(12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP 2475525 B1 (19) NO NORGE (51) Int Cl. B41J 3/407 (2006.01) B41J 2/21 (2006.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert 2015.04.13 (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet 2014.11.12 (86) Europeisk søknadsnr 10757565.6 (86) Europeisk innleveringsdag 2010.08.30 (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato 2012.07.18 (30) Prioritet 2009.09.11, DE, 102009040937 (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR (73) Innehaver Renolit SE, Horchheimer Strasse 50, 67547 Worms, DE-Tyskland (72) Oppfinner AUMÜLLER, Hans, Jürgen, Ernst-Ludwig-Str. 5, 67575 Eich, DE-Tyskland USENER, Heiko, Raiffeisenstr. 16, 67240 Bobenheim-Roxheim, DE-Tyskland HELD, Lothar, Berliner Str. 24, 68623 Lampertheim, DE-Tyskland (74) Fullmektig Acapo AS, Postboks 1880 Nordnes, 5817 BERGEN, Norge (54) Benevnelse Printing av plastfilmer ved bruk av en digitalskriver omfattende stasjonære printerhoder for produksjonsordrer med små partistørrelser (56) Anførte publikasjoner EP-A1-1 145 863 EP-A1-1 628 467 WO-A1-01/19618 US-A- 5 878 664 US-A1-2006 075 917
1 Printing av plastfilmer ved bruk av en digitalskriver omfattende stasjonære printerhoder for produksjonsordrer med små partistørrelser Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å skrive ut plastfilmer for produksjonsordrer med små partistørrelser. Plastfilmer for ferdigbehandling av overflater er mye brukt. Fagfelt der de anvendes omfatter primært møbelindustrien og anleggssektoren, hvor etterligninger av treoverflater er svært ettertraktet. Den vid spredte suksessen til reprodusert tredekor er samtidig mindre grunnet kostnader og mer grunnet betraktelig forbedrede funksjoner. Møbler og vinduer, dører og lignende komponenter som har f. eks. en plastoverflate er lettere å vedlikeholde, skades ikke like enkelt, og er mer holdbare enn originaler laget av treverk. Kvaliteten på trykt reprodusert treverkdekor er så høy at det ofte er vanskelig å se forskjellen mellom dette og «ekte» treverk, selv på nært hold. Denne høye kvaliteten på trykket har bare blitt oppnådd ved fremgangsmåten for direkte dyptrykk (rotogravure). Ulempen ved dette er at produksjonen av trykkruller er komplisert og dyr. I tillegg til høy oppløsning er en annen bestemmende faktor de løsemiddelbaserte trykkfargene som anvendes med denne fremgangsmåten, som muliggjør den gode oppløsningen og god heft når plastfilmer anvendes som substrater. Grunnet de store kostnadene på trykkrullene, er ikke produksjon av småparti serier, for eksempel på flere hundre eller tusen meter, økonomisk mulig. Produksjonen av korrekturavtrykk er heller ikke økonomisk levedyktig da det vanligvis fremstilles flere hundre lineærmeter med skrap i løpet av oppstarten av trykkingsprosessen. Grunnet teknologien omfatter derfor standardpartistørrelser mer film (råmateriale) enn man kan selge til kundene. Det ville være ønskelig å ha en trykkingsmetode hvor ved disse problemene kan løses på et bedre vis. Selv om digitale trykkingsmetoder er kjente, som prinsipielt
2 sett kunne anvendes for dette formålet, så mangler disse fremgangsmåtene hva angår plastfilmene den nødvendige oppløsningen og/eller hastighetene og passende trykkfarge for å kunne gjennomføres økonomisk. Når man skal matche farge, har i tillegg trykkfargene for digitalskriving en helt annen base og kromoforsubstanser, slik at det aldri er mulig å produsere en ekte fargeoverenstemmelse. Fargene og dekoret er ikke identiske med de man har fått i nyere tid innen dyptrykk (for eksempel, metameri), som anvendes for fremstilling av de vanlige mengdene på flere tusen meter med film og mer. For å fremstille fargematcher for laminater hvor dekoret trykkes på papir ved bruk av den direkte dyptrykk fremgangsmåten, foreslår DE 10 2006 022 774 B3 å bruke identisk blekk i en blekkstråletrykkingsfremgangsmåte. Dette kan ikke anvendes for filmer, og særlig ikke for småpartiserier. I tillegg utføres ferdiggjøringstrinnet ikke kontinuerlig, ved bruk av en kort-syklus presse i forbindelse med en syntetisk harpiks legger, som samsvarer med et krysslinkende varmeherdet materiale. Blekkene som anvendes i blekkstråletrykking utviser ikke resistens mot de atmosfæriske forholdene som kreves for anvendelse, og er typisk basert på vann og tilveiebringer derved ikke den heften og tørkeevnen som kreves for plastfilmer. Eksperimenter har overraskende vist at trykket ikke var sikkert mot å klines utover, og det var derfor ikke mulig å gå videre i behandlingen av den trykte filmen, selv flere dager etter trykkingen. Forsøket på å anvende løsemiddelbaserte fargestoffer som anvendes i direkte dyptrykk av filmer som blekk var mislykket. Det er også blitt vist at UV-krysslinking trykkblekk (varmeherdete materialer) ikke kan anvendes fordi at for å beskytte trykket, er kvalitetene på de trykte filmene (termoplast) vanligvis varmeherdete laminerte ikke-avtakbart til en gjennomsiktig termoplastfilm i en kontinuerlig prosess og preget. I løpet av bruk kan den transparente filmen lett løses fra den trykte filmen ved den minste påvirkning utenfra. Trykkblekket må derfor også utvise termoplastoppførsel.
3 Et annet formål var derfor å finne en mulighet for på økonomisk vis å fremstille små partier på opp til tusen meter med filmlengde i en kvalitet kjent fra dyptrykk. Det har nå overraskende blitt vist at det er mulig å oppnå en tilstrekkelig trykningshastighet ved bruk av det som er kjent som «single-pass» skrivehoder, hvor blekket som anvendes for dyptrykk kan påføres med den nødvendige oppløsningen etter justering av viskositeten, bindemiddelet, løsningsmiddelet, pigmentene og en finere spredning derav. Bruk av fastsatte skrivehoder med tilsvarende bevegelig skrivesubstrat er i prinsippet kjent fra grafskrivere. Men tidligere var der ingen mulighet for å skrive de krevde breddene på 1 til 2 meter ved en akseptabel hastighet. Selv når småpartiserier blir produsert må filmbredden samsvare med den som vanligvis brukes i området på 1,5 il 2,00 meter for å kunne drives økonomisk. Dette var ikke mulig med hverken grafskrivere eller med kjente blekkstråleskrivere utviklet derfra, og maksimalbredden som ble brukt var på bare opp til 50 cm. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen anvendes oppstillinger av stasjonære skrivehoder, som tillater den nødvendige bredden på 1.50 til 2.00 meter ved å anbringe individuelle skrivehoder av siden av hverandre og anbringe minst to rekker med skrivehoder bak hverandre for hver type blekk. Skrivehodene omfatter samsvarende fastsatte dyser for fargestoffene, som påføres, på kjent vis, fortrinnsvis på et piezoeletriks kontrollert vis, den nødvendige mengden med blekk på filmen som passerer under. På grunn av det forskjøvne oppsettet til skrivehodene, kan hele overflaten trykkes. Særlig såkalte «drop on demand» systemer er passende. Blekket inneholder hovedsakelig de samme fargene og/eller pigmentene som blekket som brukes i dyptrykksmetoden. Men viskositeten og egenskapene til blekket må justeres for anvendelse i blekkstråletrykking fremgangsmåten. For
4 dette formål blir for eksempel typen og konsentrasjonen av løsemidlene endret, eller konsentrasjonen på stabilisatorene reduseres eller de fjernes. Bindemiddelet kan også justeres, men man må passe på at egenskaper som for eksempel lys- og UV-stabilitet opprettholdes, og at fargeeffekten til fargene/pigmentene også ikke er endret. I tillegg kan det være nødvendig å tilpasse hvor finfordelte pigmentene er, fordi munnstykkene til skriverhodene ofte ikke er kompatible med pigmentstørrelsene man anvender for dyptrykk. På grunn av den finere oppmalingen av pigmentene kan man trenge å justere mengdene derav. I tillegg, særlig når det gjelder fargematching, bør påføringsmengdene av pigmentene/fargene ikke avvike fra mengdene senere i produksjonsprosessen. Det var overraskende at hastigheten på skriveprosessen som ble oppnådd med disse tiltakene var på20 m/min til 40 m/min, som tillater en økonomisk produksjon av småpartiserier. Hva angår oppløselighet, er trykkvaliteten i overenstemmelse med dyptrykkfremgangsmåten fordi at når man anvender de justerte fargene og skriverhodeoppsettene kan blekket påføres plastfilmen med den samme presisjonen som med dyptrykk. Det er særlig viktig at blekket er løsemiddelbasert, slik som er tilfellet for dyptrykkblekk. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det videre en fordel om en fargemåler overvåker blekket og trykkonsistensen. En identitet i mellom dyptrykk og digitaltrykk blir også oppnådd i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen ved å justere kontrollenhetene til skriverhodene slik at blekkpåføringen kontrolleres lokalt og i form av mengder i samsvar med dyptrykk fremgangsmåten. I kontrast med vanlige kontrollenheter blir ikke bare dekoren tatt hensyn til, men også den lokale mengdefordelingen av blekk simuleres, som resulterer fra dyptrykk.
5 Dette tillater at en dekoridentitet oppnås på mellom digitaltrykk og dyptrykk, ingen eller minimal metameri finner sted, og det er mulig å trykke tilfeldige dekorer, så som reprodusert tre, fantasimønster eller enslige farger, både for fargematching og småpartiserier. Det er særlig fordelaktig at det er mulig å anvende ikke bare digitaldata for å fremstille en trykkruller, men også for eksempel trykte filmer, fineringer eller andre tilfeldige overflater som kan generere digitaldata, for eksempel ved bruk av en skanner. Den foreliggende oppfinnelsen vil beskrives basert på figurene men uten at den begrenses til utførelsen som spesifikt beskrives. Fig. 1 skisserer fremgangsmåten i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Filmen 1 passeres på en måte som i og for seg er kjent under et oppsett av skrivehoder, som heri er vist til av to rekker med skrivehoder 2a og 2b. Generelt sett er det nyttig å bruke mellom to og åtte rekker med skrivehoder. Filmen blir typisk rullet av en spole og matet til skrivehodeoppsettet via passende lederuller. Løperetningen til filmen indikeres av en pil. For klarhetens skyld vises bare en del av filmen og mateanordningene, som er kjent, er ikke vist. Avhengig av det ønskede skrivemønsteret blir skrivehodene 2a og 2b igangsatt av kontrollenheten 3 slik at den samsvarende mengden blekk blir sprayet på filmen som passerer. Denne kontrollenheten er kjent på fagfeltet og tillater at det ønskede trykkmønsteret digital predefineres og påføres korrekt fra første centimeter uten noen oppstartsmengde av film. Matingen av blekk til skrivehodene er ikke vist. Avhengig av lengden blir filmen så viklet på en spole eller avkuttet direkte til den ønskede størrelsen til fargematchen.
6 Det er derved mulig i følge den foreliggende oppfinnelsen å produsere en mengde på et par meter, for eksempel 1 til 2 meter, for fargematching. Gitt den høye hastigheten til trykningsmetoden, muliggjør dette økonomisk produksjon av småpartiserier på flere hundre til flere tusen meter. Det er særlig interessant for ikkestandardfarger eller dekorer, som det før ikke var mulig å utføre med akseptable kostnader. Designere og arkitekter har derved nå helt nye individuelle muligheter tilgjengelig. Men også i løpet av fremstillingen er det muligens enda bedre å fremstille deler dekorert med en spesifikk bestilt film. Tilveiebringer av møbler eller dører og lignende elementer for utendørs bruk må ikke lengre anskaffe store mengder med film og derved oppbevare dem dersom standardfilmrullen ikke er brukt opp for bestillingen som ble mottatt. Det er muligens mye lettere å tilveiebringe prøver for selv svært individuelle designforespørsler og så produsere de nødvendige småpartiene med film. Takket være digitaltrykningsfremgangsmåten kan det individuelle designet lagres og fremskaffes når som helst når det trenges. Dette er en stor fordel fordi det er mulig å for eksempel reprodusere møbler selv mange år senere. Det er også mulig å uten vanskelighet levere matchende dekor for nødvendige reparasjoner av vinduer, dører og lignende eller for videre installasjon av flere vinduer. Oppfinnelsen vedrører også alle mulige kombinasjoner av foretrukne utførelser, så lenge de ikke ekskluderer hverandre. Utrykkene «omtrent» eller «om lag» i forbindelse med numeriske data skal bety at verdier som er mer eller mindre enn minst 10 %, eller verdier som er mer eller mindre enn minst 5 %, og i alle tilfeller verdier som er mer eller mindre enn minst 1 %, skal omfattes. Sammenligningseksempel 1: Digitaltrykking i en enkeltpasseringsfremgangsmåte som anvender vannbaserte trykkblekk på PVC filmer.
7 Trykkprøver ble utført av en trykkmaskinprodusent på et produksjonssystem ved bruk av forskjellige PVC filmer fra Renolit AG. Systemet ble bygd for å trykke papir ved bruk av vandige trykkblekk. Maskindata: Trykkbredde: maks. 200 mm Skrivehoder: Xaar 760 (Toppsprøyter) Skrivehastighet: maks 25 m/min Tørkeenhet: IR radiator I den første prøven ble standard substratmaterialepapir trykt, som kunne trykkes og tørkes uten vansker. Så ble en delvis hard gjennomsiktig film laget fra PVC med en tykkelse på 100 µm trykket. Selv om det var mulig å trykke filmen, var det ikke mulig å tørke trykkblekket og noe av blekket som ble avsatt på trykkrullen. Så ble radiatoreffekten til IR radiatoren økt. Dette førte ikke til noen forbedring. Radiatoreffekten kunne bare økes begrenset fordi filmen ble bølgeformet, kom borti skrivehodene og skadet derved trykket. Reduksjon av hastigheten til omtrent 8m/min viste heller ingen forbedring. Etter at maskinen ble avslått, ble en filmprøve fjernet fra mellom matingsuttaket til skriverenheten og trykkrullen og satt til siden. Når overflaten ble berørt, var det mulig å tørke bort trykket, - selv etter en langvarig lagringstid på en uke. Den samme oppførselen ble utvist av en hard, farget PVC film med en tykkelse på 100µm. Et skriveblekksystem som bruker vannbaserte blekk som matches til papiret er derfor ikke passende for PVC filmer. Mikroskopbilder viser dette enda bedre. Som vist i Fig. 2, med bruk av papir er prikkene nesten runde. Til kontrast dermed vil med PVC film dråpene renne når de skrives oppå hverandre for å blande farger, se Fig. 3.
8 Henvisningstalliste 1 Film 2a Skrivehoder 2b Skrivehoder 3 Kontrollenhet
9 Patentkrav 1. Fremgangsmåte for fremstilling av fargematcher eller småpartiserier av trykt plastfilm, hvori trykket er identisk med trykket fremstilt med dyptrykkfremgangsmåten i henhold til oppløsning og farger, hvor filmen (1) trykkes med en oppstilling av stasjonære skrivehoder (2a, 2b) i en blekkstrålefremgangsmåte som bruker et blekk, k a r a k t e r i s e r t v e d at blekket inneholder de samme fargene og/eller pigmentene, hvor viskositeten og egenskapene til blekket justeres til blekkstrålefremgangsmåten, og en kontrollenhet (3) styrer påføringen av blekket lokalt og i forhold til mengden derav slik at en dyptrykkpåføring simuleres. 2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at viskositeten til blekket er I området på < 15mPa s. 3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at finhetsgraden til pigmentene justeres til blekkstråletrykningsfremgangsmåten og resulterende fargeavvik kompenseres for ved å variere mengdene. 4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at mellom 1m og 3000m film trykkes. 5. Fremgangsmåte i samsvar med ethvert av krav 1 til 3, k a r a k t e r i s e r t v e d at en fargemåler anvendes for å overvåke farge- og trykkoverenstemmelse. 6. Fremgangsmåte i samsvar med ethvert av krav 1 til 4, k a r a k t e r i s e r t v e d at et mønster for blekkstråletrykning tilveiebringes ved å skanne en eksisterende trykt film, fineringer og andre vilkårlige overflater.
10 7. Fremgangsmåte i samsvar med ethvert av krav 1 til 4, k a r a k t e r i s e r t v e d at en dyptrykksylinder produseres i samsvar med data for blekkstråletrykningsfremgangsmåten.
NO/EP2475525 FIG. 1 2b 2a 1 3 FIG. 2
NO/EP2475525 FIG. 3