DE60031694T2

DE60031694T2 - Verfahren und vorrichtung zum uv tintenstrahledrucken und kombinierten drucken und steppen

Info

Publication number: DE60031694T2
Application number: DE60031694T
Authority: DE
Inventors: N. Richard Warren CODOS; W. William Freehold COLLAN; B. Robert Stewartsville COMERFORD; Angelo Thornhill QUATTROCIOCCCHI; Milan Missisouga BADOVINAC
Original assignee: L&P Property Management Co
Current assignee: L&P Property Management Co
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2020-09-02
Also published as: CN1572492A; CN1377313A; CN1199796C; AU6950100A; CN1301858C; ATE344143T1; EP1212195A1; US20010038408A1; WO2001017780A1; DE60031694D1; US20020005870A1; EP1212195A4; US6702438B2; US6467898B2; IL148387A0; US6312123B1; EP1212195B1; JP2003508277A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Drucken auf Gewebe und insbesondere das Drucken von Mustern auf Gewebe, das zum Quilten bzw. zum zusammenfügendem Nähen von mehrlagigem Material wie Matratzenabdeckungen, wärmenden Decken oder Umhängen, Tagesdecken für Betten und dergleichen verwendet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere das Bedrucken von Gewebe im Tintenspritzverfahren und Tintenspritzverfahren mit Tinten, die bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV) aushärten.
Hintergrund der Erfindung
Quilten ist eine besondere Form der angewandten Kunst auf dem allgemeinen Gebiet des Nähens, bei der Muster durch eine Mehrzahl von Materiallagen über einen zweidimensionalen Materialbereich genäht werden. Die Mehrzahl an Materiallagen umfassen normalerweise mindestens drei Schichten, eine gewebte äußere, ausgearbeitete Oberseite mit dekorativer Funktion, eine normalerweise gewebte Rückseite, die ausgearbeitet sein kann oder auch nicht, und eine oder mehrere innere Schichten aus dickem Füllmaterial, üblicherweise aus Wirrfaservlies. Die genähten Muster stellen die physische Verbindung der Materialschichten miteinander her und sind gleichzeitig Schmuck.
Es kommt häufig vor, dass eine Kombination von genähten Mustern mit gedruckten Mustern erwünscht ist, zum Beispiel bei Matratzenabdeckungen und anderen Quiltprodukten. Das Erzeugen eines gedruckten Musters auf einer Matratzenabdeckung erfordert die Anwendung von Tinte auf Gewebe, das, anders als Papier, Kunststoff oder andere glatte Oberflächen, eine Textur, eine dritte Dimension oder Tiefe aufweist, auf deren Oberfläche der Druck aufgebracht wird. Außerdem übersteigt das Drucken auf Substrate von mehr als einem Meter Breite, die im Druckereigewerbe in die Kategorie „große Breiten" eingeordnet werden und in die das Bedrucken von Matratzendrillich und der meisten anderen Quilt- oder Steppmaterialien fällt, die Grenzen vieler konventioneller Druckverfahren. Es gibt eine Anzahl von technischen Problemen, die die Entwicklung des Bedruckens von breiten Geweben wie beispielsweise Matratzenabdeckungen, Polstermate rialien, Gewebe für Autositzbezüge, Büro-Trennwände und andere Gewebe großer Breite behindert haben.
Produkte mit großer Breite werden häufig in verhältnismäßig kleiner Menge bedruckt. Für einen traditionellen Druckvorgang wird üblicherweise die Herstellung einer Platte, einer Matte, eines Siebes oder irgendeines anderen dauerhaften oder zumindest greifbar vorhandenen physischen Bildes erforderlich, mit dem Tinte auf das zu bedruckende Objekt übertragen wird. Solche bildgebenden Werkzeuge stellen einen verhältnismäßig hohen Kostenfaktor dar, der nur dann ökonomisch wird, wenn damit eine große Anzahl identischer Kopien des Produktes hergestellt werden. Das andere Extrem sind zum Beispiel Bürodrucker, die eine einzige Kopie oder eine kleine Anzahl von Kopien eines gegebenen Dokuments oder einer anderen Vorlage drucken und derzeit so aufgebaut sind, dass sie kein permanentes, ein physisches Abbild übertragendes Element verwenden, sondern stattdessen ein von der Software oder einem Programm gesteuertes elektronisches Abbild drucken, das von einem Produkt zum nächsten geändert werden kann. Solche „weichen" Bilddrucker werden manchmal als digitale Drucker bezeichnet, obgleich das „weiche" Abbild nicht notwendigerweise „digital" in dem Sinn sein muss, dass es aus einem Satz gespeicherter diskreter numerischer Werte besteht. Ein üblicher Typ solcher derzeit verwendeten „weichen" Bild- oder Digitaldrucker ist der Tintenstrahldrucker.
Tintenstrahldrucker drucken, indem sie Tintentropfen auf Anforderung aus einer oder mehreren Düsen, die auf einem oder auf mehreren Druckköpfen sitzen, auf ein Substrat spritzen. Bürodrucker und andere Tintenspritzdrucker für schmale Breiten bringen im allgemeinen auf Wasser oder einem anderen Lösungsmittel basierende Tinten auf ein Substrat auf, indem die Tinte erhitzt wird und explodierende Tintenblasen aus den Düsen spritzen. Diese Drucker werden allgemein als „Bubble-Jet"-Drucker bezeichnet. Die Tinte trocknet, wenn das Lösungsmittel verdunstet. Manchmal wird zusätzliche Wärme verwendet, um das Lösungsmittel zu verdunsten und die Tinte zu trocknen. Das Bedrucken von Substraten großer Breite mit Tintenspritzdruckern nach Art der Bubble-Jet-Drucker oder mit Tintenspritzdruckern, die zum Aufbringen der Tinte Techniken anwenden, die hohe Temperaturen erfordern, bedeutet eine starke Verkürzung der Lebensdauer des Druckkopfes. Die für das Herausschießen der Tinte und für das Verdunsten der Lösungsmittel verwendete Wärme, insbesondere während der Druckpausen, und der Wärmezyklus der Köpfe verursacht ein Verstopfen oder andere Ausfälle dieser Druckköpfe, nachdem nicht mehr als 20 Milliliter Tinte abgegeben wurde. Zum Beispiel sind Bürodrucker oft so konstruiert, dass der Druckkopf jedes Mal ausgetauscht wird, wenn ein Tintenbehälter aufgefüllt wird. Aus dem Grunde sind für Tintenstrahlvorgänge, die für größere Maße wie zum Beispiel das Bedrucken von Filmen für Außenwerbung, Anzeigen und Architekturanwendungen vorgesehen sind, Druckköpfe mit mechanischer Tintenantriebstechnik weiter verbreitet. Zu solchen mechanischen Druckköpfen gehören Piezo- oder Piezo-Kristall-Druckköpfe, die elektrische Energie in innerkristalline Vibrationen umwandeln, die bewirken, dass Tintentropfen aus den Druckkopfdüsen ausgespritzt werden.
Piezo-Druckköpfe sind besonders gut geeignet für das Aufbringen von Tinten, die durch Polymerisation trocknen, die vorgenommen werden kann, nachdem die Tinte den Druckkopf verlassen hat und auf dem Substrat abgelegt ist, indem üblicherweise die Tinte irgendeiner Form von Energiemedium wie elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung ausgesetzt wird. Es sind Formeln für Tinten zur Verwendung in Tintenstrahldruckern entwickelt worden, die dadurch, dass sie einer härtenden Strahlungsquelle wie einem fokussierten Strahl ultravioletten Lichts (UV-Licht) oder hochenergetischen Elektronenstrahlen (EB-Strahlen) ausgesetzt werden, polymerisiert werden. Die Tinten enthalten im Allgemeinen Stabilisatoren, die ein vorzeitiges Härten bei niedrigen Lichtpegeln verhindern. Darum ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die Tinten einem gewissen Energieschwellenwert ausgesetzt werden, der zur Einleitung einer Polymerisationsreaktion erforderlich ist. Werden solche Tinten nicht solchen Energieschwellenwerten ausgesetzt, dann polymerisieren sie nicht und bleiben damit stabil, bei einer geringen Tendenz, in der Düse oder an einem anderen Ort zu trocknen, wenn sie nicht auf ausreichende Weise dem Energiemedium ausgesetzt werden.
Tinten auf Lösungsmittelbasis härten in erster Linie durch das Verdunsten der Lösungsmittel aus. Einige Tinten auf Lösungsmittelbasis härten nur durch Trocknen an der Luft aus, während andere eine Wärmeanwendung erfordern, um das Verdunsten des Lösungsmittels zu verbessern. In einigen Fällen erleichtert Wärme eine chemische Veränderung oder Polymerisation der Tinte wie auch ein Verdunsten eines Lösungsmittels. Zu den polymerisierbaren Tinten gehören Mo nomere und Oligomere, die polymerisieren, und andere Additive. Bei UV-Licht härtende Tinten polymerisieren, wenn sie UF-Licht mit dem Energieschwellenpegel oder oberhalb dieses Pegels ausgesetzt werden. Diese durch UV-Licht härtenden Formulierungen enthalten Photoinitiatoren, die Licht absorbieren und dadurch freie Radikale oder Kationen erzeugen, was eine kreuzweise Verbindung zwischen den ungesättigten Stellen der Monomere, Oligomere und Polymere induziert, sowie andere additive Komponenten. Tinten, die durch das Bestrahlen mit Elektronenstrahlen aushärten, erfordern keine Photoinhibitoren, weil die Elektronen die Initiierung der Kreuzverbindung direkt auslösen.
Tinten, die durch Wärme oder Luft härten und auf organischen Lösungsmitteln oder Wasser basieren, haben oft nicht eine so hohe Farbintensität wie durch UV-Licht härtende oder andere polymerisierbare Tinten, weil die Pigmente oder Färbestoffe, die die Farbe erzeugen, durch das Lösungsmittel in gewisser Weise verdünnt sind. Außerdem können organische Lösungsmittel ein Berufsrisiko darstellen, die kostenintensive Maßnahmen erfordern, um den Kontakt der Arbeiter mit den verdunstenden Lösungsmitteln zu minimieren, und um andere Risiken, beispielsweise die Brandgefahr, so gering wie möglich zu halten. Tinten auf Lösungsmittelbasis, ob sie mit Wärme aufgebracht werden oder nicht, haben die Tendenz, auszutrocknen und letzten Endes die Tintenstrahldüsen zu verstopfen. Außerdem härten Tinten auf Lösungsmittelbasis dadurch aus, dass sie eine chemische Verbindung mit dem Substrat eingehen, und ihre Rezeptur hängt dementsprechend vom Material des Substrats ab. Daraus ergibt sich, dass die Auswahl der Tinte auf Lösungsmittelbasis sich von einer Gewebeart zur anderen ändert. Besondere Tintenkompositionen sind mit besonderen Gewebekompositionen zu paaren, um die Echtheit der Tinte im Gewebe zu verbessern, die sich aus chemischen oder elektrostatischen Bindungen zwischen Tinte und Gewebe ergibt. Die Verbindung zwischen Tinte und Geweben ist bei Tinten, die mit UV-Licht und anderen Strahlen, wie Elektronenstrahlen, härten, hauptsächlich mechanischer Art und nicht begrenzt auf spezifische Kombinationen von Tinte und Gewebe.
Polymerisierbare Tinten, insbesondere solche, die mit einer Bestrahlung durch ein Energiemedium aushärten, sind auf dreidimensionalen Substraten wie einem Gewebe schwierig auszuhärten. Obgleich durch UV-Licht härtende Tinten eine größere Farbintensität bieten können und nicht die Gefahren darstellen wie viele Tinten auf Lösungsmittelbasis und auch das Verstopfen von Düsen verhindern, entstehen beim Drucken mit durch UV-Licht härtender Tinte auf Gewebe andere Probleme, die im Stand der Technik nicht gelöst wurden. Um beispielsweise UV-Tinte auszuhärten, muss es möglich sein, ein UV-Härtungslicht präzise auf die Tinte zu fokussieren. Wird UV-Tinte auf Gewebe gespritzt, insbesondere, wenn es sich um Gewebe mit stark unterschiedlichen Oberflächenhöhen handelt, verteilt sie sich in unterschiedliche Tiefen der Textur der Gewebeoberfläche. Außerdem neigt die Tinte dazu, in das Gewebe einzuziehen. Im Ergebnis ist die Tinte auf dem Gewebe in unterschiedlichen Tiefen vorhanden, so dass ein Teil der Tinte, der sich in Tiefen oberhalb oder unterhalb der Fokusebene des härtenden UV-Lichts befindet, nicht das Licht erhält, das eine vollständige Härtung der Tinte erzielt. Um auszuhärten, muss UV-Tinte dem UV-Licht mit einem Energiepegel ausgesetzt sein, der oberhalb einer Härteschwelle liegt. Das Erhöhen der zum Härten eingesetzten Lichtintensität über bestimmte Pegel hinaus, um das Härten der Tinte zu verbessern, kann die aufgebrachte Tinte oder das Gewebe verbrennen, ansengen oder auf andere Weise beeinträchtigen. Das Tintenspritzdrucken kann außerdem durchgeführt werden, indem Tintentropfen unterschiedlicher Farbe in einem Muster nebeneinander aufgebracht werden oder in übereinander aufgebrachten Tropfen, wobei das Verfahren, die Tropfen übereinander aufzubringen, eine stärkere Farbdichte erzeugen kann, jedoch noch schwieriger auszuhärten ist, wenn das Härten mit UV-Licht geschieht.
UV-Tinte kann zusätzlich schnell aufgetragen werden, um ein Aufsaugen oder Verlaufen zu reduzieren, und es kann UV-Tinte entwickelt werden, die das Aufsaugen minimiert. Ein gewisses Aufsaugen hilft jedoch, Artefakte zu entfernen. Tinten, die entwickelt wurden, um das Aufsaugen zu eliminieren, erzeugen eine steife, farbstoffähnliche Schicht auf der Gewebeoberfläche und geben dem Gewebe ein Gefühl von Steifheit oder fühlen sich unangenehm an. Es ist darum keine wünschenswerte Lösung, das Problem, das beim Aushärten mit UV-Licht entsteht, durch das Verhindern des Aufsaugens teilweise zu lösen.
Das Härten mit UV-Licht von auf Gewebe gespritzter Tinte weist eine begrenzte Härtungstiefe auf, die bestimmt ist durch die Tiefe des fokussierten härtenden UV-Lichts. Wenn UV-härtende Tinte auf Gewebe gespritzt wird, härtet UV-Licht möglicherweise einen nicht ausreichenden Anteil der Tinte. Ein großer Anteil ungehärteter aufgebrachter Tinte kann im Laufe der Zeit eine Bewegung oder einen Verlust von Tinte verursachen, was zu einer Verschlechterung der aufgedruckten Bildelemente führt. Selbst wenn ein Teil der Tinte härtet, der ausreicht, um eine sichtbare verschlechterte Wirkung zu vermeiden, so kann nicht gehärtete Tinte in gewisser Menge bei einigen Personen, die mit dem bedruckten Gewebe in Kontakt kommen, Symptome auslösen. Die Menge nicht ausgehärteter Monomere oder Tintenbestandteile, die beim Einatmen oder bei direktem Hautkontakt Probleme verursachen können, ist offiziell nicht festgelegt, es gibt jedoch Standards für die Bestimmung von Grenzwerten für solche Bestandteile von Verpackungsmaterial, das mit Lebensmitteln verzehrt wird. Wenn beispielsweise mehr als etwa 100 Teile auf eine Million (ppm) Tinte aus Verpackungsmaterial im Lebensmittel vorhanden ist, können einige Personen, die auf ungehärtete Monomere übermäßig reagieren, Reaktionen zeigen, und andere können dadurch für das Material sensibilisiert werden. Bei einem solchen Kriterium wird davon ausgegangen, dass 6,45 cm² (1 Zoll²) Verpackungsmaterial mit zehn Gramm des Lebensmittels Kontakt hat. Um dieses Kriterium zu interpretieren, wird also angenommen, dass jedes ppm Tintenbestandteil in verpacktem Lebensmittel gleich 15,5 Milligramm Tintenbestandteil ist, das aus jedem Quadratmeter Verpackungsmaterial in das Lebensmittel übergeht. Damit wird kein exaktes Maß für die Menge ungehärteter Tintenbestandteile gegeben, die für Menschen schädlich sein kann, aber es legt doch nahe, dass etwa 10% ungehärteter Tintenbestandteile auf Bekleidungsstücken, Matratzenabdeckungen oder anderen Geweben, mit denen Menschen über längere Zeitperioden in Kontakt sein können, nicht akzeptabel sind.
Aus den oben genannten Gründen sind durch UV-Strahlen härtende Tinten beim Bedrucken von Geweben, bei denen eine hochgradige Härtung erforderlich ist, bisher nicht erfolgreich einsetzbar gewesen. Durch Hitzeeinwirkung härtende Tinten oder solche auf Lösungsmittelbasis, die durch Verdunstung trocknen, können auf Gewebe aushärten. Darum sind bisher hauptsächlich lösungsmittelhaltige und durch Wärme härtende Tinten oder Tinten, deren Lösungsmittel an der Luft trocknen, zum Tintenspritzdrucken auf Geweben verwendet worden. Die Vorteile des Tintenspritzdruckens mit durch UV-Strahlen oder andere Strahlen härtende Tinten standen also bisher für das Bedrucken von Geweben nicht zur Verfügung.
Es besteht ein Bedürfnis, beim Drucken von Mustern auf Matratzendrillich und Quilts als Matratzenabdeckungen sowie auf anderen Gewebearten ein Verfahren zur Verfügung zu haben, das eine wirksame Härtung von UV-härtenden Tinten bewirkt und das Bedrucken von Gewebe mit diesen Tinten praktisch durchführbar macht.
US 5623001 beschreibt UV-härtbare Tinten für Tintenspritzdüsen zum fortlaufenden Tintenspritzdrucken und zum Impulstropfen-Tintenspritzdrucken (DOD: drop on demand), die vorzugsweise auf Substrate aufgebracht werden, die einen Teil eines darauf aufgebrachten Tintentröpfchens absorbieren können. Die Tintenzusammensetzungen enthalten eine Mischung aus Wasser, das als Lösungsmittel dient, ein mit Wasser mischbares polymerisierbares Material, das bei Anwendung von UV-Licht härtet, einen Photoinitiator und ein farbgebendes Material, das ein Farbstoff oder ein Farbpigment sein kann. Die Tintenzusammensetzungen können auch ein Brückenfluid enthalten. Die Tintenzusammensetzungen können vor oder nach dem Härten erhitzt werden.
JP 61164836 beschreibt das Drucken mit härtbarer Tinte auf ein Substrat, das Härten der Tinte und das Vertreiben einer flüchtigen Komponente durch Erhitzen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein wirksames Verfahren und eine wirksame Einrichtung zum Bedrucken von Gewebe großer Breite mit „digitalen" oder „weichen" Druckmustern vorzuschlagen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch UV-Licht härtbare und andere, durch ein Energiemedium polymerisierbare, Tinte auf Gewebe aufzubringen und zu härten, insbesondere durch bei Verwendung des Tintenspritzdruckens. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das erfolgreiche Aufbringen und wirksame Härten von auf Gewebe aufgespritzter Tinte mit einem Piezo- oder einem anderen mechanischen oder elektromechanischen Druckkopf.
Es ist eine besondere Aufgabe der Erfindung, das Drucken mit Tinte, die durch UV-Licht härtet, oder Tinten, die mittels auftreffender Energie zu härten sind, auf Gewebe, insbesondere auf Gewebe mit Höhenunterschieden in der Oberfläche wie beispielsweise Quilts oder Matratzendrillich, möglich zu machen. Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirksames Härten von auf Gewebe aufgespritzten, durch UV-Licht härtbaren Tinten dadurch zu schaffen, dass nicht ausgehärtete Monomere und andere extrahierbare, nichtlösbare Polymerisationsreaktanden, einschließlich der Nebenprodukte von Reaktanden, oder von Tintenbestandteilen auf ein Niveau reduziert werden, das höchstwahrscheinlich von Personen, die mit dem bedruckten Substrat in Kontakt kommen, toleriert oder akzeptiert wird.
In Übereinstimmung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung wird Tinte digital auf Gewebe gedruckt und die Polymerisation der Tinte wird dadurch initiert, dass sie einem auftreffenden Energiestrahl, beispielsweise einem UV-Lichtstrahl oder einem Elektronenstrahl oder einem anderen derartigen Energiestrahl, ausgesetzt wird, danach wird die teilweise polymerisierte oder ausgehärtete Tinte einer Wärmequelle ausgesetzt, um die nicht polymerisierten polymerisierbaren Reaktanden und andere extrahierbare Bestandteile der Tinte auf ein niedriges Niveau zu reduzieren, von dem anzunehmen ist, dass es von Personen, die in Kontakt mit dem Gewebe kommen, toleriert oder auf andere Weise akzeptiert werden kann.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung wird durch UV-Licht härtende Tinte auf Gewebe gespritzt, und das Härten der Tinte wird durch das Bestrahlen mit UV-Licht initiert. Vorzugsweise wird ein „non-bubble"-Tintenspritzkopf, beispielsweise mit einem Piezo-Kristalls- oder einem anderen mechanischen Tintenspritzwandler zum Spritzen der Tinte verwendet. Während des Betriebes kann dem Piezo-Kristall- oder dem anderen mechanischen Tintenspritzwandler Wärme zugeführt werden, generell jedoch nur zur Verringerung der Tintenviskosität. Zusammen mit der Bestrahlung mit UV-Licht oder nach dieser Bestrahlung wird das bedruckte Gewebe einem Strom erhitzter Luft ausgesetzt, der entweder den vom UV-Licht eingeleiteten Härteprozess verlängert oder die nicht gehärteten Komponenten der Tinte wegbläst oder beides erreicht. Insbesondere wird durch UV-Licht härtbare Tinte auf ein Gewebe gespritzt, und die aufgespritzte Tinte wird mit UV-Härtungslicht bestrahlt, um die Tinte soweit zu erhärten, dass sie ausreichend stabilisiert ist, damit das aufgedruckte Bild im Wesentlichen nicht weiter verläuft, was im Allgemeinen, abhängig von der Tintendichte, der Porosität und der Zusammensetzung des Substrats, dem Gewicht und der Dicke des Substrats, bei 60 bis 95% Polymerisation der Fall ist. Dann wird das mit der teilweise gehärteten aufgespritzten Tinte versehene Gewebe mit Heißluft in einem Wärmehärtofen erwärmt, wobei die durch das UV-Licht begonnene Polymerisation sich fortsetzen kann oder nicht gehärtete Monomere verdunsten oder beides geschieht, um ein Druckbild mit UV-härtbarer Tinte zu schaffen, das ein reduziertes Niveau von ungehärteten Monomeren oder anderen Komponenten der Tinte enthält, und von dem anzunehmen ist, dass es von Personen toleriert werden kann, die gegenüber solchen Tintenbestandteilen empfindlich oder potentiell empfindlich reagieren. Die nicht gehärteten Komponenten der Tinte werden vorzugsweise auf eine Größenordnung von beispielsweise etwa einem Gramm pro Quadratmeter reduziert und enthalten im Allgemeinen nicht mehr als etwa 1,55 Gramm pro Quadratmeter ungehärteter Monomere auf dem Gewebesubstrat.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird UV-härtbare Tinte auf ein stark texturiertes Gewebe, beispielsweise ein Drillichmaterial für Matratzenabdeckungen, aufgespritzt, vorzugsweise vor dem Nähen des Gewebes zu einer Matratzenabdeckung. Die Tinte wird vorzugsweise mit einer Punktdichte von etwa 180 × 254 Punkten pro Zoll pro Farbe bis etwa 300 × 300 Punkten pro Zoll pro Farbe aufgespritzt, obwohl auch geringere Punktdichten von etwa 90 × 254 Punkten pro Zoll aufgebracht werden können. Vorzugsweise werden vier Farben einer CMYK-Farbenpalette mit einem Tintenspritz-Druckkopf für UV-härtbare Tinte aufgebracht, jede in Tropfen oder Punkten von etwa 75 Pikolitern oder etwa 80 Nanogramm pro Tropfen. Ein UV-Kopf für aushärtendes Licht ist vorgesehen, der entweder mit dem Druckkopf oder unabhängig von ihm bewegt wird und die aufgebrachten Tropfen der UV-härtenden Tinte mit einem Strahl von etwa 300 Watt pro Linearzoll bestrahlt, die dabei etwa 1 Joule pro Quadratzentimer ausgesetzt werden. Im Allgemeinen beginnt das Härten der durch UV-Licht aushärtbaren Tinte zumindest an der Oberfläche bei niedrigen Energiepegeln im Bereich von etwa 20 oder 30 Millijoules pro Quadratzentimeter. Um im kommerziellen Bereich das Aushärten zu erzielen, sind jedoch höhere UV-Intensitäten im Bereich von etwa 1 Joule pro Quadratzentimeter erwünscht. Unter der Voraus setzung, dass ein bestimmter minimaler Schwellenwert an Energiedichte erreicht wird, der auf der Basis der Tintenzusammensetzung variieren kann, kann die Energie des Strahls als Funktion von Gewebegeschwindigkeit in Relation zum Belichtungskopf und der Empfindlichkeit des Gewebes gegenüber einer Beschädigung durch die Energie des Strahls verändert werden. Das Gewebe mit der teilweise durch UV-Licht gehärteten aufgespritzten Tinte wird dann durch einen Ofen transportiert, wo es für eine Dauer von etwa 30 Sekunden bis zu etwa drei Minuten auf etwa 149°C (300°F) erhitzt wird. Vorzugsweise wird ein Heißluftstrom im Ofen als Heizquelle verwendet, jedoch können auch andere Heizmethoden wie Infrarotgeräte oder andere Strahlungsheizquellen verwendet werden. Der Energiepegel des UV-Lichtes, die Heiztemperatur des Ofens und die Wärmebehandlungsdauer im Ofen können innerhalb eines Bereiches der oben genannten Werte abhängig von der Art des Gewebes, der Dichte und Art der aufgebrachten Tinte und der Geschwindigkeit des Gewebes bei der Bearbeitung im Verhältnis zum Lichtkopf des UV-Härtungslichtes variiert werden. So wird eine höhere Tintendichte auf dem Gewebe im Allgemeinen mehr UV-Energie erfordern sowie eine höhere Heiztemperatur des Ofens, eine längere Wärmebehandlungszeit im Ofen oder eine Kombination dieser Variablen, um das erforderliche Aushärten auf dem speziellen Gewebe zu bewirken. Generell sind die oberen Grenzen für den UV- oder einen anderen auftreffenden Energiestrahl und für die Heiztemperatur des Ofens Werte, bei denen, wenn sie auf die spezifische Tinte oder das Gewebe angewendet werden, eine Beschädigung oder eine andere ungünstige Einwirkung auf die aufgebrachte Tinte, das darunter liegende Gewebe oder auf beides beginnt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Parameter für unterschiedliche Tinten und die Anwendung unterschiedlicher Kriterien für die erwünschte Restmenge an ungehärteten Tintenkomponenten auf dem Gewebe verändert werden können, um die Restmengen zu erhöhen oder zu verringern. Indem die Energieintensität erhöht oder verringert wird, oder indem eine andere Form als UV-Licht als Energie verwendet wird, oder indem die Zeit verlängert oder verkürzt wird, während der die Tinte der Energie ausgesetzt ist, kann die Menge an verbleibenden unpolymerisierten, inaktiven Lösungsmittelbestandteilen der Tintenkomponenten verändert werden. Außerdem kann die Verwendung höherer oder niedrigerer Temperaturen oder ein stärkerer oder schwächerer Luftstrom oder eine längere oder kürzere Wärmebehandlungszeit im Nachhärteofen die endgültige Zusammensetzung der Tinte auf dem Substrat verändern. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass das Härten durch Energie oder der Wärmebehandlungsprozess weder das Gewebe noch die Tinte beschädigt.
Die Erfindung macht es möglich, Bilder mit UV-härtender Tinte auf Gewebe zu drucken, indem sie ein wirksames Härten der Tinte schafft, bei dem weniger als eine nominale Menge von 1,55 Gramm ungehärteter Monomere pro Quadratmeter bedruckten Materials zurückbleibt und im allgemeinen sogar nur etwa 0,155 Gramm ungehärteter Monomere pro Quadratmeter. Damit schafft die Erfindung die Möglichkeit, die Vorteile der Verwendung von UV-härtender Tinte gegenüber Tinten auf Wasser- und Lösungsmittelbasis zu nutzen, einschließlich der Vorteile, die die potentiell hohe Farbsättigung sowie die geringen potentiellen Überempfindlichkeitsreaktionen oder Toxidität bieten, und ohne die Spritzdüsen zu verstopfen und außerdem die Verwendung von Piezo- oder anderen langlebigen Druckköpfen zu ermöglichen. Außerdem bietet die Möglichkeit, Gewebe großer Breite mit polymerisierbaren Tinten zu bedrucken, die mit den Substraten keine chemischen Verbindungen eingehen, besonders für Gewebe wie Matratzenabdeckungen und andere Möbel- oder Bettenprodukte Vorteile.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen mit größerer Deutlichkeit aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Figur ist eine diagrammatische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Stepp- oder Quiltmaschine für Matratzenabdeckungen, der Gewebe zugeführt wird, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Figur stellt eine Stepp- oder Quiltmaschine 10 dar mit einem stationären Rahmen 11, dessen Längsausdehnung durch einen Pfeil 12 und dessen Querausdehnung durch einen Pfeil 13 repräsentiert wird. Die Maschine 10 hat ein Vorderende 14, in das ein Gewebe 15 aus Drillich oder Oberflächenmaterial von einer Vorratsrolle 16, die drehbar am Rahmen 11 befestigt ist, eingerührt wird.
Eine Rolle Rückseitenmaterial 17 und eine oder mehrere Rollen Füllmaterial 18 werden ebenfalls in Gewebeform auf Rollen zugeführt, die ebenfalls drehbar am Rahmen 11 angebracht sind. Die Gewebe werden um eine Mehrzahl von Rollen (nicht gezeigt) auf ein Transportband oder Transportsystem 20 geführt, jedes an unterschiedlichen Punkten entlang des Transportbandes 20. Vorzugsweise enthält das Transportsystem 20 ein Paar einander gegenüber liegender, über Stifte gespannter Bandsätze 21, die sich durch die Maschine 10 erstrecken und auf die die äußere Schicht 15 am vorderen Ende 14 der Maschine 10 der Maschine zugeführt wird. Die Bandsätze 21 halten das Gewebe 15 in einer präzise angegebenen Längsposition auf den Bändern, da die Bandsätze 21 das Gewebe 15 durch die Längsausdehnung der Maschine 10 tragen, vorzugsweise mit einer Genauigkeit von 0 bis ¼ Zoll. Die Bewegung der Bänder 21 in Längsrichtung wird von einem Transportbandantrieb 22 gesteuert. Das Transportsystem 20 kann andere Formen haben wie beispielsweise einander gegenüber angeordnete Lagerungen für Zahnriemen, in Längsrichtung bewegbare positive Seitenklammern, die am Material des Gewebes 15 angreifen und es spannen oder andere Sicherungsmaßnahmen zum Halten des Oberflächenmaterials 15 in festgelegter Position gegenüber dem Transportsystem 20, wobei diese Angaben nicht als Einschränkung zu deuten sind.
Entlang des Transportsystems 20 sind drei Stationen angeordnet, die eine Tintenspritzstation 25, eine UV-Licht Härtestation 24, eine beheizte Trockenstation 26, eine Quiltstation 27 und eine Gewebe-Zuschneidestation 28 enthalten. Das Rückseitenmaterial 17 und das Füllmaterial 18 werden mit der Oberflächenschicht 15 zwischen der Trockenstation 26 und der Quiltstation 27 in Kontakt gebracht, um ein mehrlagiges Material 29 zum Nähen an der Quiltstation 27 zu bilden. Vorzugsweise kommen die Schichten 17, 18 nicht in Angriff mit den Bandsätzen 21 des Transportsystems 20, sondern werden stromaufwärts der Quiltstation 27 mit der Unterseite des Gewebes 15 in Kontakt gebracht, um sich unter dem Gewebe 15 durch die Quiltstation 27 und zwischen ein Paar Klemmrollen 44 am stromabwärtigen Ende der Quiltstation 27 zu erstrecken. Die Rollen 44 werden synchron mit den Bandsätzen 21 betrieben und ziehen die Gewebe 17, 18 mit dem Gewebe 15 durch die Maschine 10.
Die Druckstation 25 enthält einen oder mehrere Tintenspritz-Druckköpfe 30, die in Querrichtung über den Rahmen 11 bewegbar sind und ebenfalls in Längsrichtung auf dem Rahmen 11 zu bewegen sein können, angetrieben durch einen Querantrieb 31 und wahlweise durch einen Längsantrieb 32. Alternativ kann der Kopf 30 sich über die Breite des Gewebes 15 erstrecken und so ausgelegt sein, dass er gleichzeitig eine ganze Querlinie von Punkten auf das Gewebe 15 druckt.
Der Tintenspritz-Druckkopf 30 ist so aufgebaut, dass er durch UV-Licht härtende Tinte mit 75 Pikolitern oder etwa 80 Nanogramm pro Tropfen spritzt und das für jede von vier Farben, die einer CMYK-Farbpalette entsprechen. Der Druckkopf 30 durchläuft vorzugsweise keinen Heizschritt während des Betriebes. Es ist ein mechanischer oder elektromechanischer Druckkopf wie ein Piezo-Druckkopf zu bevorzugen. Die Punkte werden vorzugsweise mit einer Auflösung von etwa 180 Punkten pro Zoll mal etwa 254 Punkten pro Zoll aufgebracht. Die Auflösung kann höher oder niedriger sein, jedoch wird die Auflösung 180 × 254 bevorzugt. Falls gewünscht, ist für feinere Bilder oder eine stärkere Farbsättigung eine Auflösung von 300 × 300 Punkten pro Zoll zu bevorzugen. Die Tropfen der unterschiedlichen Farben können entweder Seite-an-Seite oder Punkt-auf-Punkt gesetzt werden. Das Punkt-auf-Punkt-Verfahren (manchmal als Tropfen-auf-Tropfen bezeichnet) erzeugt eine höhere Dichte.
Der Druckkopf 30 ist mit Steuermöglichkeiten ausgerüstet, die eine wahlweise Betätigung des Kopfes 30 für einen wahlweisen Druck von zweidimensionalen Mustern 34 aus einer oder mehreren Farben auf die obere Lage des Gewebes 15 ermöglichen. Der Antrieb 22 für das Transportsystem 20, die Antriebe 31, 32 für den Druckkopf 30 und der Betrieb des Druckkopfes 30 werden durch ein Programm einer Steuereinheit 35 gesteuert, um Muster an bekannten Stellen auf des Gewebe 15 zu drucken. Die Steuereinheit 35 enthält einen Speicher 36 zum Speichern programmierter Muster, zum Speichern von Maschinensteuerprogrammen und von Echtzeitdaten bezüglich der Art und der Längs- und Querstellen der gedruckten Muster auf dem Gewebe 15 und der relativen Längsposition des Gewebes 15 in der Maschine 10.
Die UV-Härtestation 24 enthält einen Härtekopf 23 für UV-Licht, der sich mit dem Druckkopf 30 bewegen oder sich, wie dargestellt, unabhängig vom Druckkopf 30 bewegen kann. Der UV-Licht-Härtekopf 23 ist so konfiguriert, dass er einen schmalen, sich in Längsrichtung erstreckenden Strahl UV-Lichts scharf auf die bedruckte Oberfläche des Gewebes fokussiert. Der Kopf 23 ist mit einem Querantrieb 19 ausgestattet, der so gesteuert wird, dass er die bedruckte Gewebeoberfläche in Querrichtung abtastet, um den Lichtstrahl quer über das Gewebe zu bewegen. Der Kopf 23 wird vorzugsweise durch die Steuereinrichtung 35 intelligent gesteuert, um seinen Betrieb wahlweise auszuführen und sich schnell über Bereiche zu bewegen, die nicht bedruckt sind, und nur die gedruckten Bilder mit UV-Licht mit einer Geschwindigkeit abzutasten, die ausreichend langsam ist, damit das UV-Licht die Tinte aushärten kann, wodurch Zeitverluste und UV-Energie durch das Abtasten unbedruckter Bereiche vermieden werden. Wenn der Kopf 23 in die Druckstation 25 integriert und so angeschlossen ist, dass er mit dem Druckkopf 30 bewegt wird, kann UV-Härtungslicht synchron mit dem Aufbringen der Tinte unmitelbar nach dem Aufbringen der Tinte verwendet werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist die UV-Härtestation 24 unmittelbar stromabwärts der Druckstation 25 angeordnet, so dass das Gewebe unmittelbar nach dem Bedrucken einer UV-Lichthärtung ausgesetzt wird. Theoretisch ist ein Photon UV-Licht erforderlich, um ein freies Radikal des Tintenmonomers so zu härten, dass die Tinte abbindet. In der Praxis wird einem Quadratzentimeter bedruckter Oberfläche ein Joule UV-Lichtenergie durch den UV-Härtekopf 23 zugeführt. Dies wird erreicht, indem ein UV-Strahl quer über die bedruckte Fläche des Gewebes mit einer Leistung von 300 Watt pro Linearzoll der Strahlbreite geschwenkt wird und die Fläche für eine Zeitspanne dieser Strahlung ausgesetzt wird, die die Energie mit der gewünschten Dichte ausübt. Wenn die Gewebedicke und die Opazität nicht zu hoch sind, kann alternativ Härtungslicht von beiden Seiten des Gewebes projiziert werden, um das Härten der UV-Tinte zu verbessern. Die Anwendung einer viel höheren Energie kann zu einem Ansengen oder sogar zum Verbrennen des Gewebes führen, so dass der UV-Energie in der Praxis eine obere Grenze gesetzt ist.
Die Wärmehärtungs- oder Trockenstation 26 ist am Rahmen 11 befestigt, vorzugsweise unmittelbar stromabwärts der UV-Lichthärtungsstation. Reicht die UV-Härtung aus, um die Tinte so zu stabilisieren, dass das gedruckte Bild im wesent lichen gegen ein Verlaufen resistent ist, dann ist die Tinte ausreichend farbecht, um die Trockenstation auch außerhalb der Fertigungslinie oder stromabwärts der Quiltstation 27 anzuordnen. Ist die Trockenstation innerhalb der Fertigungslinie angeordnet, dann sollte sie sich ausreichend weit entlang der Länge des Gewebes erstrecken, um es mit der Geschwindigkeit des Druckens ausreichend zu härten. Das Wärmehärten am Ofen oder an der Trockenstation 26 hält die Temperatur der Tinte auf dem Gewebe bis zu drei Minuten bei etwa 149°C (300°F). Ein Erhitzen von 30 Sekunden bis zu 3 Minuten ist der voraussichtlich akzeptable Bereich. Das Erhitzen durch geleitete Heißluft ist vorzuziehen, obgleich auch andere Wärmequellen, beispielsweise Infrarotheizgeräte, verwendet werden können, wenn sie nur das Gewebe bis zur Tiefe der Tinte ausreichend durchdringen.
Der genaue Prozentsatz tolerierbarer ungehärteter Monomere variiert von einer Tinte zur anderen und von einem Produkt zum anderen. Allgemein wird angenommen, dass ungehärtete Monomere UV-härtender Tinte auf Werte unterhalb von etwa 0,1% oder 1000 ppm reduziert werden sollten. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die ungehärteten Monomere von UV-härtender Tinte auf weniger als 100 ppm, vorzugsweise auf etwa 10 ppm reduziert. Wie oben erklärt wurde, ist jedes 1 ppm äquivalent zu etwa 15,5 Milligramm extrahierbaren Rückstands pro Quadratmeter bedruckten Materials. Hier bezieht sich der Prozentsatz oder Anteil von verbleibenden ungehärteten Monomeren auf die Masse extrahierbaren Materials, das aus einer gegebenen Probe gehärteter Tinte durch Eintauchen der gehärteten Tintenprobe in ein aggressives Lösungsmittel wie Toluol entfernt werden kann; die Menge des Materials im Lösungsmittel, das durch das Lösungsmittel von der Tinte entfernt wurde, wird gemessen. Die Messungen werden mit einem Gaschromatographen mit einem Massedetektor durchgeführt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die gemessene Menge des von einer gegebenen Tintenprobe entfernten Materials weniger als 1,5 Gramm extrahierbaren Materials pro Quadratmeter bedruckten Materials. Messergebnisse, die über 100 ppm oder 1,5 Gramm extrahierbaren Materials pro Quadratmeter bedruckten Materials liegen, sind unerwünscht. Es werden Messergebnisse von 10 ppm bevorzugt.
In Tabelle 1 sind Extraktionsdaten angegeben, die von einem einzigen Gewebe stammen, das mit unterschiedlichen Mustern bedruckt wurde. Die einzelnen Gewebeproben für jeden Durchlauf sind von der gleichen relativen Stelle des Gewebes herausgeschnitten worden und enthalten das gleiche Druckmuster. Die Gewebeprobe mit der Drucktinte wird in einen Behälter eingetaucht, der eine feststehende Menge an Toluol enthält und bei Umgebungsbedingungen mehrere Tage gelagert wird, um alle nicht-polymerisierten Tintenbestandteile zu extrahieren. Bei dem Gewebe handelt es sich um eine Mischung aus 51% Polyester und 49% Baumwolle. Bei dem ersten Muster handelt es sich um ein Blumenmuster mit bedruckten Gewebeabschnitten; das zweite ist ein vollflächiger Farbdruck, der aus vier Farben CMYK besteht und wobei jede Farbe Punkt-auf-Punkt über die gesamte zur Verfügung stehende Gewebefläche zu 100% aufgespritzt ist.
TABELLE 1
Die Quiltstation 27 ist in der bevorzugten Ausführungsform stromabwärts vom Ofen 26 angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich um eine Quilt-Station mit einer einzigen Nadel wie sie in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/831.060, Anmelder Jeff Kaetterhenry et al., und dem Titel „Web-fed Chain-stitch Single-needle Mattress Cover Quitter with Needle Deflection Compensation" beschrieben ist, deren Offenbarung durch Referenz hierin ausdrücklich enthalten ist und die jetzt als US-Patent Nr. 5.832.849 erteilt ist, beschrieben wurde. Andere geeignete Einfachnadel-Quiltmaschinen, mit denen die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, sind in den US-Patentanmeldungen mit den Seriennummern 08/497.727 und 08/687.225, die jetzt US-Patente mit den Nummern 5.640.916 bzw. 5.685.250 sind, und die beide den Titel haben: „Quilting Method and Apparatus" beschrieben und durch Referenz hierin eingeschlossen. Die Quiltstation 27 kann ebenfalls eine Mehrfachnadelstruktur enthalten, wie sie im US-Patent Nr. 5.154.130 beschrieben wird, die hier auch durch Referenz eingeschlossen ist. In der Figur ist eine Quiltkopf 38 mit einer einzigen Nadel gezeigt, der an einem Schlitten 39 in Querrichtung bewegt werden kann, wobei der Schlitten in Längsrichtung auf dem Rahmen 11 zu bewegen ist, so dass der Kopf Muster mit 360° auf dem vielschichtigen Material 29 nähen kann.
Die Steuereinrichtung 35 steuert die relative Position des Kopfes 38 gegenüber dem aus mehreren Lagen bestehenden Material 29, das aufgrund des Betriebes von Antrieb 22 und Transportsystem 20 durch die Steuereinrichtung 35 und die Speicherung von Positionsinformationen im Speicher 36 der Steuereinrichtung 35 auf einer präzise bekannten Position gehalten wird. In der Quiltstation 27 steppt der Quiltkopf 38 ein genähtes Muster passgenau mit dem gedruckten Muster 34 und erzeugt so ein Kombinations- oder Verbundmuster 40 aus Druck und Quiltstichen auf dem mehrlagigen Gewebe 29. Dies kann, wie in der dargestellten Ausführungsform, dadurch erzielt werden, dass das zusammengefügte Gewebe 29 in der Quiltstation 27 stationär gehalten wird, während der Kopf 38 sich auf dem Rahmen 11 bewegt, und zwar sowohl in Querrichtung, angetrieben durch einen querlinearen Servoantrieb 41, als auch in Längsrichtung, angetrieben von einem in Längsrichtung wirksamen Servoantrieb 42, um die 360°-Muster zu nähen, indem die Servoeinheiten 41,42 entsprechend der bekannten Position der Muster 34 auf der Basis der Informationen im Speicher 36 der Steuereinheit 35 von dieser angetrieben werden. Als Alternative können auch die Nadeln eines Einfachnadel- oder eines Multinadel-Quiltkopfes gegenüber dem Gewebe 29 bewegt werden, indem der Quiltkopf 38 nur quer gegenüber dem Rahmen 11 bewegt wird, während das Gewebe 29 gegenüber der Quiltstation 27 in Längsrichtung bewegt wird, angetrieben vom Transportsystemantrieb 22, der so eingestellt werden kann, dass unter der Steuerung der Steuereinrichtung 35 die Betriebsrichtung des Transportsystems 20 umgekehrt werden kann.
In bestimmten Anwendungsbereichen kann die Anordnung von Druck- und Quiltstation 25 bzw. 27 umgekehrt werden, das heißt, die Druckstation 25 befindet sich stromabwärts der Quiltstation 27, beispielsweise an der Station 50, die durch strichpunktierte Linien in der Figur dargestellt ist. An der Station 50 wird der Druck mit dem vorher an der Station 27 applizierten Quilten ausgerichtet. In einer solchen Anordnung würde die Funktion der Härtestation 26 ebenfalls an eine Stelle stromabwärts von sowohl Quiltstation 27 als auch Druckstation 50 verlegt oder, wie dargestellt, in die Druckstation 50 integriert werden.
Die Station 28, an der das Gewebe abgeschnitten wird, ist stromabwärts vom Stromabwärtsende des Transportsystems 20 angeordnet. Auch die Abschneidestation 28 wird von der Steuereinrichtung 35 synchron mit der Quiltstation 27 und dem Transportsystem 20 gesteuert, und sie kann so gesteuert werden, dass ein Verkürzen des mehrlagigen Gewebematerials 29 während des Quiltens an der Quilstation 27 oder ein Verkürzen, das auf andere Weise auftritt, wie es im US-Patent Nr. 5.544.599 „Program Controlled Quitter and Panel Cutter System with Automatic Shrinkage Compensation" beschrieben wird, das hiermit ausdrücklich durch Referenz in dieser Schrift eingeschlossen ist, kompensiert wird. Informationen über das Schrumpfen der Gewebeabmessungen während des Quiltens, das aufgrund des Zusammenziehens von dickem, mit Füllmaterial versehenem mehrlagigem Material entsteht, können von der Steuereinrichtung 35 berücksichtigt werden, wenn das Quilten passgenau mit dem gedruckten Muster 34 ausgeführt wird. Die Schneidvorrichtung 28 trennt individuelle bedruckte und gequiltete Materialstücke 45 von dem Gewebe 38, und jedes Gewebestück enthält ein Kombinationsmuster 40 aus Druck und Quiltnäherei. Die abgeschnittenen Gewebestücke 45 werden mit einem Auslieferungstransportband 46, das ebenfalls von der Steuereinrichtung 35 gesteuert wird, vom Ausgabeende der Maschine entfernt.
Piezo-Druckköpfe, die für diesen Fertigungsprozess nützlich sind, werden von Spectra, Neu Hampshire, U.S.A., hergestellt. UV-Härteköpfe, die für diesen Fertigungsprozess nützlich sind, werden von Fusion UV Systems, Inv., Gaithersburg, Maryland, U.S.A., hergestellt.
Die obige Beschreibung ist für bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung repräsentativ. Fachleuten auf dem Gebiet ist bewusst, dass unterschiedliche Veränderungen und zusätzliche Merkmale an den oben beschriebe nen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne sich von den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu entfernen.

Claims

Druckverfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Bedrucken eines Gewebes mit einer strahlungshärtbaren/polymerisierbaren Farbe, die bis zum Einleiten der Strahlungshärtung/Polymerisation stabil ist, Einleiten der Strahlungshärtung/Polymerisation der Farbe auf dem Gewebe durch Aufbringen eines Strahlungshärtungs/Polymerisationsmittels darauf, bis die Farbe im Wesentlichen gehärtet/polymerisiert ist, aber wenigstens einige ungehärtete/unpolymerisierte Komponenten enthält, und dann Erhitzen der Farbe auf dem Gewebe zum Reduzieren von ungehärteten/unpolymerisierten Komponenten davon auf dem Gewebe.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einleiten der Strahlungshärtung/Polymerisation das selektive Applizieren von Härtungsenergie auf farbtragende Bereiche des Gewebes in Ausrichtung damit beinhaltet.
Druckverfahren nach Anspruch 1, wobei die Farbe polymerisierbar ist, eine Polymerisationsreaktion in der Farbe eingeleitet und gehalten wird, bis die Farbe im Wesentlichen polymerisiert ist, aber wenigstens einige unpolymerisierte Monomere enthält, und das Erhitzen zum Reduzieren der unpolymerisierten Monomere dient.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Farbe UV-härtbare Farbe ist und das Polymerisieren der Farbe das Belichten der UV-härtbaren Farbe mit UV-Licht beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Trocknen das Leiten von heißer Luft auf das Gewebe mit der im Wesentlichen polymerisierten UV-härtbaren Farbe darauf beinhaltet, um wenigstens einige der unpolymerisierten Farbmonomere von dem Gewebe verdunsten zu lassen und/oder um wenigstens einige der unpolymerisierten Farbmonomere von dem Gewebe weiter zu polymerisieren.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Farbe EB-härtbare Farbe ist und die Polymerisation das Fokussieren eines Strahls von Elektronen auf die Farbe beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Drucken der Farbe das Drucken von polymerisierbarer Farbe beinhaltet, die keine erhebliche Lösungsmittelsmenge enthält.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Drucken der Farbe das Spritzen eines Farbstrahls auf das Substrat beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Drucken der Farbe durch Spritzen eines Farbstrahls aus wenigstens einem Druckkopf oder durch Spritzen eines Farbstrahls bei niedriger Temperatur aus wenigstens einem Druckkopf oder durch Spritzen eines Farbstrahls aus wenigstens einem Druckkopf durch im Wesentlichen mechanische Wirkung eines Druckkopfelementes oder durch Spritzen eines Farbstrahls aus wenigstens einem piezoelektrischen Druckkopf erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Farbe UV-härtbare Farbe ist, die auf das Gewebe gespritzt wird, wobei die gespritzte Farbe auf dem Gewebe im Wesentlichen durch Belichten der UV-härtbaren Farbe mit UV-Licht gehärtet wird, wobei das Härten zur Folge hat, dass im Wesentlichen gehärtete UV-Farbe auf dem Gewebe ungehärtete Monomere der UV-härtbaren Farbe beinhaltet und der Erhitzungsschritt den Grad der ungehärteten Monomere der UV-härtbaren Farbe auf dem Gewebe reduziert.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Erhitzungsschritt das Erhitzen des Gewebes mit der im Wesentlichen gehärteten UV-Licht-gehärteten Farbe darauf und dadurch das Reduzieren ungehärteter Monomere der UV-härtbaren Farbe auf dem Gewebe auf 100 PPM oder weniger beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei der Erhärtungsschritt das Belichten der auf das Gewebe gespritzten UV-härtbaren Farbe mit einem Strahl von etwa 300 Watt pro Linearzoll UV-Licht für eine Zeit beinhaltet, die ausreicht, um etwa 1 Joule pro Quadratzentimeter Farbe zu applizieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Erhitzungsschritt das Erhitzen des Gewebes auf etwa 300°F für wenigstens etwa 30 Sekunden beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Spritzen von UV-härtbarer Farbe auf ein Gewebe das Spritzen eines Strahls von UV-härtbarer Farbe eines Typs beinhaltet, der mit UV-Licht mit einem Energieniveau oberhalb einer Härtungsschwelle belichtet werden muss, bevor sie erhärtet, wobei das weitgehende Erhärten der gespritzten Farbe auf dem Gewebe das Belichten der UV-härtbaren Farbe mit UV-Licht mit einem Energieniveau oberhalb der Erhärtungsschwelle beinhaltet und der Erhitzungsschritt das Erhitzen mit Wärmeenergie beinhaltet, die andere Energie als UV-Licht auf dem Energieniveau oberhalb der Erhärtungsschwelle beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Farbstrahlspritzschritt den Schritt des Spritzens eines Strahls der UV-härtbaren Farbe mit einer Punktdichte von wenigstens etwa 180 Punkten pro Zoll beinhaltet, wobei jeder Punkt etwa 75 Pikoliter der Farbe beinhaltet.
Steppverfahren, das die Schritte des Druckens von härtbarer/polymerisierbarer Farbe auf ein Gewebe mit dem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zum Bilden eines Druckmusters auf dem Gewebe, das Kombinieren von einer oder mehreren Sekundärschichten aus Material mit dem Gewebe und das Steppen eines Steppmusters auf den kombinierten Material- und Gewebeschichten über das auf das Gewebe gedruckte Muster umfasst.