiedlich war zu dem im Beispiel 1. Die obigen Tests wurden mit der maximalen Dichte Y, M, C und K Riegeln ausgeführt, wobei bei den früheren Testproben die volle Kraft am Y & K, aber niedrigere Kraft M & C verwendet wurde. Die Beschichtung 2 des Beispiels 1 ist identisch zu dem ersten Eintrag in der obigen Tabelle und die Y & K-Dichteangaben für die beiden Beschichtungen zeigen einigermaßen gute Übereinstimmung.


Anspruch[de]
  1. Gegenstand zur Aufnahme eines Bildes durch thermischen Übertragungsdruck, wobei der Gegenstand eine bildaufnehmende Oberfläche aus Kunststoffmaterial aufweist, die mit einer Schicht aus färbbarem Material beschichtet ist, das zur Aufnahme eines Bildes durch einen thermischen Farbübertragungsprozess geeignet ist, wobei die Glasübergangstemperatur (Tg) des färbbaren Materials mindestens 50°C niedriger als der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials der bildaufnehmenden Oberfläche ist.
  2. Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die Tg des färbbaren Materials mindestens 60°C, bevorzugt mindestens 65°C, niedriger als der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials der Oberfläche des Gegenstandes ist.
  3. Gegenstand gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das färbbare Beschichtungsmaterial eine Tg von mindestens 30°C, bevorzugt mindestens 45°C aufweist.
  4. Gegenstand gemäß Anspruch 3, wobei das Beschichtungsmaterial eine Tg im Bereich von 45–50°C aufweist.
  5. Gegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das färbbare Beschichtungsmaterial gewählt ist aus: Polyestern, acrylischen Materialien und Polyvinylchlorid.
  6. Gegenstand gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das färbbare Beschichtungsmaterial ein vernetztes Polymer umfasst.
  7. Gegenstand gemäß Anspruch 6, wobei der Grad der Vernetzung dergestalt ist, dass das Molekulargewicht der Einheiten zwischen den vernetzbaren funktionellen Gruppen des Polymers größer als 900 und niedriger als 10.000 ist.
  8. Gegenstand gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die färbbare Beschichtung eines oder mehrere Formentrennmittel einschließt.
  9. Gegenstand gemäß Anspruch 8, wobei das Formentrennmittel mit einem polymeren färbbaren Beschichtungsmaterial vernetzt ist.
  10. Gegenstand gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die färbbare Beschichtung eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 &mgr;m aufweist.
  11. Gegenstand gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kunststoffmaterial der bildaufnehmenden Oberfläche ein thermoplastisches Material ist.
  12. Gegenstand gemäß Anspruch 11, wobei das Kunststoffmaterial gewählt ist aus: ABS, Mischungen von ABS mit anderen Polymeren, acrylischen Harzen, Polycarbonaten, Polysulfonen, Polyethersulfonen und Polyetheretherketonen.
  13. Gegenstand gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Gegenstand ein dreidimensionaler Gegenstand ist, insbesondere mit komplexen, gekrümmten Formen (konkav oder konvex) einschließlich zusammengesetzter Kurven.
  14. Gegenstand gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend ein Gehäuse für ein Mobiltelefon.
  15. Verfahren zum Drucken eines Bildes durch thermische Farbübertragung auf eine bildaufnehmende Oberfläche eines Gegenstands gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend das Halten eines Trägerblechs, das ein Bild trägt, welches durch Kontakt mit der Oberfläche gedruckt wird, und Erwärmen des Trägerblechs, um das Bild auf die Oberfläche zu drucken.
  16. Gegenstand, der das gedruckte Bild trägt, das durch das Verfahren nach Anspruch 15 hergestellt wird.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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