DE202009002784U1

DE202009002784U1 - Beschriftetes flächenhaftes Material und Beschriftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202009002784U1
Application number: DE200920002784
Authority: DE
Original assignee: Dittrich, Alwin
Current assignee: HERMA GMBH, DE
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2019-02-28
Also published as: WO2010097222A1; DE112010000926A5; DE202010018036U1

Abstract

Beschriftetes flächenhaftes Material mit einer thermoreaktiven Beschriftungsschicht (11.1), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschriftung mittels eines auf die Beschriftungsschicht (11.1) gerichteten, auf diese auftreffenden Laserstrahls erzeugt ist.

Description

Die Erfindung bezieht auf ein beschriftetes flächenhaftes Material mit einer thermoreaktiven Beschriftungsschicht sowie eine Beschriftungsvorrichtung zum Beschriften des flächenhaften Materials.
Ein derartiges beschriftetes flächenhaftes Material ist z. B. ein Etikett, insbesondere Klebeetikett, auf dem als Beschriftung ein Barcode aufgebracht ist, wobei ein gut lesbarer Kontrast der aufgebrachten Striche sowie scharfe Konturen für eine zuverlässige optische Erfassung der Information erforderlich sind. Die Beschriftung solcher Etiketten erfolgt herkömmlich in der Regel mit einem Thermotransferverfahren bzw. einem Thermodirektverfahren. Hierbei wird die Beschriftung mittels Thermoleisten aufgebracht, die in einer Beschriftungsvorrichtung angeordnet sind. Die Thermoleisten sind anfällig und stellen insbesondere bei geringen Baugrößen ein Problem beim Einbau in Produktionsanlagen dar. Außerdem sind sie anfällig für Verschmutzung.
Auch stellen der Bedarf an Verbrauchsmaterialien wie Thermotransferbänder, hohe Wartungskosten sowie niedrige Geschwindigkeiten bei der Beschriftung Nachteile dar.
Auch ist es bekannt, mittels eines Farbumschlagverfahrens Informationen auf flächenhaftem Material aufzubringen, wobei ein Lack mit Pigmenten angerührt und aufgetragen wird und anschließend die Lackschicht mittels darauf abgestimmtem Laserlicht belichtet wird, um die Pigmente zu aktivieren und einen Farbumschlag zu erzeugen. In vielen Fällen ist auch eine derartige Vorgehensweise umständlich. Des Weiteren sind Beschriftungen mit Toner bekannt, die aber ein aufwändiges elektrostatisches Übertragungsverfahren erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein beschriftetes flächenhaftes Material bereit zu stellen, bei dem die Beschriftung optisch klar erkennbar und dauerhaft mit möglichst einfachen Maßnahmen aufbringbar ist, und auch eine dafür geeignete Beschriftungsvorrichtung bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 und des Anspruches 6 gelöst.
Hierbei ist bei dem beschrifteten flächenhaften Material vorgesehen, dass die Beschriftung mittels eines auf die Beschriftungsschicht gerichteten, auf diese auftreffenden Laserstrahls erzeugt ist.
Bei der Beschriftungsvorrichtung ist vorgesehen, dass sie ein Beschriftungsgerät mit einer Lasereinheit und eine Zuführvorrichtung für zu beschriftendes flächenhaftes Material aufweist, das eine thermoreaktive Beschriftungsschicht aufweist.
Es hat sich nach langwierigen vergeblichen Untersuchungen, die an herkömmlichen Beschriftungsverfahren orientiert waren, gezeigt, dass der durch herkömmliche Verfahren vorgezeichnete Weg nicht zu befriedigenden Ergebnissen beispielsweise zum Herstellen von Etiketten mit Strichcode oder zum Herstellen ähnlichen beschrifteten flächenhaften Materials geeignet war. Überraschend hat der Erfinder festgestellt, dass seit langem an sich bekanntes, herkömmlich für Thermodruck eingesetztes Papier mit thermoreaktiver Beschriftungsschicht durch Belichtung mit Laserlicht sehr kontrastreich und schnell sowie dauerhaft beschriftet werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des beschrifteten Materials bestehen darin, dass die thermoreaktive Beschriftungsschicht auf einem Papierblatt, einem anderen Folienmaterial oder einer Kartonage aufgebracht ist. Somit können nicht nur auf Papier, sondern beispielsweise auch auf Kartonagen oder auf Folienmaterial, das auf Gegenständen aufgebracht ist, schnell und dauerhaft Beschriftungen maschinell aufgebracht werden.
Zusätzlich können dabei zum Schutz die Maßnahmen getroffen sein, dass das flächenhafte Material mit einer zumindest auf die thermoreaktive Beschriftungsschicht aufgetragenen Abdeckschicht versehen ist. Dadurch wird auch einer Verschmutzung bzw. einem Verschleiß des beschrifteten Materials, beispielsweise einem Papier, vorgebeugt, wobei ein Papierblatt auf seiner Oberseite und Unterseite mittels der Abdeckschicht geschützt sein kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht ferner darin, dass das flächenhafte Material ein Etikett, insbesondere Klebeetikett, ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen bestehen darin, dass die Beschriftung ein Strichcode oder Matrix-Code ist.
Es hat sich gezeigt, dass besonders gute Beschriftungsergebnisse dadurch erzielt werden können, dass die Lasereinheit mit einem CO₂-Laser oder einem YAG-Laser ausgerüstet ist.
Dabei besteht ein vorteilhafter Aufbau darin, dass die Beschriftungseinheit eine Strahlführungsoptik mit einem optischen Faserbündel und einer Strahlablenkvorrichtung aufweist.
Besonders gute, kontrastreiche und dauerhafte Beschriftungen werden dabei erzielt, wenn ein Thermopapier in sogenannter Topqualität benutzt wird, wobei auf beiden Seiten schützende Abdeckschichten aufgebracht sind. Das Thermopapier ist weiß, während die erzeugte Farbe der Beschriftung schwarz ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Beschriftungsvorrichtung für Etiketten und
2 den Aufbau eines zu beschriftenden flächenhaften Materials.
Bei der in 1 gezeigten Beschriftungsvorrichtung wird ein mit einem Etikett 10 zu versehender Gegenstand 1' über eine Transportvorrichtung 2 mit einem Transportband einer Aufbringstelle zum Anbringen eines Etiketts 10 zugeführt, worauf der mit dem Etikett versehene Gegenstand 1 weitertransportiert wird.
Die Etikette 10, hier als Klebeetikette auf einem Träger aufgebracht, werden über eine Zuführvorrichtung 4 mit einer Montageplatte zu der Aufbringstelle gefördert und durchlaufen auf ihrem Weg von einer Vorratsrolle 4.1 zu der Aufbringstelle eine Beschriftungsstation mit einem Beschriftungsgerät 20, das eine Lasereinheit 21 zum Belichten der Etikette 10 aufweist. Die Zuführvorrichtung 4 mit dem Beschriftungsgerät 20 und weiteren Bauteilen ist höhenverstellbar an einem Stativ 3 angebracht.
Auch der Abstand zwischen einer Lichtaustrittsstelle der Lasereinheit 21 bzw. dem Beschriftungsgerät 20 und der zugekehrten Oberseite der Etikette 10 ist variierbar.
Wie 2 zeigt, ist das zu beschriftende Material in Form der Etikette 10 mehrschichtig aufgebaut, wobei eine Informationsträgerschicht 11 in Form eines Papierblattes auf seiner Oberseite mit einer thermoreaktiven Beschriftungsschicht 11.1 beschichtet ist, die normalerweise dafür vorgesehen ist, mittels eines Thermokopfes beschriftet zu werden. Die thermoreaktive Beschriftungsschicht 11.1 ist dabei z. B. auf einem Vorstrich (Primer) als wärmeempfindlicher Thermo-Strich aufgebracht, beispielsweise in einer Stärke von ca. 3 bis 6 g/qm. Der Vorstrich ist z. B. mit einer Stärke von 10 g pro qm aufgebracht. In einer gewöhnlichen Qualität sind auf der Oberseite und Unterseite keine Abdeckschichten aufgebracht, während bei Ausführung in Spitzenqualität auf der Unterseite und der Oberseite Abdeckschichten 12 bzw. 13 als Schutzschichten aufgetragen sind.
Es hat sich nun überraschend gezeigt, dass insbesondere die Ausführung in Spitzenqualität bei kurzzeitiger Belichtung mit Laserlicht, beispielsweise einem CO₂-Laser oder YAG-Laser, bereits bei sehr kurzer Belichtungszeit von geringen Bruchteilen einer Sekunde eine intensive Schwarzfärbung mit hohem Kontrast gegenüber dem weißen Untergrund und eine hohe Konturenschärfe der Beschriftung ergibt. Beispielsweise lässt sich dies mit einer Lasereinheit mit CO₂-Laser von 10, 30 oder 60 Watt erreichen.
Der Laserkopf kann über eine Steuerungselektronik entsprechend der herzustellenden Beschriftung alphanumerische Zeichen, beliebige Symbole, grafische Darstellungen und dgl. relativ zu dem zu beschriftenden Material bewegt werden, wobei der Laserstrahl die vorgegebene Information auf die Oberfläche der Informationsträgerschicht 11 mit der thermoreaktiven Beschriftungsschicht 11.1 schreibt. Der Laserstrahl kann dabei über eine Optik mit diskreten optischen strahlformenden Elementen und z. B. auch eine Faseroptik geleitet und auf die Informationsträgerschicht 11 gerichtet werden. Hierbei lassen sich in Folge der sehr kurzen erforderlichen Belichtungszeit sehr hohe Liniengeschwindigkeiten erreichen. Gegenüber herkömmlichen Thermotransferverfahren wird eine wesentlich höhere Geschwindigkeit bei vereinfachtem Aufbau und robuster, abriebfester Beschriftung erreicht. Auch ein starrer Beschriftungskopf mit Abbildungsoptik ist denkbar.

Claims

Beschriftetes flächenhaftes Material mit einer thermoreaktiven Beschriftungsschicht (11.1), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschriftung mittels eines auf die Beschriftungsschicht (11.1) gerichteten, auf diese auftreffenden Laserstrahls erzeugt ist.
Beschriftetes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoreaktive Beschriftungsschicht (11.1) auf einem Papierblatt, einem anderen Folienmaterial oder einer Kartonage aufgebracht ist.
Beschriftetes Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Material mit einer zumindest auf die thermoreaktive Beschriftungsschicht (11.1) aufgetragenen Abdeckschicht (12, 13) versehen ist.
Beschriftetes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flächenhafte Material ein Etikett (10), insbesondere Klebeetikett, ist.
Beschriftetes Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschriftung ein Strichcode oder Matrix-Code ist.
Beschriftungsvorrichtung zum Herstellen einer Beschriftung eines flächenhaften Materials, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Beschriftungsgerät (20) mit einer Lasereinheit (21) und eine Zuführvorrichtung (4) für zu beschriftendes flächenhaftes Material aufweist, das eine thermoreaktive Beschriftungsschicht (11.1) aufweist.
Beschriftungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinheit (21) mit einem CO₂-Laser oder einem YAG-Laser ausgerüstet ist.
Beschriftungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschriftungseinheit (20) eine Strahlführungsoptik mit einem optischen Faserbündel und einer Strahlablenkvorrichtung aufweist.