DE3854107T2

DE3854107T2 - Bedruckbares, biegsames Blatt, um ein Muster auf einen Gegenstand durch Brennen anzubringen und Etikett auf Basis dieses Blattes.

Info

Publication number: DE3854107T2
Application number: DE3854107T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Shimada; Minoru Yamano
Original assignee: Sigmax Ltd
Current assignee: Sigmax Ltd
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2008-04-06
Also published as: KR890700475A; DE3856148D1; KR0129855B1; EP0308518A1; US4971858A; DE3856148T2; EP0641671B1; KR970707718A; EP0308518A4; KR0132900B1; EP0308518B1; EP0641671A1; WO1988007937A1; DE3854107D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft flexible Blätter (diese Bezeichnung wird hier synonym auch für in Plattenstärke vorliegende Materialien verwendet) vom Farbe-aufnehmenden Typ zum Einbrennen und Etiketten (d. h. allgemein Markierungs- und Mustereleinente) zum Einbrennen unter Verwendung der genannten flexiblen Blätter und Träger von diesen, sowie Verfahren zur Bildung und Fixierung von Mustern bzw. Markierungen unter Verwendung derselben.
Auf einem Fachgebiet, das das Fixieren gebildeter Markierungen bzw. Muster durch Einbrennen erfordert, wie Porzellanglasuren, Schaltmuster auf dicken integrierten Film-Gabelschaltungen, Muster von Elektroden, Widerständen, Dielektrika oder ähnlichen Mustern auf elektronischen Teilen und dergleichen, sind bislang Verfahren zur Bildung und Fixierung von Mustern verwendet worden, welche umfassen: die Herstellung einer pastenartigen Farbe (Tinte) aus einer Mischung eines Pigments, einem Material für einen Leiter, für einen Widerstand oder ein Dielektrikum oder dergleichen, einer Glasfritte und einem Bindemittel; Bedrucken eines Substrats mit der pastenförmigen Farbe mittels Schablonendruck oder anderen Verfahren mit dem Muster und Einbrennen des gedruckten Musters. Jedoch weist das Schablonendruckverfahren, das zwar zur Massenproduktion einer einzigen Art eines Produkts geeignet ist, Probleme auf, weil es wegen der Übertragung des Druckabbildes auf ein Raster zeitaufwendig und kostenintensiv ist, weshalb es eine geringe Leistung aufweist. Bei diesem Nachteil ist das Verfahren für eine vielfältige Produktion in geringer Stückahl und für das Testen von Produkten und ähnlichem nicht geeignet. Bekannte Verfahren zur Übertragung von Mustern auf Substrate umfassen den Direktdruck, Verfahren, die zur Übertragung der gedruckten Muster auf Umdruckpapier mittels Wasser-Gleitübertragung geeignet sind oder andere. Doch führen diese Verfahren zu Schwierigkeiten beim Bedrucken von gebogenen Oberflächen, bei Druckautomatisierung etc.
Zur Ausschaltung der vorgenannten Probleme wurde ein Verfahren versucht, bei dem die Muster mit XY-Plottern oder ähnlichen über Kohlepapier dargestellt werden, oder wobei verschiedene, derzeit vielfach verwendete Drucker eingesetzt werden, die das gewünschte Muster durch Punktdrucken bilden. Jedoch haben das unter dem Plotter verwendete Kohlepapier und die Druckbänder in den Druckern die folgenden fundamentalen Nachteile. Bekannte Blätter zur Bildung von Mustern wie Kohlepapier, Druckbänder oder dergleichen umfassen z. B. solche, die hergestellt wurden durch Kneten oder Dispergieren von Wachs, einem Bindemittel, einem Pigment von jeder Farbe wie Ruß oder ähnlichem unter Erhalt einer Paste, und Beschichten einer Folie aus Polyethylenterephthalat oder einem anderen Material mit der Paste, oder Imprägnieren von Stoff mit der Paste etc.. Da Blätter dieser Art nur zur ausschließlichen Verwendung zum Drucken oder der Übertragung von Mustern bestimmt sind, wird bei Verwendung der Blätter bei einem Verfahren, das das Einbrennen bei etwa 300 bis etwa 1400ºC umfaßt, ein Ausbrennen oder eine Veränderung der Eigenschaften der darauf gebildeten Muster verursacht, so daß keine zufriedenstellenden Muster oder Drucke erhalten werden.
Technische Mittel, die zur Herstellung vielfältiger Produkte bei geringer Stückzahl geeignet sind, sind zur Bildung von Mustern, die durch Einbrennen fixiert werden, praktisch nicht verfügbar.
Die Bildung von einzubrennenden Mustern wird nicht nur auf Mittel zur Herstellung solcher Gegenstände wie sie oben in der Beschreibung genannt wurden angewendet.
Bestimmte derzeitige Verfahren zur vielfältigen Herstellung in geringer Stückzahl erfordern für das Verfahren eine Hitzebehandlung, eine Behandlung mit Chemikalien wie Säuren oder Laugen, verschiedene Oberflächenbehandlungen oder dergleichen. Die Produktionssteuerung von Produkten in solchen Verfahren hat in zunehmendem Maße das Anbringen von Etiketten auf Ausgangsmaterialien oder halbfertigen Produkten notwendig gemacht, um die Bedingungen bei jedem Verfahren von Produkt zu Produkt zu variieren, je nach der Information, die aus den Etiketten hervorgeht.
Solche Etiketten erfordern die Bildung von Erkennungsmustern, die jeweils voneinander verschieden sind, nämlich die Bildung von vielfältigen Mustern in kleiner Stückzahl. Darüber hinaus müssen die Etiketten ausgezeichnete Widerstandfähigkeit gegen Hitze und Chemikalien sowie Haltbarkeit aufweisen.
Gegen Hitze und gegen Chemikalien Widerstandsfähige und dauerhafte Etiketten, die bisher zur Steuerung von Produkten aus z. B. Glas, Metallen oder gesinterten Keramikwaren verwendet wurden, zählen solche, die auf einem Substrat gebildet wurden wie Blätter oder emaillierte Platten aus gebrannten Keramikmaterialien, rostfreiem Stahl oder ähnlichem. Jedoch sind diese Markierungselemente mit den folgenden, verschiedenartigen Problemen behaftet.
(i) Die Markierungselemente können nicht an einer gebogenen Oberfläche angebracht werden, weil die verwendeten Substrate im allgemeinen eben sind und eine geringe Flexibilität aufweisen. Weiterhin ist es schwierig, die Markierungselemente direkt oder automatisch an Produkte anzuheften, mit Ausnahme unter Verwendung umständlicher Mittel wie: Befestigung mittels Schrauben oder Einfügen in Taschen.
(ii) Die verwendeten Substrate weisen eine geringe Flexibilität auf, so daß es schwierig ist, automatisches Bedrucken mit einem Drucker oder ähnlichem durchzuführen, d. h. Markierungselemente in situ im Produktionsbereich einer Fertigungsanlage zu erstellen. Daher können Etiketten (synonym mit Markierungsund Musterelementen aus beliebigem Material) mit voneinander abweichenden Mustern als unmittelbare Reaktion auf Veränderungen in der Produktliste, die häufig bei automatisierter Produktion auftreten, die für vielfältige Herstellungen in kleinen Mengen bestimmt ist, nicht erstellt werden.
(iii) Die Materialien für die Etiketten sind teuer, was es problematisch macht, Etiketten für jedes Produkt als Wegwerfelement zu verwenden.
In GB-A-1 426 219 werden Abziehbilder beschrieben, die einen Träger, worin sich eine Muster-Schicht befindet, und eine Schutzschicht von pulverförmigem Glas mit niedrigem Schmelzpunkt umfassen. Wenn das Abziehbild aufgetragen und gebrannt wird, schmilzt das niedrig-schmelzende Glas und bereitet so eine Schutzschicht über dem Muster. Gehört das Abziehbild zum Wasser-Anbringungs- oder Abzieh-Typ, kann der Träger eine beschichtung aus wasserlöslichem Gummi umfassen, was die Befestigung der Pigmente auf der Muster-Schicht auf dem Träger sicherstellt.

Möglichkeiten der Problembeseitigung

Es ist bislang kein Verfahren verfügbar, das einer vielfältigen Herstellung in geringer Stückzahl sowie der Automatisierung auf dem Fachgebiet gerecht wird, welches ein Fixieren von Mustern durch Einbrennen - wie oben beschrieben - erfordert. Während die eingebrannten Muster im allgemeinen hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und Chemikalien aufweisen und dauerhaft sind, haben die Substrate für die zu fixierenden Muster eine ausgesprochen schlechte Flexibilität. Demzufolge führen Etiketten usw. aus diesen Gründen zu den verschiedenen, oben genannten Problemen. Aus dieser Situation heraus haben die Anmelder versucht, ein technisches Verfahren zu entwikkein, das diese Probleme vollständig löst.
Die vorliegende Erfindung umfaßt Materialien zur Bildung und Fixierung von Mustern, bedruckbare, flexible Blätter zum Einbrennen, die die erforderliche Flexibilität des Substrats zum Fixieren von Mustern aufweisen, Träger, die die leichte Handhabung solcher flexibler Blätter ermöglichen, wobei solche flexible Blätter Muster aufweisen, die auf deren Oberfläche gebildet wurden und zur Verwendung als Etiketten eingebrannt werden, die Entwicklung von Trägern, die eine leichte Handhabbarkeit ermöglichen und Verfahren zur wirksamen Bildung und Fixierung von Mustern unter Verwendung dieser Materialien.
Erfindungsgemäß hat das Farbe-aufnehmende, biegsame Blatt zur Fixierung von Mustern durch Einbrennen eine bedruckbare Schicht, die mindestens eine anorganische Verbindung enthält, die ausgewählt ist aus Metallpulver, Metalloxidpulver und Mischungen davon, ein organisches Bindemittel und eine Glasfritte, und wird auf einer Oberfläche einer Klebeschicht aus organischem makromolekularem Harz oder ähnlichem mit oder ohne einem weiteren dazwischenliegenden Trägermaterial gebildet. Dadurch kann das Blatt vorübergehend mittels der Klebeschicht, die dem Gegenstand anhaftet, bis zum Einbrennen fixiert werden.
Weiterhin verbrennt während des Einbrennens die Klebeschicht und die Glasfritte wird geschmolzen und mit dem geplanten Objekt verschweißt, wobei die Farbe und die anorganische Verbindung beim Einbrennen unverändert bleiben, wodurch das gewünschte Fixieren des Musters erreicht wird.
Da die farbaufnehmende Schicht die anorganische Verbindung und die Glasfritte enthält, die beide geringe Flexibilität aufweisen, wird ein organisches Bindemittel eingebracht, das dem erhaltenen farbaufnehmenden, hitzeresistenten flexiblen Blatt zum Einbrennen mehr Flexibilität verleiht.
Fasern von anorganischen Verbindungen dienen der weiteren Verbesserung der Flexibilität.
Obwohl das erfindungsgemäße Blatt im allgemeinen aufgrund der Starrheit der farbaufnehmenden Schicht selbsttragend ist, kann die Stärke des Blattes verstärkt werden, indem die farbaufnehmende Schicht auf einer Oberfläche der Klebeschicht gebildet wird mit einem dazwischen gebildeten Trägermaterial aus einem Metallsieb oder einem ähnlichen Material.
Selbst wenn auf diese Weise die Flexibilität und Stärke verbessert wurden, ist zweckmäßiger Weise ein Träger für das farbaufnehmende flexible Blatt vorgesehen, um die Klebeschicht zu schützen und die Handhabbarkeit und Haltbarkeit sicherzustellen, wobei der genannte Träger ein abtrennbares Substrat umfaßt, das auf der anderen Oberflächenseite der Klebeschicht gebildet wird, um diese abzudecken.
Das farbaufnehmende flexible Blatt kann als Material zur Herstellung eines Etiketts zum Einbrennen verwendet werden, um einen scharfen Kontrast zu bilden, indem ein Muster mit einer Farbe, die eine Glasfritte enthält und einer anorganischen Verbindung gebildet wird, die sich von der in der farbaufnehmenden Schicht befindlichen anorganischen Verbindung unterscheidet.
Eine bequeme Handhabung wird gefördert, wenn ein Träger aus dem genannten Material zum Einbrennen von Etiketten geschaffen wird, der ein abtrennbares Substrat umfaßt, das auf der Klebeschicht gebildet wurde, um diese zu bedecken.
Wird auf der farbaufnehmenden Schicht des farbempfangenden flexiblen Blatts ein Muster gebildet mittels einer Farbe, die eine Glasfritte und eine anorganische Verbindung enthält, die sich von der anorganischen Verbindung in der farbaufnehmenden Schicht unterscheidet, sichert das nachfolgende Einbrennen die Fixierung des gebildeten Musters.
Die Bildung und Fixierung von Mustern kann durch Übertragung der Farbe von einem ein Muster bildenden Blatt erfolgen, das eine Farbe enthält, die homogen in dem Oberflächenteil und/oder dem Inneren verteilt ist, wobei die Farbe eine wie oben beschriebene anorganische Verbindung und Glasfritte enthält, auf das erfindungsgemäße farbaufnehmende flexible Blatt, wobei der automatische Vorgang mit größerer Effizienz durch einem Roboter in einer Weise erfolgen kann, die für eine vielfältige Herstellung in kleiner Stückzahl geeignet ist.
Wird zur Bildung von Mustern ein Druckband verwendet, und erfolgt die Übertragung mit einem Drucker mit thermischer Übertragung, einem Schlagdrucker oder einem Draht-Punktdrucker, kann das gewünschte Muster unmittelbar gebildet werden, wobei die Leistung durch Computereinwirkung weiter verbessert werden kann.
Dieses Verfahren der Musterbildung ist ein wirksamer Weg zur Herstellung von Mustern bei vielfältigen Herstellungswegen in einer geringen Stückzahl oder beim Testen von Produkten wie das Aufbringen einer Glasur auf Porzellan und von Schaltungsmustern auf dicken integrierten Film-Gabelschaltungen, wie sie bereits oben genannt sind, oder um Bildung von Mustern auf Etiketten zur Steuerung von Produkten oder Waren, die in einer Fertigungsstraße oder im Vertriebsverfahren oder ähnlichem verwendet werden sollen, oder um Steuerung- bzw. Kontrollmuster auf Produkten oder Gütern in einer Produktionsstraße, einem Vertriebsverfahren oder ähnlichem zu bilden.
Im einzelnen umfaßt die Farbe (Tinte), die zu Muster-bildenden Blättern und aus diesen hergestellten Bändern zum Drucken verwendet werden soll, erfindungsgemäß eine Glasfritte und ein anorganisches Pigment, ein Metallpulver, Metalloxidpulver und dergleichen.
Als Glasfritte ist jede der bisher bekannten geeignet. Geeignete anorganische Pigmente sind bekannte Pigmente wie rote Pigmente, blaue Pigmente, schwarze Pigmente, natürliche mineralische Pigmente und dergleichen. Geeignete rote Pigmente können bekannte Pigmente wie solche sein, die Ionen wenigstens eines Metalls wie Eisen, Chrom, Kupfer, Gold und Selen enthalten, einschließlich MnO-Al&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;-SnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, CdS- SeS etc.
Als geeignete blaue Pigmente können bekannte Pigmente wie solche, die wenigstens ein Metall wie Kupfer, Mangan, Eisen und Kobalt enthalten, einschließlich CoO, ZrO&sub2;-V&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;- V&sub2;O&sub5; etc. verwendet werden. Geeignete schwarze Pigmente können bekannte Pigment wie solche sein, die Ionen wenigstens eines Metalls wie Eisen, Mangan, Kupfer, Chrom und Kobalt enthalten, einschließlich Cr&sub2;O&sub3;-CoO-Fe&sub2;O&sub3;-MnO&sub2; etc.
Als geeignetes Metallpulver kann ein bekanntes verwendet werden, das zum Drucken und Bilden von Mustern bei Siebdruckverfahren zweckmäßig verwendet wird. Beispiele sind Pulver von monometallischen Substanzen oder Pulver von Legierungen von diesen; Beispiele von mono-metallischen Substanzen sind Silber, Gold, Platin, Palladium, Kupfer, Nickel, Wolfram und dergleichen, die z. B. als Materialien zur Herstellung von Leitern in elektronischen Schaltungen verwendbar sind.
Geeignete Metalloxidpulver sind andere Metalloxidpulver als diejenigen, die als die genannten Pigmente verwendbar sind. Besondere Beispiele sind Rutheniumoxid und ähnliche Widerstandsmaterialien, Bariumtitanat und ähnliche Dielektrika etc. Die Teilchengröße der Metallteilchen oder Metalloxidteilchen ist nicht besonders begrenzt und kann in geeigneter Weise bestimmt werden. Gewöhnlich werden Metallteilchen oder Metalloxidteilchen mit einer Teilchengröße von etwa 0,1 bis etwa 20 um verwendet.
Die Mengen der genannten Komponenten für die Farbe sind nicht begrenzt und können in geeigneter Weise entsprechend dem besonderen Zweck der Musterbildung festgelegt werden. Im allgemeinen enthält die Farbe etwa 1,0 bis etwa 60 Gew.-% Glasfritte und etwa 10 bis etwa 80 Gew.-% wenigstens eines anorganischen Pigments, Metallpulvers und Metalloxidpulvers.
Vorzugsweise enthält die für das Muster-bildende Blatt und das Druckband verwendbare Farbe ein organisches Bindemittel und/oder Wachs. Geeignete organische Bindemittel und Wachse sind die bisher bekannten, einschließlich Polyamidharze, Petroleumharze, Styrolharze, Paraffinwachs, Carnaubawachs etc. Die Menge an organischem Bindemittel und/oder Wachs ist nicht besonders begrenzt und kann in geeigneter Weise festgelegt werden. Gewöhnlich werden etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% davon in die Farbe eingebracht.
Die Farbe kann weiterhin wenigstens ein Dispersionsmittel, ein Flexibilität verleihendes Mittel, ein Lösungsmittel und ein Treibmittel - je nach dem besonderen Zweck der Musterbildung - enthalten. Geeignete Dispersionsmittel sind solche, wie sie im Handel erhältlich sind. Als Flexibilität verleihende Mittel können bekannte Mittel verwendet werden wie Ölfette, Mineralöl, Rapsöl, Vaseline, Xylolharz etc. Geeignete Lösungsmittel sind bekannte Lösungsmittel wie Toluol, Isopropanol, Lösungsbenzol etc. Die Menge dieser Additive ist nicht besonders begrenzt und kann je nach dem besonderen Zweck in geeigneter Weise festgelegt werden. In die Farbe kann weiterhin ein Material eingebracht werden, das bei hohen Temperaturen schäumt wie Natriumsilikat (Wasserglas), hergestellt aus Siliziumdioxid und Natriumoxid. Die mit solcher Farbe gebildeten Muster treiben bei Einführung des Blattes zum Einbrennen in den Ofen auf, mit dem Ergebnis, daß nach Erreichen der Einbrenntemperatur das aufgetriebene Muster fixiert wird wie es ist. Die Farbe kann hergestellt werden, indem die genannten Komponenten mit bekannten Verfahren geknetet werden. Für diediesen Zweck verwendete Knetvorrichtungen sind bekannte Vorrichtungen wie Walzenmühlen, Trogmühlen, Dreiwalzenmühlen etc.
Als für die Muster-bildenden Blätter und Druckbänder geeigneten Folien können solche verwendet werden, wie die, welche bisher zur Herstellung von Druckbändern und dergleichen verwendet wurden, einschließlich Folien aus synthetischen Harzen wie Polyethylenterephthalat, Teflon, Polyimid oder dergleichen und Fasergeweben aus Nylon, Polyester und ähnlichen Materialien.
Die Farbe kann unter Anwendung bekannter Beschichtungs- oder Imprägnierverfahren auf die Folie aufgetragen oder die Folie kann mit der Farbe imprägniert werden.
Das erfindungsgemäße Blatt kann bei einem Verfahren verwendet werden, bei welchem das gewünschte Muster mittels Transfer auf das erfindungsgemäße farbaufnehmende flexible Blatt gedruckt wird, und das Blatt wird automatisch oder in ähnlicher Weise an einem bestimmten Substrat fixiert, um ein Muster zu bilden, gefolgt vom Einbrennen des gebildeten Musters.
Wird das erfindungsgemäße farbaufnehmende, hitzebeständige, flexible Blatt z. B. als ein Etikett zum Erkennen verwendet, werden solche anorganischen Verbindungen zur Bildung der farbaufnehmende Schicht des genannten Blatts bevorzugt, die einen scharfen Kontrast zwischen dem Muster und der farbaufnehmenden Schicht nach dem Einbrennen erzeugen können. Wenn die farbaufnehmende Schicht z. B. eine weiße oder weißliche Farbe aufweist, sind geeignete anorganische Verbindungen Pulver von Keramikmaterialien vom Metalloxid-Typ wie SiO&sub2;, ZrO&sub2;, TiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, CaO und dergleichen, und Metallverbidungen wie Carbonate, Nitrate, Sulfate, Phosphate und dergleichen, die bei einer Temperatur zum Einbrennen des Etiketts durch Oxidation zu Metalloxiden umgewandelt werden. Diese Metalloxide und Metallverbindungen können einzeln oder es können gegebenenfalls wenigstens zwei von diesen in Mischung verwendet werden. Die Flexibilität kann auch erhöht werden, indem Keramikfasern wie Aluminiumoxidfasern, Glasfasern, Kohlefasern oder ähnliche Fasern anorganischer Verbindungen eingebracht werden.
Die Glasfritte, die die andere, die farbaufnehmende Schicht bildende Komponente darstellt, dient als ein formerhaltendes Material zum Festhalten des Metalloxids in der Form des Blatts nach dem Einbrennen bei etwa 400 bis etwa 1700º C.
Die Art der geeigneten Glasfritte ist nicht auf eine besondere beschränkt, sondern wird je nach Art des Objekts für das aufzubringende Muster oder aufgrund anderer Faktoren ausgewählt, und zwar aus solchen, die bei einer Temperatur im Bereich von etwa 400 bis etwa 1700º C erweichen oder schmelzen. Es wird bevorzugt, z. B. Bleiglas zum Einbrennen im niedrigen Temperaturbereich von etwa 400 bis etwa 600º C zu verwenden, Borsilikat-Bleigas, Sodaglas oder ähnliches zum Einbrennen im mittleren Temperaturbereich von etwa 500 bis etwa 1000º C oder Silikatglas, Quarzglas oder dergleichen zum Einbrennen im oberen Temperaturbereich von etwa 900º C oder mehr zu verwenden. Bevorzugt werden Glasfritten mit einer Farbe, die der Farbe der Keramikmaterialien, die nach dem Einbrennen ebenfalls vorhanden sind, ähnlich ist, wobei ein scharfer Kontrast zwischen dem Muster und der farbaufnehmenden Schicht entsteht.
Wenn das farbaufnehmende, zum Einbrennen bestimmte, flexible Blatt zur Übertragung von Abbildungen nach dem Bedrucken verwendet wird, wird das Glas vorzugsweise in einem Ausmaß geschmolzen, daß es das Pigment in der Farbe nach dem Einbrennen vollständig umschließt. Die anorganische Verbindung, die in die farbaufnehmende Schicht eingebracht wird, wird so ausgewählt, daß sie gut auf die Farbe des Musters abgestimmt ist.
Beim Aufbringen eines Musters einer gedruckten Schaltung auf ein Substrat werden Glas und anorganische Verbindung vorzugsweise im Hinblick auf die Notwendigkeit ausreichender Haftung und der Herstellung einer lochfreien, bruchfreien Schicht nach dem Einbrennen ausgewählt.
Das organische Bindemittel, das verwendet wird, um die anorganische Verbindung und die Glasfritte zu einem Blatt zu formen, muß sich während des Einbrennens völlig zersetzen und verbrennen, ohne daß Asche zurückbleibt, um das Blatt mit Stärke, Flexibilität und ähnlichen Eigenschaften zur Verwendung als Etikett zu versehen. Weil das organische Bindemittel dazu neigt, bei niedriger Einbrenntemperatur unvollständig zu verbrennen und sich unvollständig zu zersetzen und unverbrannte Reste zurückläßt, muß diese Neigung bei der Auswahl des organischen Bindemittels berücksichtigt werden. Geeignete organische Bindemittel sind Nitrozellulose, Arcylharz und dergleichen. Beim Einbrennen bei hohen Temperaturen ist die Auswahl des Bindemittels nicht so eng begrenzt wie oben, und geeignete organische Bindemittel umfassen auch andere Bindemittel als die obigen, einschließlich solchen von Urethan-Typ, Ethylzellulose-Typ, Polyvinylbutyral-Typ und dergleichen. Wenn das Bindemittel während des Einbrennens aufgrund niedriger Einbrenntemperaturen sich unvollständig zersetzt und unvollständig verbrennt, wird es bevorzugt, ein bekanntes Peroxid (wie Natriumperoxid, Kalziumperoxid, Magnesiumperoxid oder dergleichen) als Mittel zur Verbesserung der Verbrennung in einer Menge von etwa 5 bis etwa 15 Gew- %, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, zu verwenden. Zur Verwendung wird das organische Bindemittel gewöhnlich zu einer organischen Lösung auf Basis eines Lösungsmittels mit einer Konzentration von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% verarbeitet. Geeignete organische Lösungsmittel unterliegen keiner besonderen Beschränkung und umfassen Butylcarbitol, Ethylacetat, Butylcellosolve-acetat, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Toluol und dergleichen.
Die Art der anorganischen Verbindung, die sich von der in die Farbe eingebrachten Verbindung zur Bildung eines Erkennungsmusters unterscheidet, unterliegt keiner besonderen Beschränkung, sofern sie ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze, Korrosion und ausgezeichnete Dauerhaftigkeit und dergleichen aufweist und sie einen scharfen Kontrast zwischen dem Muster und dem Blatt nach dem Einbrennen hervorbringen kann. Wenn das Substrat des Blattes eine weiße oder weißliche Farbe aufweist, sind geeignete organische Verbindungen z. B. Oxide eines einzigen Metalls wie Fe, Cr, Co oder Mn und Oxide, die wenigstens zwei dieser Metalle enthalten, Mischungen von wenigstens zwei dieser Metalloxide, schwarze Pigmente, wie sie herkömmlicher Weise zum Drucken einer Abbildung auf Porzellan verwendet werden usw.
Während die Glasfritte, die in die Farbe eingebracht wird, die gleiche sein kann wie die Glasfritte, die für die farbaufnehmende Schicht geeignet ist, wird eine Glasfritte bevorzugt, die die Farbe des nach dem Einbrennen gebildeten Musters nicht beeinflußt.
Zu geeigneten organischen Bindemitteln und organischen Lösungsmitteln zur Herstellung der Farbe zählen die oben beispielhaft genannten Materialien.
Da es erfindungsgemäß zweckmäßig ist, einen scharfen Kontrast zwischen der farbaufnehmenden Schicht und dem Muster zu schaffen, kann die genannte, für die farbaufnehmende Schicht geeignete anorganische Verbindung durch eine für die Farbe geeignete anorganische Verbindung ersetzt werden. Da eine klare Unterscheidung der Farbe zwischen der farbaufnehmenden Schicht und dem Erkennungsmuster dazu dient, eine präzise Steuerung von Waren sicherzustellen, können anorganische Verbindungen selektiv für jede Komponente verwendet werden, die eine solche Farbdifferenz erzeugen können.
Das erfindungsgemäße farbaufnehmende, einbrennbare, flexible Blatt kann normalerweise mit dem folgenden Verfahren hergestellt werden. Zunächst werden 100 Gew.-Teile einer Mischung aus 3 bis 90 Gew.-% einer anorganischen Verbindung und 97 bis 10 Gew.-% Glasfritte mit einer Lösung eines organischen Bindemittels in einer Menge von etwa 20 bis etwa 80 Gew.- Teilen, berechnet als Feststoffe, vermischt. Die Mischung wird zu einer Paste geknetet, die dann zu einem Blatt (Platte) geformt wird. Das Blatt kann auch durch Beschichten einer Substratfolie als separater Teil mit der Paste hergestellt werden. Die Anteile an anorganischer Verbindung und Glasfritte können in Abhängigkeit hauptsächlich von der Temperatur zum Einbrennen des Blatts, der Glätte des Blatts und anderen Faktoren bestimmt werden. Wenn die Einbrenntemperatur niedrig ist und das Blatt ein hohes Maß an Oberflächenglätte aufweisen soll, wird eine große Menge an Glasfritte mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Wenn andererseits eine hohe Einbrenntemperatur angewendet wird und die oberflächenglätte nicht kritisch ist, wird eine große Menge an anorganischer Verbindung verwendet. Auf diese Weise kann ein farbaufnehmendes, einbrennbares, flexibles Blatt erhalten werden.
Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Materials für ein Etikett zum Einbrennen wird eine Farbe hergestellt durch gleichzeitiges Mischen einer Lösung von etwa 5 bis etwa 50 Gew.Teilen an organischem Bindemittel, berechnet als Feststoffe, mit 100 Gew.Teilen einer Mischung von 5 bis 90 Gew.- % einer anderen anorganischen Verbindung und 95 bis 10 Gew.- % Glasfritte, worauf die Mischung geknetet wird.
Die so erhaltene Farbe wird auf das flexible Blatt zur Bildung eines bestimmten Musters aufgetragen, womit ein Material zur erfindungsgemäßen Herstellung von Etiketten entsteht. Die Form des Musters kann jede Gestalt haben, auch Schaltmuster, und für den Fall von Erkennungszwecken kann jedes gewünschte Identifizierungszeichen wie Strichcodes, Symbole zum Hinweis auf den Namen einer Firma, auf den Namen eines Produkts, den Empfänger von Waren, das Exportland und dergleichen verwendet werden. Das Muster kann in einer Vielzahl von Farben gebildet werden. Ein Muster kann durch Siebdruck direkt auf eine Platte aufgetragen werden oder es kann durch Transferdruck unter Verwendung eines thermischen Transferbandes oder eines Punktschlagbandes ("dot impact ribbon") gebildet werden. Das erfindungsgemäße farbaufnehmende flexible Blatt und ein Material zur Herstellung eines Etiketts zum Einbrennen sind in der Handhabung vorteilhaft, wenn deren Oberflächen beschichtet sind, und zwar die eine Oberfläche zur Bildung eines Musters und die andere Oberfläche mit einem Klebemittel, um eine Klebeschicht zu ergeben, die mit einem abtrennbaren, daran haftenden Substrat bedeckt ist wie z. B. eine abtrennbare Folie oder ein abziehbares Papier. Ein für diesen Gebrauch geeignetes Klebemittel wird aus solchen ausgewählt, die sich beim Einbrennen zersetzen und verbrennen. Zur Verwendung in diesem Falle wird die abtrennbare Folie oder das abziehbare Papier von dem blatt oder dem Material entfernt und wird mit einem Klebemittel an einem Objekt angeklebt und daran befestigt, gefolgt vom Einbrennen bei einer vorbestimmten Temperatur von etwa 400 bis 1700º C. Wahlweise kann das Blatt oder das Material an das Objekt durch Wasser-Gleittransfer geheftet und eingebrannt werden.
Die Bezeichnung "Objekt" wie sie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf jeglichen Gegenstand, der durch Einbrennen nicht verformt wird, einschließlich Porzellan, Keramik- Substrate, zu steuernde Waren, für diesen Zeck geeignete Platten und dergleichen.

Ergebnisse der Erfindung

Das erfindungsgemäße farbaufnehmende, flexible Blatt und Materialien zur Herstellung von Etiketten zum Einbrennen sind preiswert in der Herstellung und haben eine große Flexibilität, so daß sie bei deren Verwendung mit Leichtigkeit direkt an Gegenstände jeder Form angebracht werden können. Da die erfindungsgemäßen Muster leicht gebildet und im Werk ("work site") fixiert werden können, ist es möglich, sich unmittelbar an die Veränderungen in einer Produktionsstraße anzupassen, die in einer für vielfältige Produktionweise in geringer Stückzahl geeigneten automatisierten Anlage häufig stattfinden. Durch das Einbrennen wird aus dem Blatt und dem Material ein gesinterter Körper, der ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze, Korrosion, Wasser und ausgezeichnete Haltbarkeit und dergleichen aufweist, wodurch es möglich wird, ein zuverlässiges Fixieren von Mustern zu erzielen.

Beispiele

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher beschrieben.

Beispiel 1 (Farbband zum thermischen Transfer)

schwarzes Pigment 50 Gew..-%
Glasfritte (Borsilikat-Bleiglas) 20 Gew.-%
Carnaubawachs 13 Gew.-%
Paraffinwachs 12 Gew.-%
Vaseline (Flexibilität verleihendes Mittel) 5 Gew.-%
Die obigen Komponenten wurden zur Herstellung einer gleichförmigen Paste in einer Walzenmühle bei 80º C geknetet. Die erhaltene Paste wurde mit einer Beschichtungsvorrichtung auf eine dünne Folie (5 um) Polyethylenterephthalat aufgetragen und getrocknet, um eine Beschichtung von etwa 10 um Dicke zu bilden. Das so erhaltene flexible Blatt zur Bildung von Mustern wurde dann auf eine bestimmte Breite geschnitten, um Farbbänder zur thermischen Übertragung zu erhalten.
Jedes Farbband wurde auf eine Rolle aufgewickelt und in einen Behälter gegeben, um einen auswechselbaren Farbbandbehälter (Cartridge) zu erhalten. Der Behälter wurde auf einem herkömmlichen thermischen Transfer-Drucker plaziert, und er kann auf einem erfindungsgemäßen farbaufnehmenden Blatt einen Abdruck entsprechend jedem gewünschten Muster bilden.

Beispiel 2

Die in der Tabelle 1 angegebenen Komponenten wurden in einer Walzenmühle gleichförmig vermischt, um eine Paste zu ergeben. Die Paste wurde mit einer Rakel auf die Oberfläche einer ersten abtrennbaren Folie aufgetragen und getrocknet, so daß eine Schicht von einer Dicke von etwa 100 um gebildet wurde. Die Schicht wurde zusammen mit der ersten abtrennbaren Folie auf eine Rolle aufgewickelt und dann mit einer Auftragvorrichtung für Tiefdruck mit einem Acryl-Polymer-Klebemittel beschichtet, um eine Klebeschicht von etwa 20 um Dicke zu bilden. Es wurde eine zweite abtrennbare Folie auf die Klebeschicht aufgebracht, um so einen Träger für die Farbschicht des flexiblen Blatts zu erhalten.
Die erste abtrennbare Schicht wurde entfernt, um ein farbaufnehmendes flexibles Blatt zum Einbrennen zu erhalten (siehe Fig. 1), das die zweite abtrennbare Folie (13), die Klebeschicht (11) und die farbaufnehmende Schicht (9) umfaßt. Tabelle 1 ZrO&sub2; Gew.-Teile Borsilicat-Bleiglasfritte Acrylharz-Bindemittel Ethylenglykol-monobutyletheracetat
Eine Farbzusammensetzung, die die in der Tabelle 2 angegebenen Komponenten umfaßte, wurde mittels Siebdruck auf die Farbaufnehmende Schicht des flexiblen Blattes auf einem Träger aufgebracht, um ein Muster (5) entsprechend dem gewünschten Strichcode zu bilden und ein Trägermaterial für ein Etikett zum Einbrennen (siehe Fig. 2) zu erhalten. Tabelle 2 schwarzes Pigment (1) Gew.-Teile Borsilikat-Bleiglasfritte Gew.-% Ethylzellulose-Bindemittel Terpineol (1) ein gemischtes Pigment aus Cr&sub2;O&sub3;, Fe&sub2;O&sub3; und CoO
Nach dem Entfernen der zweiten abtrennbaren Folie wurde das Etiketten-Trägermaterial mittels der Klebeschicht an der Oberfläche eines Glasprodukts angebracht, und das Glasprodukt wurde 30 Minuten bei 450º C in einem Ofen erhitzt. Während des Erhitzens wurden die Komponenten des Klebemittels und des organischen Bindemittels vollständig zersetzt und verbrannt, ehe die Glasfritte zu schmelzen begann; dann wurde ein schwarzes Strichcode-Muster gebildet, das an dem weißen Substrat mit scharfem Kontrast fest fixiert war.

Beispiel 3

Eine Zusammensetzung, die die in der Tabelle 3 gezeigten Komponenten umfaßte, wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 2 zu einem Blatt verarbeitet. Die Farbzusammensetzung, die die in Tabelle 4 genannten Komponenten umfaßte, wurde mittels Siebdruckverfahren auf das Blatt gedruckt und bildete einen Abdruck, der einem bestimmten Strichcode-Muster entsprach. Tabelle 3 SiO&sub2; Gew.-Teile geschmolzene Quarzfritte Acrylpolymer-Bindemittel Ethylenglykol-monobutyletheracetat Tabelle 4 schwarzes Pigment (2) Gew.-Teile geschmolzene Glasfritte Ethylzellulose-Bindemittel Terpineol (2) ein gemischtes Pigment aus Cr&sub2;O&sub3;, Fe&sub2;O&sub3;, MnO und CoO
Das so erhaltenen Etiketten-Material zum Einbrennen wurde auf einem Stück MnZn-Ferrit angebracht, und das Stück wurde 1 Stunde bei 1000º C gebrannt. Während des Einbrennverfahrens wurden die Komponenten des Klebemittels und des organischen Bindemittels vollständig zersetzt und verbrannt, ehe die Glasfritte zu schmelzen begann. Dann wurde ein schwarzes Strichcode-Muster gebildet, das an dem weißen Substrat mit scharfem Kontrast fest fixiert war.

Beispiel 4

Die in Tabelle 5 angegebene Zusammensetzung wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 2 zu einem Blatt verarbeitet; die in Tabelle 6 gezeigte Farbzusammensetzung wurde mittels Siebdruckverfahren auf das Blatt gedruckt und bildete einen Abdruck, der dem Strichcode-Muster entsprach. Tabelle 5 Al&sub2;O&sub3; Gew.-Teile Borsilikat-Bleiglasfritte Acrylpolymer-Bindemittel Ethylenglykol-monobutyletheracetat Tabelle 6 schwarzes Pigment (3) Gew.-Teile Borsilikat-Bleiglasfritte Ethylzellulose-Bindemittel Terpineol (3) ein gemischtes Pigment aus Cr&sub2;O&sub3;, Fe&sub2;O&sub3;, MnO und CoO
Das so erhaltene Etikettenmaterial zum Einbrennen wurde an der Oberfläche eines Stücks rostfreien Stahls befestigt, das vorher bei 600º C hitzebehandelt worden war, um eine dünne Oxidschicht zu bilden. Beim 10-minütigen Einbrennen des Stücks aus rostfreiem Stahl bei 600º C wurden die Komponenten des Klebemittels und des organischen Bindemittels vollständig zersetzt und verbrannt, ehe die Glasfritte zu schmelzen begann. Es wurde ein schwarzes Strichcode-Muster gebildet, das auf dem weißen Substrat in scharfem Kontrast fixiert war.
Es wurde gefunden, daß die vorher gebildete Oxidschicht auf der Oberfläche des rostfreien Stahlstücks und die Glasfritte verschmolzen und eine einzige Schicht bildeten, so daß das Etikett an dem Stück extrem stark fixiert war.

Beispiel 5

Unter Verwendung eines Farbband-Behälters, den man - wie in Beispiel 1 beschrieben - erhalten hatte, und eines thermischen Transfer-Druckers wurde ein Trägermaterial mit einem Etikett zum Einbrennen hergestellt, indem ein Muster entsprechend einem bestimmten Strichcode auf die farbaufnehmenden Schicht des farbaufnehmenden flexiblen Blattes nach Beispiel 2 gedruckt wurde.
Das so erhaltene Trägermaterial für das Etikett wurde mittels der Klebeschicht an einem Glasprodukt - wie in Beispiel 2 - befestigt, und das Produkt wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 gebrannt. Es wurde ein schwarzes Strichcode-Muster gebildet, das auf dem weißen Substrat in scharfem Kontrast fixiert war.

Beispiel 6 (Schaltmuster)

Goldpulver 70 Gew.-Teile
Glasfritte (Borsilikat-Bleiglas) 5 Gew.-Teile
Carnaubawachs 10 Gew.-Teile
Paraffinwachs 12 Gew.-Teile
Vaseline 3 Gew.-Teile
Die obige Zusammensetzung wurde zu einem Farbband zum Thermo- Druck in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die untenstehende Zusammensetzung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 zu einem Blatt geformt. Unter Verwendung des wie oben erhaltenen Farbbands und einem thermischen Transfer- Drucker wurde ein Leitungsplan aus Gold auf das wie oben erhaltene Blatt gedruckt. Nach dem Fixieren des Gold-Leitungsplans auf ein Aluminiumoxidsubstrat mittels einer Klebeschicht wurde das Substrat bei 800º C gebrannt, wobei Luftblasen sorgfältig vermieden wurden. Es wurde gefunden, daß ein Gold-Schaltmuster auf dem Aluminiumoxidsubstrat gebildet worden war, und daß das Muster hoch leitfähig war und keine Risse, keine kleinen Löcher, keine Unterbrechungen der Verbindung und dergleichen aufwies.
Al&sub2;O&sub3;-Pulver 5 Gew.-Teile
Borsilikat-Bleiglasfritte 95 Gew.-Teile
Acrylpolymer-Bindemittel 10 Gew.-Teile
Acetat 40 Gew.-Teile

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der ein farbaufnehmendes flexibles Blatt zum Einbrennen zeigt, das nach Beispiel 2 erhalten wurde; Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Trägerelements für Etiketten zum Einbrennen, erhalten unter Verwendung des Blattes nach Fig. 1.

Claims

1. Farbe-aufnehmendes, flexibles Blatt zum Aufdrucken eines Musters auf einen Gegenstand mittels Einbrennen, wobei das Blatt eine Farbe-aufnehmende Schicht (9) aufweist, welche mindestens eine anorganische Verbindung enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Metallpulver, Metalloxidpulver und Mischungen davon, sowie ein organisches Bindemittel und Glasfritte, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe-aufnehmende Schicht (9) auf der Oberfläche einer Klebeschicht (11) ausgebildet ist, wobei diese Klebeschicht eine vorübergehende Fixierung bis zum Einbrennen des Farbe-aufnehmenden Blattes auf dem zu bedruckenden Gegenstand erlaubt.

2. Farbe-aufnehmendes, flexibles Blatt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Verbindung ein Pigment umfaßt oder aus einem Pigment besteht.

3. Blatt gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material in Form von Fasern vorliegt.

4. Blatt gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein ablösbares Substrat (13) umfaßt, welches auf der anderen Oberfläche der Klebeschicht ausgebildet ist, um diese zu bedecken.

5. Blatt gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein flexibles Trägerelement zwischen der Farbe-aufnehmenden Schicht (9) und der Klebeschicht (11) enthält.

6. Etikett zum Einbrennen, dadurch gekennzeichnet, daß es das Blatt gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt sowie ein Muster (5), welches auf der Farbe-aufnehmenden Schicht (9) dieses Blattes mit einer Farbe ausgebildet ist, welche Glasfritte und mindestens eine anorganische Verbindung enthält, welche ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Metallpulver, Metalloxidpulver und Mischungen davon, wobei diese anorganische Verbindung von der anorganischen Verbindung, die in der Farbe-aufnehmenden Schicht (9) enthalten ist, verschieden ist.

7. Etikett zum Einbrennen gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Verbindung der Farbe, welche das Muster (5) ausbildet, ein Pigment umfaßt oder aus einem Pigment besteht.