Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der konventionelle Siebdruck unter Verwendung von Schablonen und Pigmenttinten dominiert zurzeit die textile Druckindustrie. Im Vergleich dazu zeichnet sich der Digitaldruck auf Textil durch wesentliche \u00f6kologische Vorteile wie deutliche Einsparungen von Wasser und Chemikalien sowie Reduktion von Abf\u00e4llen und Abwassermengen aus. Die fehlende Zuverl\u00e4ssigkeit des digitalen Pigmentdrucks verhinderte jedoch bisher eine breite wirtschaftliche Umsetzung. Durch das Angebot neuer Digitaldrucker, Druckkopftechnologien und Pigmenttinten soll in diesem Vorhaben ein speziell f\u00fcr den Heimtextilsektor \u00f6kologisches, wirtschaftliches und wettbewerbsf\u00e4higes Digitaldruckverfahren (Rolle-zu-Rolle) mit Pigmenttinten f\u00fcr den mittleren Produktionsma\u00dfstab entwickelt werden. Das Angebot einer kompakten Digitaldruckl\u00f6sung soll durch Einsatz eines energiesparenden und mit Carbonpulver beheizten Transferkalanders mit kurzen Vorlauf- und Aufheizraten f\u00fcr die anschlie\u00dfende Druckfixierung erg\u00e4nzt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklung einer komplett digitalisierten Prozesskette im digitalen Pigmentdruck soll durch eine Neuanpassung und Feinabstimmung der Hauptkomponenten untereinander in der Digitaldruckeinheit realisiert werden: Hardware (Drucker \/ Druckk\u00f6pfe), Tinte, Software (RIP \/ Farbmanagement) und Textil. Neben der Anpassung einer Reihe ger\u00e4tetechnologischer Parameter (z. B. Druckkopfansteuerung, Bemessung von Druckgeschwindigkeit, Tintenauftragsmenge und Reinigungszyklen) m\u00fcssen nach Analyse der Tinten entsprechende Digitaldruckvorbehandlungen identifiziert und entwickelt werden, um ausreichende Konturensch\u00e4rfe, Reib- und Waschechtheiten der Pigmentdrucke mit guten Griffeigenschaften zu erreichen. Gleichzeitig m\u00fcssen f\u00fcr verschiedene Grundwaren durch gezieltes Farbmanagement standardisierte Druckprofile erprobt und erstellt werden, um eine gleich bleibende Druckqualit\u00e4t sicherzustellen. In der Gesamtheit soll dabei ein H\u00f6chstma\u00df an Flexibilit\u00e4t in Bezug auf Muster und Materialien geboten und eine durchg\u00e4ngige Darstellung entsprechender Farbkonzepte in einem digitalen Achtfarben-Druck erm\u00f6glicht werden. F\u00fcr die Trockenfixierung nach dem Druck erfolgt eine energieeffiziente Anpassung und Optimierung des Kalanders bez\u00fcglich der Prozessvariablen, Heiz-Kennlinie und Warenf\u00fchrung. Abschlie\u00dfend soll der gesamte Prozess hinsichtlich seiner Umweltrelevanz bewertet werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In diesem Vorhaben wurde zun\u00e4chst ein Rolle-zu-Rolle-Digitaldrucker erfolgreich f\u00fcr den digitalen Pigmentdruck mit acht Farben unter Einbezug eines Carbonkalanders f\u00fcr den anschlie\u00dfenden Fixierprozess auf Textil verfahrenstechnisch eingestellt und konfiguriert. In beiden Projektjahren verliefen die durchgef\u00fchrten Drucktests nach Optimierung der Prozessvariablen (Umgebungsbedingungen, Wartungsintervalle, Einstellungen f\u00fcr Druckk\u00f6pfe und Tintenfluss) und Erstellung von geeigneten Farbprofilen ohne nennenswerte Ausf\u00e4lle. Als textile Substrate wurden verschiedene Baumwollgewebe (Leinwand, Satin und Biber) aus dem Heimtextilbereich (Bettw\u00e4sche) und auch Polyesterware f\u00fcr die Druckexperimente gew\u00e4hlt. In allen F\u00e4llen war das Aufbringen einer Digitaldruckpr\u00e4paration auf das gewaschene Textil erforderlich, um die geforderten Druckqualit\u00e4ten und Farbechtheiten zu erhalten. Ideal erwies sich das einfache Leinwandgewebe ausger\u00fcstet mit einer w\u00e4ssrigen, kationischen Polyurethanbinder-Suspension (4 – 5 % Feststoffgehalt). Farbst\u00e4rke (Farbbrillanz) und Konturensch\u00e4rfe sind deutlich verbessert und die Farbechtheiten gegen\u00fcber Reiben (schwarz Note 4 – 5 (trocken\/nass), CMY 3 – 4 bis 4 – 5), Waschen (schwarz 15 x 60 \u00b0C, Note 4 – 5) und Licht (CMYK Note ? 6) gen\u00fcgen nach Norm den gestellten Anforderungen. Der Griff des Textils ist nicht wesentlich durch Pigmentdruck und Pr\u00e4paration beeinflusst. Die glatte Satin-Baumwollware zeigt im Vergleich nur leichte Einbu\u00dfen in den Waschechtheiten, die auch unter Praxisbedingungen in einer Waschmaschine best\u00e4tigt wurden. Beim haarigen Biber-Flanelltextil wirkt sich der im Digitaldruck geringe Farbauftrag nachteilig aus, so dass dunkle Farbt\u00f6ne blass wirken und auch die Reibechtheiten sind erniedrigt. Reines Polyestertextil liefert gute Druckqualit\u00e4ten, jedoch sind hier die nassen Reibechtheiten verschlechtert. Abhilfe kann hier die Verwendung von Polyesterblends mit Baumwollanteil schaffen. Hinsichtlich der textilen Nachhaltigkeit zeigen die digitalen Pigmentdrucke nach geeigneter textiler Pr\u00e4paration (Ausnahme Biberware) erfreulicherweise einen sehr geringen Abrieb, speziell auch im Vergleich zum konventionellen Siebdruck mit Pigmenttinten, bei dem der Pigmentanteil auf dem Textil sogar h\u00f6her ist.<\/p>\n
Der \u00f6koeffiziente Einsatz eines Carbonkalanders anstelle eines \u00d6lkalanders zur Fixierung des Pigmentdrucks kann als eine preiswerte Alternative betrachtet werden, wenn kurze Metragen fixiert werden und hohe Flexibilit\u00e4t mit h\u00e4ufigen Aufheiz- und Abk\u00fchlphasen der Heizwalze gefragt ist.
\nBeim Siebdruck hat bei der \u00f6kologischen Bewertung neben einem bis zu 20fach h\u00f6heren Chemikalien- bzw. Pastenauftrag die Fertigung und Reinigung (hoher Wasserverbrauch) der Druckschablonen den gr\u00f6\u00dften Impact im Vergleich zum Digitaldruck. Mit steigender Anzahl ben\u00f6tigter Spotfarben bzw. Schablonen (hoher Kostenfaktor) und abnehmenden Batchl\u00e4ngen wird der Digitaldruck auch in \u00f6konomischer Hinsicht die kosteng\u00fcnstigere und sparsamere Technologie. <\/p>\n
Eine direkte Gegen\u00fcberstellung des digitalen Pigmentdrucks mit dem digitalen Reaktivdruck ergibt einen um 75 – 80 % verringerten Chemikalienverbrauch bei der Textilpr\u00e4paration und eine Energieersparnis von 60 % oder mehr bei Betrachtung des jeweiligen Fixiervorgangs, welcher beim Pigmentdruck zudem vollkommen wasser- und abwasserfrei verl\u00e4uft. Im \u00f6konomischen Sinn muss zus\u00e4tzlich zur Zeit- und indirekten Kostenersparnis durch die Ressourcenschonung der zurzeit noch h\u00f6here Preis f\u00fcr die Pigmenttinten ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vortr\u00e4ge: 4th International Digital Textile Congress 2016 (15.-16.09.2016, Gent); Textile Day, Multi-Plot (28.07.2017, Bad Emstal); The Inkjet Conference TheIJC 2017 (24.-25.10.2017, Neuss\/D\u00fcsseldorf).
\nVer\u00f6ffentlichungen: A. Farnung, Multi-Plot: Textile Day wirft Blick in die Zukunft, Fachzeitschrift f\u00fcr Textilveredlung und Promotion TVP, 4, 2017, 39-41; M. Rabe, Forscher entwickeln L\u00f6sung f\u00fcr sparsamen digitalen Pigmentdruck auf Textil, Coating, 5, 2018, 14-15.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Projektpartner konnten zeigen, dass der digitale Pigmentdruck sowohl von der Verfahrens- und Maschinentechnik als auch von den erhaltenen Druckergebnissen im Heimtextilbereich gut einsetzbar ist. Die gleichbleibende Qualit\u00e4t und Echtheit der Drucke auf Baumwollgewebe wurde durch Ausr\u00fcstung mit geeigneten Digitaldruckpr\u00e4parationen sichergestellt. Die Ressourcenschonung im Vergleich zum konventionellen Siebdruck und digitalen Reaktivdruck wurde demonstriert. F\u00fcr eine industrielle Nutzung muss sich nun die Stabilit\u00e4t einer solch kompakten Digitaldruckl\u00f6sung in l\u00e4ngeren Praxistests beweisen.
\nDie Einsatzm\u00f6glichkeiten dieser umweltfreundlichen Technologie f\u00fcr andere Gesch\u00e4ftsbereiche (z. B. Tapetendruck, Drucke im Objektbereich), die zunehmend Individualisierungsw\u00fcnschen ausgesetzt sind, sollten weiterhin verfolgt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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