DE19829242A1

DE19829242A1 - Bedrucken von Oberflächen kautschukhaltiger Materialien

Info

Publication number: DE19829242A1
Application number: DE19829242A
Authority: DE
Inventors: Andreas Stommel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Oberflächen kautschukhaltiger Materialien, das folgende Verfahrensschritte aufweist: DOLLAR A a) Reinigen der Oberfläche mit einem entfettenden Lösungsmittel; DOLLAR A b) Erhitzen der Oberfläche auf eine Temperatur von mindestens 75 DEG C für eine Dauer von mindestens zwei Sekunden; DOLLAR A c) Abkühlen der Oberfläche; DOLLAR A d) Aufbringen der Druckfarbe.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken kautschukhaltiger Oberflächen.

Das Bedrucken von kautschukhaltigen Oberflächen ist bekannt. Das Problem bei den bekannten Druckverfahren des Standes der Technik ist, daß sich die Druckfarbe leicht von dem bedruckten Untergrund ablöst. Insbesondere bei mechanisch stark bean spruchten Oberflächen ist keine ausreichende Verbindung zwischen Druckfarbe und bedruckter Oberfläche realisierbar.

Ein Grund für dieses Problem ist, daß die handelsüblichen kautschukhaltigen Materia lien eine geringe Menge an Trennmitteln aufweisen, die zur Verringerung der Klebrig keit und leichteren Ablösung des Verarbeitungsgutes von Walzen oder Formen dienen. Hierzu werden den Kautschukmischungen Wachse, Fette, Stearate oder Silikonöle bei gemischt, die im folgenden als Wachs- oder Schutzadditive bezeichnet werden.

Die DE 196 40 834 betrifft ein Verfahren zum Aufdrucken von Kennzeichnungen auf Gummiartikeln, bei dem vor dem Bedrucken auf dem Kennzeichnungsbereich eine Sperrschicht aus einer speziellen Gummimischung aufgebracht wird, die keine Wachs- oder Schutzadditive aufweist. Hierdurch soll erreicht werden, daß die Farbkennzeich nung intensiv und damit nicht ablösbar an dem Gummiartikel anhaftet.

Der Nachteil bei diesem Verfahren ist, daß der zu bedruckende Gummiartikel einem zweiten Vulkanisierungsschritt mit einer speziellen Gummimischung unterzogen wer den muß, was sehr aufwendig ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen Druck verfahrens für das Bedrucken von kautschukhaltigen Oberflächen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Bedrucken von kautschukhaltigen Oberflächen, das folgende Verfahrensschritte aufweist:

a) Reinigen der Oberfläche mit einem entfettenden Lösungsmittel;
b) Erhitzen der Oberfläche auf eine Temperatur von mindestens 75°C für eine Dauer von mindestens zwei Sekunden;
c) Abkühlen der Oberfläche;
d) Aufbringen der Druckfarbe.

Durch den ersten Verfahrensschritt wird erreicht, daß die in den kautschukhaltigen Materialien enthaltenden Wachs- oder Schutzadditive durch einen Spülvorgang an der Oberfläche entfernt werden.

Mit dem zweiten Verfahrensschritt wird erreicht, daß die im Inneren der zu bedruc kenden Materialien, beispielsweise in den Zwischenräumen und Kapillaren der kaut schukhaltigen Materialien, enthaltenden Wachs- oder Schutzadditive, die durch den zuvor beschriebenen Spülvorgang nicht herausgelöst werden, sich verflüssigen und sich während des Abkühlvorganges von der Oberfläche in das Innere des zu bedruc kenden Materials, z. B. aufgrund der Kapillarwirkung, zurückziehen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Wachs- oder Schutzadditive weiter in das Innere der kautschukhaltigen Materialien zurückgedrängt werden können, als es durch eine chemische Oberflächenbehandlung der Fall ist.

Nach Abkühlen der Oberfläche auf eine geeignete Temperatur wird zuletzt der eigent liche Druckvorgang mit einem dem Fachmann an sich bekannten Verfahren durchge führt.

Das Zurückdrängen der Wachs- oder Schutzadditive in das Innere des kautschukhal tigen Materials bewirkt, daß diese eine wesentlich längere Zeit brauchen, um vom Inneren des kautschukhaltigen Materials wieder an die Grenzschicht zwischen Ober fläche und Druckfarbe zu diffundieren. Sobald aber die Wachs- oder Schutzadditive an diese Grenzschicht diffundiert sind, ist eine verringerte Haftung zwischen Druckfarbe und kautschukhaltiger Oberfläche zu beobachten.

Hierdurch kann eine gezielte Zeiteinstellung zwischen der Haftung und der Ablösung der Druckfarbe auf kautschukhaltigen Oberflächen erzielt werden.

Als entfettende Lösungsmittel sind insbesondere nicht substituierte oder substituierte Alkane oder Alkohole mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, Terpene oder Mischungen hier von zu bezeichnen.

Als besonders geeignet hat sich eine handelsübliche Mischung verschiedener Kohlen wasserstoffe erwiesen, die unter der Bezeichnung WBC 16 als Kaltentfetter von der Firma Wilhelm E.H. Biesterfeld in Köln vertrieben wird.

Das Erhitzen der Oberfläche kann mit allen geeigneten Mitteln durchgeführt werden. Als besonders hilfreich hat sich das Erhitzen mit einer heißen Flamme, speziell mit einer Propangasflamme mit einer äußeren Temperatur zwischen 200 und 600°C, er wiesen.

Ebenso ist aber auch eine Oberflächenbehandlung mit einem Heißluftgebläse möglich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche der kautschukhaltigen Materialien auf eine Temperatur zwischen 85 und 120°C erhitzt, die Dauer dieses Vorganges liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 60 Sekunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Bedrucken aller Kautschuk enthal tender Materialien.

Unter dem Begriff "Kautschuk" werden Hochpolymere, vorwiegend plastische Stoffe, verstanden, die durch Vulkanisation den Zustand der Hochelastizität übergehen und dabei ihre Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln verlieren. Unter diesem Oberbe griff fallen insbesondere:

- Naturkautschuk (nach der Norm ASTM-D 1600, auch als natural rubber bezeich net);
- und die sogenannten Synthesekautschuke, wie z. B. Polyurethankautschuk, Buna, EPDM, EPM, Cyclokautschuk, Polycyclopentenkautschuk etc.

Als Synthesekautschuke, die insbesondere für die vorliegende Erfindung einsetzbar sind, sind Stvrol/Butadienkautschuk, Isopren-Kautschuk (Polyisopren), Polybutadien, Polychloropren (Chloropren-Kautschuk), Acrylnitril/Butadien-Kautschuk (Nitrilkaut schuk), Butylkautschuk, Brombutylkautschuk, Ethylen/Propylen-Kautschuk (EPM oder EPDM), Silikonkautschuk, Ethylen/Vinylacetat-Kautschuk (EVA, EVM), Polynorbornen- Kautschuk (PNR), Acrylkautschuk (ACM, ANM) zu nennen.

Besonders zu erwähnen sind Naturkautschuk und Polybutadien, insbesondere hoch gesättigte Kautschuke wie z. B. EPMD oder Butylkautschuk, sowie Styrol/Butadienco polymere (SBR) und Nitrilkautschuke (NBR).

Das zu bedruckende Material enthält an der Oberfläche vorzugsweise zwischen 10 und 80 Gew.-% Kautschuk. Es können aber auch Mischungen der zuvor beschriebenen Kautschuke verwendet werden.

Ebenso ist es möglich, daß das zu bedruckende, kautschukhaltige Material zusätzlich noch andere Polymere und/oder übliche Additive enthalten. Als zusätzliche Polymere sind insbesondere Polyvinylchlorid, Polyethylen und Polypropylen zu nennen. Unter dem Begriff "übliche Additive" werden Füllstoffe, Pigmente, Weichmacher, Mastizier mittel, Alterungsmittel, Treibmittel, Flammschutzmittel, Antistatika, Haftmittel etc. ver standen.

Für das eigentliche Bedrucken können alle Druckverfahren und Druckfarben verwen det werden, mit denen ein Bedrucken von flexiblen Oberflächen möglich ist. Als be sonders geeignet hat sich hierbei das Siebdruckverfahren erwiesen, wobei als Druck farbe eine Farbe auf Polyurethanbasis verwendet wird, insbesondere eine Poly urethandruckfarbe auf Zweikomponentenbasis, wobei als Vernetzer ein blockiertes oder nicht blockiertes Polyisocyanat verwendet wird.

Als Beispiel für eine geeignete Druckfarbe ist die Zwei-Komponentenfarbe der Firma Wiederholt vom Typ ZE 1690/60 zu nennen, die nach Zugabe von einer Menge zwi schen 1 bis 5 Gew.-% Härter des Typs Z/H und einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% Verdünner des Typs ZVH eine dauerhafte Vernetzung zwischen Druckfarbe und Oberfläche bewirkt.

In bezug auf den Zeitfaktor der Haftung ist für diese Druckfarbe anzumerken, daß die Erhitzung der kautschukhaltigen Oberfläche auf eine Temperatur von 85°C für eine Dauer von 5 Sekunden eine Haftung für einen Zeitraum von etwa 12 Wochen bewirkt, während bei Erhitzung der Oberfläche für eine Dauer von mehr als 10 Sekunden auf eine Temperatur von 120°C zu einer Haftung bis 6 Monaten führt.

Insofern kann der Fachmann durch einfache Versuche für einen bestimmten Druck farbentyp den Einfluß der Temperatur und der Dauer des Erhitzungsvorgangs auf die Zeitdauer der Haftung der Druckfarbe bestimmen.

Um durch das zusätzliche Bedrucken eine Verschlechterung der antistatischen Eigen schaften der zu bedruckenden Oberflächen zu verhindern, kann der Druckfarbe ein handelsübliches Antistatikum zugemischt werden. Als besonders geeignetes Antistati kum für das erfindungsgemäße Verfahren haben sich die Produkte Kataphor und Texaphor von der Firma coates-screen-inks GmbH (vormals Fa. Wiederhold) erwiesen, die der Druckfarbe in einer Menge von 1 bis 3 Vol.-% beigemischt werden.

Hierdurch wird erreicht, daß beispielsweise die Richtlinie für die Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladung des Hauptverbands der gewerbli chen Berufsgenossenschaften (ZH 1/200 in der Fassung von Oktober 1989) eingehal ten werden.

Diese Eigenschaft ist überall dort von Interesse, wo die antistatischen Eigenschaften der zu bedruckenden Materialien eine wesentliche Rolle spielen (beispielsweise in explosionsgefährdeten Bereichen) und den Oberflächen dieser Materialien durch das Bedrucken dekorative oder kennzeichnende Eigenschaften verliehen werden sollen, ohne dabei die antistatischen Eigenschaften wesentlich zu verschlechtern.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann überall dort angewendet werden, wo ein Bedrucken von kautschukhaltigen Materialien erforderlich oder nützlich ist. Insbeson dere kann das Verfahren bei dem Bedrucken von mechanisch stark beanspruchten Oberflächen eingesetzt werden.

Besonders bevorzugt ist das Bedrucken von Werbeträgern. Durch die Wahl der Tem peratur während des Erhitzungsvorgangs des Oberfläche sowie durch die Dauer des Erhitzungsvorgangs können erstmals Werbeträger so bedruckt werden, daß für eine gewünschte Dauer eine Haftung erzielt wird, die starken mechanischen Belastungen standhält. Nach dem gewünschten Zeitraum kann die Druckfarbe aufgrund der nach lassenden Haftung durch einfache, mechanische Mittel entfernt werden, was insbeson dere ein direktes Wiederverwenden oder einfaches Recycling ermöglicht.

Geeignete Werbeträger sind insbesondere Förderbänder, wie sie beispielsweise als Transportbänder bei Kassen in Supermärkten zu finden sind.

Überdies kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zum Bedrucken einer Transportplatte eines endlosen, modularen Förderbandes verwendet werden, wie es beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 198 05 934.5 beschrieben ist.

Claims

1. Verfahren zum Bedrucken von Oberflächen kautschukhaltiger Materialien, das folgende Verfahrensschritte aufweist:

a) Reinigen der Oberfläche mit einem entfettenden Lösungsmittel;
b) Erhitzen der Oberfläche auf eine Temperatur von mindestens 75°C für eine Dauer von mindestens zwei Sekunden;
c) Abkühlen der Oberfläche
d) Aufbringen der Druckfarbe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das entfettende Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe von nicht substituierten oder sub stituierten Alkanen oder Alkoholen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, Terpenen oder Mischungen davon.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche auf eine Temperatur zwischen 85 und 120°C erhitzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Erhitzens zwischen 5 und 60 Sekunden liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukhaltige Material 10 bis 80 Gew.-% Naturkautschuk und/oder Synthesekautschuk, insbesondere Polybutadien, hochgesättigte Kautschuke wie z. B. EPMD oder Butylkautschuk, Styrol/Butadiencopolymere (SBR) oder Nitril kautschuke (NBR), aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe eine solche auf Polyurethanbasis, insbesondere auf Zwei komponentenbasis mit einem blockierten oder nicht blockierten Polyisocyanat als Vernetzer, ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarbe zusätzlich ein Antistatikum enthält.

8. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Bedrucken von mechanisch stark beanspruchten Oberflächen.

9. Verwendung nach Anspruch 8 zum Bedrucken von Werbeträgern.

10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9 zum Bedrucken einer Transportplatte eines endlosen, modularen Förderbandes.