DE102007036894A1

DE102007036894A1 - Verfahren zum Aufbringen eines aus einer Substanz bestehenden Musters auf ein Objekt und temporär gekennzeichnetes transparentes Objekt

Info

Publication number: DE102007036894A1
Application number: DE102007036894A
Authority: DE
Inventors: Tino Dipl.-Ing. Petsch
Original assignee: 3D Micromac AG
Current assignee: 3D Micromac AG
Priority date: 2007-08-04
Filing date: 2007-08-04
Publication date: 2009-02-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum temporären Aufbringen von Mustern auf Objekten mit insbesondere hydrophoben Oberflächen. Ferner betrifft die Erfindung ein mittels des Verfahrens temporär gekennzeichnetes Objekt. Unter Einbeziehung von Parametern des Objektes und Parametern der Substanz findet eine Relativbewegung zwischen einer Dosiereinrichtung und dem Objekt in wenigstens einer Richtung statt, während die Substanz tröpfchenweise aus der Dosiereinrichtung zum Objekt hin beschleunigt wird. Die Substanz besteht wenigstens aus einem ersten Anteil in Form eines Lösungsmittels oder eines Trägers und einem zweiten Anteil, der das wenigstens temporär auf der Oberfläche des Objekts haftende Muster bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum temporären Aufbringen von Mustern auf Objekten mit insbesondere hydrophoben Oberflächen. Ferner betrifft die Erfindung ein temporär gekennzeichnetes Objekt, bei dem es sich vorzugsweise um ein transparentes Substrat handelt. Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist in der Hauptsache die ophthalmische Technik. Darüber hinaus kann die Erfindung auch zur Kennzeichnung oder zum Aufbringen anderweitiger Muster auf beliebigen Objekten eingesetzt werden, deren Oberfläche nicht ohne weiteres jede Substanz annimmt, die aufgebrachte Substanz jedoch auch nicht unbedingt dauernd haftend sein kann oder soll.
Aus der WO2006/119733 sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Aufbringen einer sichtbaren Kennzeichnung auf transparente Substrate bekannt. Die bekannte Lösung bezweckt, Brillengläser, insbesondere Gleitsichtgläser, die vorzugsweise eine permanente Mikrogravur aufweisen, mittels eines Tintenstrahldruckverfahrens mit einer sichtbaren Kennzeichnung zu versehen. Neben derartigen Brillengläsern ist die bekannte Lösung allgemein zur Kennzeichnung transparenter Substrate geeignet, wobei ein besonderes Merkmal der bekannten Lösung in der Steuerung der Druckeinrichtung zum Ausgleich von Verzerrungen besteht, die sonst aufgrund der gewölbten Oberfläche die Qualität der Kennzeichnung beeinträchtigen würden. Dieses Merkmal stellt neben einer Reihe von Maßnahmen wie dem Einsatz ethanolhaltiger Tinte zur Verbesserung der Benetzungseigenschaften, dem Erwärmen und/oder einer elektrostatischen Aufladung des Substrats zur Verbesserung der Haftung des Druckstoffs durch schnelleres Verdunsten des Lösungsmittelanteils bzw. einer erhöhten Beschleunigung der Druckstofftröpfchen und einer mehrfachen Anwendung zum Aufbringen mehrerer Farben die Vorteile der bekannten Lösung gegenüber einer Kennzeichnung mittels Tampondruckverfahren dar. Neben dem Bedrucken der Substrate umfasst die bekannte Lösung die optische Erfassung und Auswertung der Mikrogravuren, die in die Oberfläche des Substrats eingebracht sind. Die Mikrogravuren dienen zur Lagekoordination der Druckeinrichtung. Als Druckeinrichtung wird ein Tintenstrahldrucker (continous ink jet) verwendet, woraus sich auch als Nachteil ergibt, dass wegen der Ablenkung der Tintentröpfchen im elektrischen Feld die Tintentröpf chen mit verschiedenen Auftreffwinkeln auf die Oberfläche des Substrates gelangen, will man nicht lediglich eine Spur drucken. Die verschiedenen Auftreffwinkel bewirken die Verzerrung der Druckpunkte von rund in Spur 1, die bei einem Auftreffwinkel von 90° gedruckt wird, zu immer stärker elliptisch orthogonal zur Druckrichtung, je flacher der Auftreffwinkel wird. Die damit verbundene Verschlechterung des Druckbildes kann lediglich dadurch vermieden werden, dass ausschließlich die Spur 1 verwendet wird, womit allerdings die Druckgeschwindigkeit und damit die Effizienz des Verfahrens und insbesondere die Effizienz der komplexen und kostenintensiven continous-ink-jet-Druckeinrichtung eingeschränkt bleibt.
Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, die Effizienz bei der sichtbaren Kennzeichnung von transparenten Objekten zu erhöhen, ohne auf den herkömmlichen Tampondruck zurückgreifen zu müssen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kennzeichnung bedarfsgerecht ablösbar auszuführen, so dass sich als komplexe Aufgabe das effiziente Aufbringen von Mustern auf Flüssigkeit abweisenden Oberflächen unter der Maßgabe ergibt, dass das Muster gegebenenfalls entfernbar sein soll.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß Patentanspruch 1 mit einem Verfahren zum Aufbringen eines aus einer Substanz bestehenden Musters auf ein Objekt mit einer die Substanz abweisenden Oberfläche mittels einer Dosiereinrichtung. Unter Einbeziehung von Parametern des Objektes und Parametern der Substanz findet eine Relativbewegung zwischen Dosiereinrichtung und zu kennzeichnendem Objekt in wenigstens einer Richtung statt, während die Substanz tröpfchenweise aus der Dosiereinrichtung zum Objekt hin beschleunigt wird. Die Substanz besteht wenigstens aus einem ersten Anteil in Form eines Lösungsmittels oder eines Trägers und einem zweiten Anteil, der das wenigstens temporär auf der Oberfläche des Objekts haftende Muster bildet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gekennzeichnet. So hat sich gezeigt, dass vorteilhaft als Objektparameter wenigstens Benetzbarkeit, Krümmungsradius und Temperatur der Oberfläche und als Substanzparameter wenigstens Viskosität, Verhältnis zwischen dem Anteil einer Trägersubstanz zum Anteil der das Muster bildenden Substanz, Benetzung und Temperatur zur Steuerung der Dosiereinrichtung verwendet werden. Die Effizienzerhöhung ergibt sich in besonderer Weise, wenn die Kennzeichnung mittels einer drop-on-demand-Druckeinrichtung erfolgt, deren Frequenz zwischen 0,1 und 100 kHz liegt, wobei vorteilhaft die Verdunstung der Trägersubstanz nach dem Auftreffen der Substanz auf der Oberfläche des Objekts schneller beendet ist als die Volumenminimierung der das Muster bildenden Substanz, indem das Verhältnis zwischen dem Anteil der Trägersubstanz zum Anteil der das Muster bildenden Substanz und/oder die Temperatur der Oberfläche des Objekts und/oder die Temperatur der Substanz eingestellt werden. Ein temporäres, insbesondere sich selbst ablösendes Muster ergibt sich, wenn die Bindungskräfte zwischen der Oberfläche des Objekts und dem Muster im Zeitpunkt des Aufbringens am größten sind und mit Zeitfortschritt abnehmen. Nach einer vorbestimmbaren Zeit wird die Schwelle der Bindekräfte unterschritten, die eine Haftung des das Muster bildenden Substanzanteils bewirken. Es hat sich gezeigt, dass die Entfernung der Kennzeichnung vorteilhaft durch Lösungs- oder Waschmittel und/oder Schwingungsenergieeintrag, beispielsweise in Form von Ultraschall, Licht ggf. einer bestimmten Wellenlänge oder Mikrowellen erfolgt. Beispielhaft seien als Objekte jede Art von Gläsern, insbesondere ophthalmische Substrate wie Brillengläser, Spiegel, Wafer, Folien oder Leiterplatten und als temporär oder dauerhaft aufzubringende Substanzen Tinten, Klebstoffe, leitfähige Pasten, Polymere oder beliebige geeignete Suspensionen.
Von der Erfindung umfasst ist gemäß Nebenanspruch ein transparentes Objekt mit optisch erfassbaren Mikrogravuren und einer sichtbaren Kennzeichnung, wobei die Kennzeichnung aus einem Druckstoff besteht, der wenigstens einen Farbstoff und einen flüchtigen Trägerstoff enthält, der unter Verwendung einer anhand der Mikrogravuren sowie unter Erfassung wenigstens der Benetzbarkeit, des Krümmungsradius und der Temperatur der Oberfläche einerseits und wenigstens der Viskosität, des Verhältnisses zwischen Anteil an der Trägersubstanz zu Anteil an Farbstoff, Benetzung und Temperatur des Druckstoffes andererseits gesteuerten und derart über die Oberfläche bewegten Druckeinrichtung aufgebracht ist, und der nach der Verwendung der Kennzeichnung mittels Lösungs- oder Waschmittel und/oder Schwingungsenergieeintrag entfernbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht in einem als ophthalmisches Substrat wie einem Brillen-, insbesondere einem Gleitsichtglas, ausgebildeten transparenten Objekt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2006/119733 [0002]

Claims

Verfahren zum Aufbringen eines aus einer Substanz bestehenden Musters auf ein Objekt mit einer die Substanz abweisenden Oberfläche mittels einer Dosiereinrichtung, indem unter Einbeziehung von Parametern des Objektes und Parametern der Substanz eine Relativbewegung zwischen Dosiereinrichtung und Objekt in wenigstens einer Richtung stattfindet und die Substanz tröpfchenweise aus der Dosiereinrichtung zum Objekt hin beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz wenigstens aus einem ersten Anteil in Form eines Lösungsmittels oder eines Trägers und einem zweiten Anteil besteht, der das wenigstens temporär auf der Oberfläche des Objekts haftende Muster bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektparameter wenigstens Benetzbarkeit, Krümmungsradius und Temperatur der Oberfläche und als Substanzparameter wenigstens Viskosität, Verhältnis zwischen dem Anteil der Trägersubstanz zum Anteil der das Muster bildenden Substanz, Benetzung und Temperatur zur Steuerung der Dosiereinrichtung verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Substanz mittels einer drop-on-demand-Druckeinrichtung erfolgt, deren Frequenz zwischen 0,1 und 100 kHz liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstung der Trägersubstanz nach dem Auftreffen der Substanz auf der Oberfläche des Objekts schneller beendet ist als die Volumenminimierung des das Muster bildenden Anteils, indem das Verhältnis zwischen dem Anteil der Trägersubstanz zum Anteil des das Muster bildenden Anteils und/oder die Temperatur der Oberfläche des Objekts und/oder die Temperatur der Substanz eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindungskräfte zwischen der Oberfläche des Objekts und dem Muster im Zeitpunkt des Aufbringens am größten sind und mit Zeitfortschritt abnehmen.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entfernung des Musters durch Lösungs- oder Waschmittel und/oder Schwingungsenergieeintrag erfolgt.
Transparentes Objekt mit einer sichtbaren Kennzeichnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung aus einem Druckstoff besteht, der wenigstens einen Farbstoff und einen flüchtigen Trägerstoff enthält, und der unter Verwendung einer anhand von Mikrogravuren sowie unter Erfassung wenigstens der Benetzbarkeit, des Krümmungsradius und der Temperatur der Oberfläche einerseits und wenigstens der Viskosität, des Verhältnisses zwischen Anteil an der Trägersubstanz zu Anteil an Farbstoff, Benetzung und Temperatur eines Druckstoffes andererseits gesteuerten und derart über die Oberfläche bewegten Druckeinrichtung aufgebracht ist, und der nach der Verwendung der Kennzeichnung mittels Lösungs- oder Waschmittel und/oder Schwingungsenergieeintrag entfernbar ist.
Transparentes Objekt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein ophthalmisches Substrat handelt.