Thermodruck und die Anwendung von Va- kuum im

LENZINGER
Folge 47
Thermodruck und die Anwendung
kuum im Thermodruck
Ing. Günter
feld
S c h i f f e r , Kleinewefers
von Va-
GmbH.,
Kre-
Der Thermodruck
hat heute einen festen Platz im E;edrucken von Geweben und Gewirken aus Synthesefasern
eingenommen. Hier ist auch weiterhin eine steigende Tendenz festzustellen.
Die maschinentechnische
Konzeption
der typischen Thermodruckmaschine
darf als bekar nt
vorausgesetzt werden.
Eine kurze technische Darstellung der im Einsatz befindlichen Vakuum-Thermodruck-Typen,
die unter 200 Torr
arbeiten, entsprechend 26 664 Pascal, sei erlaubt.
Der Grund des Einsatzes von Maschinen mit einer Vakuumeinrichtung
ist ‘die erreichbare bessere Penetration,
die bei gleicher Temperatur
und Papiertype eine höhere
Produktionsgeschwindigkeit
und, daraus resultierend, den
besseren Warengriff
bringt. Es wird das an Beispielen
und. Mustern dargestellt. Der besondere Einsatzwert
C.er
Vakuum-Thermodruck-Technik
beim Druck von Polgen,eben wird erläutert und an Vorlagen gezeigt.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit
ist der Thermodruck
unter Ausnutzung
der Vakuumtechnik
auf Ketten zur
Herstellung
von Dekostoffen und Polgeweben mit beidseitiger Durchmusterung
bzw. kompletter
Färbung c:es
Pols. Auch hier werden Muster gezeigt.
Der Teppichthermodruck
wird zum Schluß des Vortrags
kurz gestreift.
Transferprinting
has found today its niche for printing of
woven and knitted synthetic material.
A furthermore
continued upward trend tan be noted. The
mechanics of a typical transfer printing machine are taken
to be known.
A short technical description of vacuum transfer printing
machine types working below 200 Torr corresponding to
26 664 Pascal seems permissible.
Reason for the employment of machines with a vacuL.m
device is the obtainable improved Penetration which leads
to higher production
Speed and, therefore, results in a
better handle of the fabric with the same temperature
and, type of print Paper.
This result is demonstrated in figures and samples. The
particular value of employing the vacuum transfer technique in printing of pile fabrics is explained an’d shown
with Sample swatches.
A further possibility of application lies in vacuum trarsfer printing of warp yarn for the manufacture of fabrjcs
for interior decoration and also pile fabrics showing a
full through print and complete colouring of the pile respectively. Here again samples demonstrate
this pos:;ibility.
Carpet transfer printing is shortly illustrated
at the e:ld
of the Paper.
Der Thermodruck
gehört heute zu einem der ancrkannten
Druckverfahren
im täglichen
praktisch-n
Einsatz. Die weitere Auswahl
der Farbstoffe
und speziellen Verdickungen
durch die Hersteller
von Tracsferpapieren
bietet
heute eine breite
Anwendungsmöglichkeit
sowohl in bezug auf die bedruckbaren
synthetischen
Fasern als auch auf die Einbeziehung
der unterschiedlichen
Gewebe- und Gewirkestrukturen. Zusätzlich
kommen in den letzten Jahren te&.Z68
BERICHTE
Mai 1979
gerechte Papierkollektionen
auf den Markt, die vom
Dessin her keine Wünsche offen lassen. Ich möchte es
mit den Worten eines italienischen
Transferkalanderkunden
ausdrücken,
der treffend
die heutige Situation bezüglich der qualitativen
Seite festlegte.
Auf Idie Frage, wie seine Verkäufer
dem Endabnehmer den Unterschied
zwischen
den in klassischen
Druckverfahren
und den in Transferdruck
hergestellten Qualitäten
erläutern
könnten, gab er zur Antwort:
Meine Verkäufer
verkaufen
meine Warenkollektion
und nicht die Art, wie diese hergestellt
ist. Die Kollektion muj3 optimal
ansprechen;
der Weg dahin und
die dafür erforderlichen
Betriebsmittel
können keine
Verkaufsbegründung
sein.
Hier ist der Schritt vom Transfer
als Gag oder vom
Garagenniveau
aus auf eine textilgerechte
Qualität
getan und öffnet den Weg in die Zukunft.
Das Ziel einer weiteren
Verbesserung
der Warenqualität
in bezug auf den Griff, die Penetration
und
die Konturenschärfe
wurde bald nach dem verstärkten Einsatz von Transferkalandern
erkannt. Von seiten der Farbstoffauswahl
(Deep-Penetration-Papier)
kam zwar Hilfe, aber einer Steigerung
der Produktionsgeschwindigkeit
oder
Griffverbesserung
war
durch die erforderliche
Transfertemperatur
bis etwa
220° (2 eine Grenze gesetzt.
Die Tierbesserung
der Farbstoffausbeute
und die Erhöhung
der Sublimationsgeschwindigkeit
unter Vakuumbedingungen
ist bekannt. Hierbei kann auch eine Temperatursenkung
bei gleicher Ausbeute
vorgenommen werden.
Auf
dieser
allgemeinen
physikalischen
Basis aufbauend,
wurde
die Anwendung
von Vakuum
im
Transferdruck
vorangetrieben.
Zur Zeit sind gegenüber dem konventionellen
Transferdruck
drei Maschinenausführungsformen
bekannt,
bei denen Vakuun-. angewendet
werden soll.
Vacurnat
VZD
Diese Type (Abb. 1) verwendet
eine Siebtrommel
Waren- und Papierträger,
wobei die Warenbahn
als
an
:..
Abb. 1: Schema des Transferdrucksystems
Vacumat VZD
(Kannegießer)
5) Infrarotstrahler
1) bedruckte Ware
6) Abschirmblende
2) unbedruckte Ware
7) Absaugzylinder
3) benutztes Thermodruckpapier
4) Thermodruckpapier
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BERICHTE
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der kalten Trommel
anliegt, eventuell
mit oder ohne
Schutzpapier,
und der Farbträger
wird
von außen
auf die Warenbahn
gelegt. Die Anpreßung
erfo:‘.gt
durch Anlegen
eines Unterdruckes
in der Siebtrommel und durch den atmosphärischen
Außendruck.
Die
Heizung
des Papiers
durch Infrarotstrahler
erfoY<gt
von außen.
Bei diesem System
kann aufgrund
der durch die
Berstbelastungsgrenze
des Transferpapieres
gegebenen Daten nur ein nicht als Vakuum
zu bezeichnender Unterdruck
erzielt werden. Hier fehlt das Mer-kmal des Einsatzes von Vakuum.
J
Typ TC 451
Eine weitere
Variante
stellt das in der Abbildung
2
gezeigte Modell dar. Hier wird eine beheizte Trommel in einem evakuierten
Raum betrieben und das t’ür
die Anpressung
von Ware und Farbträger
benötigte
Filztuch
ebenfalls
innerhalb
dieses Raumes geführt.
Durch eine Ein- und Auslaßschleuse
wird die Ware
als Sandwich
eventuell
mit Schutzpapier
und dem
Farbträger
in den Raum eingeführt.
Das eingestellte
Vakuum
liegt meistens
bei etwa 110 Torr (0,14665
bar). Zu beachten ist, daß der Kontakt
mit der Heiztrommel
nach der Evakuierung
des Warenund
Farbträgers
erfolgt.
Abb. 2: Schema drs Transferdrucksystems
Typ TC
(Stork)
1) bedruckte Ware
5) Heiztrommel
2) unbedruckte Ware
6) Vakuumraum
3) benutztes Thermo7) Anpreßband
druckpapier
4) Thermodruckpapier
,151
Vakuum-Transferdruck-Kalander
Das zur Zeit nach diesem Schema im Einsatz befindliche dritte
System
(Abb. 3) zeigt eine wesentliche
Abweichung
von den vorherigen
Grundgedanken.
Die Heiztrommel
wird
bei etwa 315O Trommelumschlingung
in einem evakuierten
Raum geführt.
Das
Anpreßband,
die Ware und der Farbträger
werden
gemeinsam
unter Anlage
an die geheizte
Trommel
in den evakuierten
Raum eingeführt.
Beim Eintritt
wie beim Verlassen werden die Schleusen unter Kontakt an der geheizten Trommel
durch das Sandwichpaket passiert.
Untersuchungen
am System ergaben interessante
Aufschlüsse über den Wirkungsmechanismus.
Die Länge
der Schleusenüberdeckung
im Verhältnis
zur Warengeschwindigkeit
hat einen Einfluß
auf die Konturen-
vom
Vakuum-Transferdruck-Kalander
Abb. 3: Schema
(Kleinewefers)
5) Schutzpapier
1) bedruckte Ware
2) unbedruckte Ware
6) Metalltuch
7) Heiztrommel
3) benutztes Thermo8) Vakuumraum
druckpapier
4) Thermodruckpapier
schärfe. Ferner
hat die Höhe des Vakuums
wieder
einen Einfluß
auf die Penetration
bei sonst gleichen
Temperaturen
der Heiztrommel.
An der Schleuse
entsteht
ungeachtet
der generellen
Abdichtung
eine
Strömung
im Warenpaket
(eine Zwangsleckage).
Diese aber bestimmt
maßgeblich
den Effekt. Damit entstehen drei technologische
Schritte:
- Vorheizung
des Paketes Ware - Papier - Band
u;ad eventuell
Schutzpapier
vor dem Eingang
in
die Schleuse,
- Strömung
und Übertragung
des Farbstoffnebels
an die Faser und
- Diffusion
des Farbstoffes
vom Fasermantel
in den
F,aserkern.
Damit wird auch die Verweilzeit
aus diesen Komponenten bestimmt,
das heißt, eine schnelle Farbstoffablös.ung bedingt noch keine entsprechende
Echtheit;
diese ergibt sich aus der nach der Farbstoffsublimation zur Diffusion
in die Faser zur Verfügung
gestellten
Zeit. Hier ergeben sich Abhängigkeiten,
die
vom Maschinensystem
nicht beeinflußt,
sondern farbstoff- und faserspezifisch
sind. Hieraus
ist auch die
Absenkung
der Gesamtkontaktzeit
ersichtlich,
die zu
einer Griffverbesserung
führt, und ferner die durch
die Strömung
und das Vakuum
zu bestimmende
Entlüftung
der Ware, was einer besseren Wärmeübertragung dient. Dies bedeutet: kein Energie- und Zeitbedarf
für die tfberwindung
des Luftpolsters,
d. h.
auch eine Temperaturabsenkungsmöglichkeit
ohne
Verzicht
auf die Reihechtheit.
Vorteile
der Vakuumanwendung
Die .Ergebnisse, die erzielt werden
können, sind an
vorliegenden
Mustern
gut sichtbar. Hier sind die Untersclniede als Gegenüberstellung
eines Transferdrukkes rnit und ohne Vakuum
zur Beurteilung
gegeben.
Es ist natürlich
zu erwarten,
daß Gewebe- und WirkWarenqualitäten
mit einfachen
Ansprüchen
und in
einfacher,
leichter Struktur
weniger deutlich Verbesserungen erkennen
lassen. Jedoch wird ohne Zweifel
auch hierbei ein Vorteil
erhalten
und sei es nur die
erreichbare
Produktionsgeschwindigkeit
mit
sonst
gleichem
Trommeldurchmesser.
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LENZINGER
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Problematische
Produkte
sind praktisch
nur durch
die Möglichkeit
des Transferdruckes
mit Vakuumeinrichtung
sinnvoll
herzustellen.
Hier sei die Gruppe
der Polwaren
angesprochen.
Acrylsamte
und Möbelplüsche
erhalten
einen Durchdruck, der als gut zu bezeichnen ist, und behalten (den
gewünschten
Griff und die erwartete
Polhöhe. Auch
hier sagen die ausliegenden
Muster mehr als eine allgemeine Beschreibung.
Es ist selbstverständlich,
daß auch die eingesetn.ten
Papiere auf die Penetration
wie auch auf die Echtheiten einen maßgeblichen
Einfluß
haben. Es bleibt
aber die Aussage bestehen, daß es mit dem Einsatz
einer Vakuumeinrichtung
dann eben eine höhere F’roduktionsgeschwindigkeit
gibt.
In Zusammenarbeit
mit der Faserabteilung
der Bayer
AG wurden die Untersuchungen
über die Anwendung
von Transferdruck
auf Ketten aufgenommen.
Die Abbildungen
4 a, b zeigen die Einrichtung.
Es läßt sich
heute sagen, daß das Bedrucken
von Acryl- und Polyesterketten,
wenn sie gut geschert sind, keine F’robleme bringt.
Die sich hieraus
ergebenden
Musterungsmöglichkeiten
sind vielfältig.
BERICHTE
Mai 1979
Aber hier zeigte sich, daß ohne Vakuum
die erforderliche vollständige
Durchdringung
des Kettfadens
nicht
gegeben ist. Durch Vorliegen
einer bedruckten
Kette
kann durch simple
Variationen
der für den Schuß
verwandten
Fäden eine interessante
Mustervielfalt
erzielt werden.
Literatur:
1) D. Stockmann:
2)
3)
4)
5)
‘3)
7)
Die Prüfung texturierter
Garne und der
aus ihnen hergestellten
Flächengebilde;
Chemiefasern
21 (1971)
F’. M. Latzke: Gegenüberstellung
verschiedener Meßmethoden zur Bestimmung ‘des Kräuselvermögens
von
texturierten
Garnen; Melliand Textilber. 355 - 360 (1975)
D. Fiebig und D. Bechter: Faltenbildung und Texturentwicklung bei Polyestergeweben;
Text. Prax. 1057 - 1060,
1065, 1199, 1200 - 1202 (1976)
W. Stein und H. van der Weyden: Einflußgrößen
bei
der Kräuselkontraktionsprüfung
nach DIN 53 840 an
texturierten
Filamentgarnen;
Chemiefasern/Text.
Ind.
25/77, 1126 - 1132 (1975)
hl. J. Denton; J. Text. Inst. Vol. Nr. 1, 33 - 36 (1969)
5. W. Liinenschloß:
Prüfverfahren
für texturierte
synthetische Fäden; Melliand Text. Ber. 760 - 772 (1971)
G. Schmidt: Bestimmung
einer Kenngröße in Äquivalenz zur konventionellen
Kringeldrehungsprüfung;
interner Arbeitsbericht
Diskussion
Abb.
4a: Einrichtung
Abb. 4b: Einrichtung
zum Transferdrucken:
zum Transferdrucken:
Acrylfutter
PES-Futtoi
Es bleibt noch zu sagen, daß natürlich,
z. B. bei (der
Herstellung
von Polware aus transferbedruckten
Ketten, das Papiermuster
entsprechend
der Polhöhe eine
Längsverzerrung
aufweisen
muß.
70
Herliinger: Herzlichen Dank Herr Schiffer für Ihren Vortrag, nach dem wir uns jetzt schon besser verstehen, denn
Sie haben eine Entwicklung
aufgezeigt, die die Anwendung
von Strömungsund Temperaturgradienten
ausnützt.
Wenn man bedenkt, daß die Partialdrucke
von Farbstoffen
bei diesen Temperaturen
in der Größenordnung
von 103
bis 1.0.” Torr liegen, kann man sich ja vorstellen, daß
auch ein Vakuum von 10mm noch lange nichts bringen
würde, sondern daß nur die Strömungsverhältnisse
ausschlaggeben’d sind und exakt eingestellte Leckraten, die
man bei diesem Verfahren anwenden muß, um über diese
die Konturenschärfe
steuern zu können. Besonders freut
es mich persönlich, daß Sie ein Ergebnis, das wir in der
Grundlagenforschung
entdeckt haben, nun auch technisch
bestätigen konnten, nämlich, daß der geschwindigkeitsbestimmende Schritt niemals von der Papierseite kommt,
sondern ausschließlich vom Fasermaterial
und durch die
Art des Farbstoffes begründet ist.
Leuze: Welche Unterschiede in der Produktionsgeschwindigkeit ergeben sich, wenn man einerseits Polware und
anderseits Kettware bedruckt?
Schiffer: Der wirtschaftlichere
Weg, Polware zu bedrukken, geht nicht über die Kette. Das Herstellen von bedruckter Kette für Polware ist sehr teuer, so lange man
je nach Polhöhe 2,5 bis 6 m Papier pro Meter Polware
braulcht. Sie müssen die Verkürzung,
die sich durch die
Polhohe ergibt, berechnen, sodaß man den entsprechenden
Preis erhält. Die Entwicklung
des Kettdrucks lag vor der
Entwicklung
des Gasstromtransfers.
Der Gasstromtransfer
hat praktisch für Polware diese Entwicklung
überholt.
Jedoch sind die Musterungsmöglichkeiten
beim Kettdruck
zu sehen und könnten in ,den einzelnen Fällen interessant
sein. Auch ist der Stehpol sehr schwer zu bedrucken, weil
die geringe Höhe des Stehpols viel Ärger mit den Rotationsschablonen bringt.
Rakalwski: Welche Pumpen sind in Ihrer letzten Anlage
eingesetzt, und welche Leistung haben diese Pumpen?
Schiffer: Für die Vakuummaschinen
der zuletzt gezeigten
Anlagen liegt die Kilowattleistung
bei den Pumpen zwischen 35 und 45 kW, beim Gasstromtransfer
für die Umwälzung des heißen Gases bei 6 kW. Beim Gasstromtransfer ist kein Vakuum vorhanden, es handelt sich dabei um
eine offene Maschine.