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Die
Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren von Rubbelfeldern auf
einem Träger
sowie einen Träger
mit einem derartigen Feld.
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Unter
Rubbelfeldern versteht man ein auf einen Träger gedrucktes Motiv, das durch
einfaches Rubbeln mit einem Fingernagel oder mit einem anderen ausreichend
harten Objekt im allgemeinen mit dem Ziel entfernt werden soll,
eine unter dem besagten Feld aufgedruckte Eintragung oder Zeichnung
zu entdecken.
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Bisher
benutzte man Siebdruck- oder Wärmetransfer-Technologien,
um die Rubbelfelder herzustellen.
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In
beiden Fällen
besitzt das für
den Druck benutzte Material ein gutes Deckvermögen und eine ausreichende Haftung
in Bezug auf den Träger,
um nicht von selbst zu verschwinden, jedoch eine unzureichende Haftung,
um dem Rubbeln zu widerstehen.
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Dennoch
sind derartige Technologien aufgrund ihrer geringen Auftragungskadenz
und/oder ihrer komplexen Umsetzung nicht besonders gut für die Massenproduktion
geeignet.
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Der
Trend geht jedoch verstärkt
zur Massenbenutzung derartiger Rubbelfelder, selbstverständlich in
dem bereits bekannten Bereich, d.h. demjenigen der Spiele wie Lotterien
oder Verlosungen.
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Der
Anmelder orientiert sich ebenfalls auf andere Verwendungen, beispielsweise
alle Anwendungen von tragbaren Trägern wie Chipkarten (Bank-Chipkarte
und/oder elektronische Geldbörse und/oder
Telefon-Chipkarte).
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Bei
derartigen Anwendungen könnte
das Rubbelfeld benutzt werden, um beispielsweise eine für den Benutzer
nützliche
Nummer abzudecken.
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Die
derzeitigen Drucktechnologien zum Auftragen von Rubbelschichten
oder Rubbelfeldern auf Trägern
aus Papiermasse wie beispielsweise Papier oder Pappe, d.h. Wärmetransfer-
oder Siebdruckverfahren, sind keinesfalls dem Produktivitätsproblem angepasst,
wie bereits erwähnt,
aufgrund ihrer geringen Auftragungskadenz und/oder ihrer komplexen Umsetzung.
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Außerdem ist
die Herstellung von aufwendigeren Rubbelfeldern, d.h. beispielsweise
in mehreren Farben, mehreren Formen, hier ebenfalls ein einschränkendes
Element der derzeit zur Anwendung gelangenden Technologien.
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Das
Patent
US-A-4 540 628 beschreibt
eine Verbundfolie aus Aluminium mit hydrophiler Beschichtung, um
eine Druckfarbe mit wässriger
Basis zu erhalten. Diese Folie kann insbesondere als Träger für Lotterielose
dienen und eine durch ein Tintenstrahlsystem aufgedruckte Nummer
sowie eine abnehmbare, undurchsichtige Beschichtung zum Maskieren
der Nummer aufweisen.
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Das
Patent
US-A-4 31 268 betrifft
ein Verfahren und ein Gerät
für eine
Beschichtung mit einer mit hoher Geschwindigkeit aufgetragenen Druckfarbe. Es
beschreibt einen ablaufenden Streifen, der zunächst per Tintenstrahl eine
Flüssigkeit
erhält,
um beispielsweise ein Bild herzustellen, dann überschüssige Partikel, die auf der
Flüssigkeit
haften, um das Bild zu maskieren. Die Partikel werden durch Kontakt
beim Durchlauf des Streifens in einem Behälter aufgebracht.
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Das
Bild kann zu einem späteren
Zeitpunkt durch Rubbeln entdeckt werden.
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Das
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, das es ermöglicht, die Probleme der Kadenz
und des dynamischen Größen-, Form-
und Farbenwechsels des Rubbelfelds im Rahmen einer industriellen
oder anderen Benutzung zu lösen.
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Die
Erfindung betrifft demnach insbesondere ein Herstellungsverfahren
von Rubbelfeldern auf einem Träger,
hauptsächlich
dadurch gekennzeichnet, dass es die Verwendung einer Tintenstrahl-Drucktechnik
umfasst.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung ist die verwendete Druckfarbe
eine Druckfarbe des Typs mit Phasenwechsel (Hot Melt gemäß der angelsächsischen
Terminologie).
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Nach
einem anderen Merkmal enthalten die verwendeten Druckfarben Oligomere
und Polyamide.
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Nach
einem anderen Merkmale der Erfindung kann der Träger, auf dem Rubbelfelder aufgebracht
werden können,
ein Kunststoffträger
wie eine IC-Karte (Chipkarte) eines beliebigen Standards und einer
beliebigen Anwendung sein.
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Die
verwendete Druckfarbe enthält
Ester einer hydrierten Abietinsäure
(Tackifizierer) und einen Plastifikator. Im Fall eines Drucks auf
Kunststoffträger
enthält
die Zusammensetzung der Druckfarbe einen Anteil von Ester der hydrierten
Abietinsäure
von 16,5% bis 27% und diejenige des Plastifikators jeweils 15% bis
4,5%.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung kann der Träger aus starrer Papiermasse
(Pappe) oder flexibler Papiermasse (Papier) bestehen.
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Nach
einem anderen Merkmal der Erfindung wird der Tintenstrahldruck durch
einen oder mehrere Druckköpfe
erhalten, die je nach Form, Größe und/oder
Farbe des herzustellenden Felds gesteuert werden.
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Nach
einem anderen Merkmal sind die verwendeten Druckköpfe des
piezoelektrischen Typs.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls einen Träger, der auf einer Seite eine
Information oder eine Grafik sowie ein die besagte Information oder
Grafik abdeckendes Rubbelfeld umfasst. Er ist dadurch gekennzeichnet,
dass das besagte Rubbelfeld aus nebeneinander und/oder übereinander
angeordneten Stoffpunkten besteht.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
beispielhaften und unbegrenzenden Beschreibung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen, in denen:
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1a und 1b eine
Vorrichtung zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen,
und
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2 das
erhaltene Ergebnis auf einem Träger
wie einer Chipkarte im ISO-Format zeigt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann auf verschiedene Art und Weise umgesetzt werden, durch die
Verwendung von je nach Anwendung eines oder mehrerer Tintenstrahl-Druckköpfe. Demnach verwendet
man einen oder mehrere Köpfe
je nach der Form, die man dem Rubbelfeld verleihen möchte, eventuell
je nach seiner Größe in Bezug
auf die Größe des Kopfs,
und ebenfalls je nachdem ob man ein- oder mehrfarbige Felder erhalten
möchte.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass man die Druckköpfe in den
vorhandenen Produktionsstrassen zur Erzeugung von Rubbelfeldern
als Ersatz der derzeitigen Lösungen
einsetzen kann.
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Man
kann demnach über
einen oder mehrere Tintenstrahlköpfe
verfügen,
um dank ihrer Bauweise oder ihrer mechanischen Positionierung die
Breite der zu druckenden Nutzfläche
abzudecken. Eine oder mehrere Druckfarben eines oder mehrerer Farbtöne werden
von den Tintenstrahlköpfen
beim Vorbeilaufen des zu behandelnden Objekts, das also aus Papier,
Kunststoff oder dergleichen bestehen kann, aufgespritzt.
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Die
für diese
Anwendungen verwendbaren Druckfarben können beispielsweise des Typs
mit Phasenwechsel (Hot Melt gemäß der angelsächsischen
Terminologie) sein, die den Vorteil aufweisen, sich beim Kontakt
mit der Druckfläche
zu verfestigen, und die mit einer Vielzahl von Trägern ohne
besondere Behandlung kompatibel sind. Es handelt sich um Wachse.
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Das
am häufigsten
für Tintenstrahlanwendungen
mit Phasenwechsel verwendete Material ist Wachs.
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Denn
die Merkmale dieses Materials eignen sich sehr gut für die Temperaturanstieg-
und Abkühlungszyklen,
die bei dieser Technologie erforderlich sind. Die Hauptverwendungen
dieses Druckfarbentyps richten sich im allgemeinen an Anwendungen auf
Papier oder porösen
Trägern,
die eine gute Verankerung der Druckfarbe auf Wachsbasis in den Fasern
des Trägers
ermöglichen.
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Im
Rahmen dieser Erfindung weist Wachs jedoch den Hauptnachteil auf,
nicht ausreichend an Kunststoffen zu haften, was zu einem unzureichenden
Abrasionswiderstand im Rahmen dieser Anwendung führt.
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Zu
diesem Zweck verwendet das in der Erfindung beschriebene Verfahren
Druckfarben mit Phasenwechsel, die Oligomere und Polyamide enthalten. Diese
von einigen Druckfarbenherstellern verwendete Formulierung ermöglicht,
das Anhaften auf Kunststoffträgern
zu verbessern sowie die Realisierung von spezifischen, für diese
Anwendung erforderlichen Farbtönen
zu erleichtern.
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Heutzutage
sind auf dieser Technologie basierende Produkte bei Firmen wie Data
Product, Brother, Polaroid, Markem und Tektronic erhältlich.
Diese Produkte sind im allgemeinen für den Druck von Trägern des
Typs Papier oder Pappe bestimmt.
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Die
von den einzelnen Herstellern verwendeten Druckfarben-Formulierungen
sind sich sehr ähnlich,
und man kann als Beispiel die Druckfarben Color Stix von Tektronic
nennen, mit folgender Zusammensetzung:
- - Monoamid
47%
- - Tetraamid 21.5%
- - Tackifizierer "Tackifier" 27%
- - Plastifikator "Plasticizer" 4.5%
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Der
Tackifizierer ist ein Haftmittel für die Druckfarbe (in englisch
Tackifier, was einem hydrierten Abietinsäure-Ester entspricht).
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Die
Druckfarben mit Phasenwechsel haben im allgemeinen eine Erweichungstemperatur
von etwa 90°C und
physikalische Merkmale, die mit der Piezo-Tintenstrahl-Technologie ab 130°C kompatibel sind.
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Im
Rahmen der Erfindung ermöglicht
die Verwendung der im allgemeinen für Papieranwendungen verwendeten
Druckfarben nicht, eine ausreichende Anhaftung auf Kunststoffträgern für die betrachtete
Anwendung zu erzielen. Um die Haftung der Druckfarbe zu verbessern,
sind Änderungen
der Formulierungen erforderlich.
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Um
die Tackifizierer der Druckfarben nicht zu stark zu erhöhen, hat
es der Anmelder vorgezogen, die Plastifikatoren, im allgemeinen
Polymere, zu reduzieren, die besser für Kunststoff-Anwendungen geeignet
sind.
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Ein
Beispiel eines im Rahmen der Erfindung verwendeten Plastifikators
ist Di-Isonomyl Phtalat.
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Die
Prozentanteile von Tackfizierer und Plastifikator in der Zusammensetzung
der Druckfarbe können
wie folgt lauten:
- – Tackifizierer: 16.5% bis
27%
- – Plastifikator:
4.5% (mit 27% Tackifizierer bis 15% (mit 16.5% Tackifizierer).
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Die
Dicke der aufgetragenen Druckfarbe ist je nach Druckauflösung, Formulierung
der Druckfarbe sowie Temperatur, Art des Substrats unterschiedlich,
wenn der Tropfen auf dem Träger
ankommt.
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Im
Rahmen der Erfindung schwankt die aufgetragene Dicke je nach den
vorgenannten Parametern zwischen 8 und 20 μm.
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Eine
Vorrichtung E für
den Tintenstrahldruck von Rubbelfeldern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist schematisch in 1a und 1b dargestellt.
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Diese
Vorrichtung umfasst beispielsweise einen Druckkopf 1n,
der von einer elektronischen Steuerung 2 gesteuert wird,
die ein Steuerprogramm PG enthält,
das an die Form und die Größe des Motivs angepasst
ist, das man herstellen möchte.
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Die
elektronische Steuerung weist an sich nichts besonderes auf, beispielsweise
können
die bestehenden Steuerungen für
in Papierdruckern verwendete Druckmaschinen benutzt werden, um diesen
Druckkopf zu steuern. Selbstverständlich werden die Parameter
bezüglich
der linearen Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfs, des Durchsatzes
d der in den Düsen
des Kopfs fließenden
Druckfarbe sowie das Programm bezüglich des in einem oder mehreren
Durchläufen
des Kopfs auf dem Träger
zu realisierenden Motivs in den Speicher des Steuerprogramms des
Druckkopfs eingegeben.
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Der
Druckkopf wird von einem Heizvorratsbehälter 3 mit Druckfarbe
versorgt, aufgrund der Verwendung von Druckfarbe mit Phasenwechsel
auf der Basis von Temperaturschwankungen, und zwar ebenfalls auf
konventionelle Weise. Der Vorratsbehälter hat in den Figuren das
Bezugszeichen 3.
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Die
Tintenstrahlköpfe 1n,
und insbesondere die auf der Piezo-Technologie basierenden Köpfe, ermöglichen,
lineare Druckgeschwindigkeiten von etwa einem bis zwei Metern pro
Sekunde zu erreichen, was hinsichtlich der Kadenz bei weitem alles übertrifft,
was die derzeitigen Technologien in der Lage sind zu realisieren.
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Ein
weiterer sehr wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass das Verfahren aufgrund der Adressierfähigkeit
der Tintenstrahlköpfe die
Herstellung von Drucken personalisierter Rubbelfelder ermöglicht.
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Denn
je nach gewünschter
Anwendung und Auflösung
kann man mehrere Tintenstrahlköpfe
einsetzen. Jedem Kopf ist ein spezifischer Farbton zugewiesen, um
mit großer
Geschwindigkeit verschiedene grafische Effekte zu erzeugen, und
der ebenfalls von einem zu einem anderen Träger unterschiedlich sein kann,
indem man während
des Druckens Parameter ändert.
Diese Parameteränderung kann
mittels eines an die Steuerelektronik 2 angeschlossenen,
auf dem Schema von
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1b mit 4 bezeichneten
Eingangs-/Ausgangs-Peripheriegeräts erfolgen.
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2 zeigt
einen Träger 1,
auf dem gemäß dem Verfahren
der Erfindung ein Rubbelfeld P aufgedruckt wurde. Dieses Feld P
wurde in einem Druckbereich Z angeordnet, der in dem den Druckkopf steuernden
Programm beispielsweise in Bezug auf die Ränder der Karte definiert ist.
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Die
Form des hergestellten Felds sowie der Druckfarbendurchsatz, um
die gewünschte
Dicke e der aufgetragenen Druckfarbe zu erhalten, sind ebenfalls
in diesem Programm definiert.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
auf einem Kunststoffträger
S wie eine Chipkarte im ISO-Format. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann dieser
Träger
ein gemäß der Erfindung
hergestellter Papier- oder Pappeträger sein. Selbstverständlich kann
die Druckfarbe durch einen Stoff ersetzt werden, was man dann im
weiteren Sinn als Stoffstrahl bezeichnet.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung von Stoffstrahl-
oder Tintenstrahltechniken, bei denen es möglich ist, jeden Strahl eines
Tropfens einzeln oder Blöcke
von n gleichzeitigen aus jeweils einem Tropfen bestehenden Strahlen
zu steuern oder zu regeln.
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Genauer
gesagt umfasst der Träger
auf einer Seite eine Information oder eine Grafik sowie ein Rubbelfeld,
das die besagte Information oder Grafik maskiert. Das Rubbelfeld
besteht aus nebeneinander und/oder übereinander angeordneten Stoffpunkten. Diese
Punkte resultieren aus dem Aufprall von Stofftropfen, insbesondere
Druckfarbentropfen, die im allgemeinen per Stoffstrahl oder Tintenstrahl
auf den Träger
gespritzt werden.
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Die
Punkte weisen eine Auflösung
von über 100
DPI auf. Vorzugsweise beträgt
die Auflösung zwischen
100 und 600 Dpi.
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Wenn
man den von der Technologie der Erfindung gebotenen Farbeffekt verwendet,
kann man ein Feld mit verschieden farbigen Punkten erhalten.
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Die
farbigen Punkte können
vorteilhaft ein dekoratives Motiv oder eine Information oder ein
Sicherheitselement wie Wellen- oder Kreislinien bilden, um die Störung oder
Tarnung der maskierten Informationen zu erhöhen.
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Das
Sicherheitsmotiv kann regelmäßig oder zufällig, von
außen
sichtbar oder nicht sein. Es kann die gleiche Farbe aufweisen wie
die auf den Träger aufgetragene
Information oder Grafik, um sich mit ihr zu vermischen. Das Motiv
kann direkt mit der Information oder Grafik in Kontakt stehen oder
sich etwa auf gleicher Höhe
befinden. Es kann mit einer einheitlichen oder uneinheitlichen Farbschicht
aus Stoff- oder Druckfarbenpunkten überzogen sein.