DE69425297T2

DE69425297T2 - Etikettendrucken unter Verwendung von Etiketten mit mikroporöser Oberfläche

Info

Publication number: DE69425297T2
Application number: DE69425297T
Authority: DE
Inventors: Richard W. Holt
Original assignee: Lexmark International Inc
Current assignee: Lexmark International Inc
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2014-04-20
Also published as: EP0623855A2; EP0623855A3; JPH06332375A; US5893960A; EP0623855B1; DE69425297D1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft das Bedrucken von Etiketten mit mineralölhaltigem Flüssigtoner oder mineralölhaltiger Flüssigtinte. Die Etiketten besitzen eine äußere Schicht, die den Druck aufnimmt, eine während des Bedruckens als Träger dienende Schicht und eine Klebstoff-Zwischenschicht, so daß das bedruckte Etikett von der Trägerschicht abgezogen und mittels des Klebstoffs an normalen Oberflächen befestigt werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung ist ein Etikett ohne Sperrschicht zwischen der Druckaufnahmeschicht und der Klebstoffschicht. Da ein Flüssigtoner oder eine Flüssigtinte, der/die Mineralöl enthält, von dem Druckaufnahmemedium absorbiert werden muß, muß das Druckaufnahmemedium porös sein. Normalerweise führt diese Porosität dazu, daß das Mineralöl zum Klebstoff gelangt und dessen Klebeeigenschaften herabsetzt. Eine Sperrschicht verhindert das, sie stellt jedoch einen Mehraufwand bei den Materialkosten und bei der Herstellung dar und fügt dem Etikett auch etwas Masse hinzu.
Diese Erfindung verwendet einen bekannten Papier-Ersatzstoff, Teslin, ein Markenprodukt von PPG Industries, Inc., zur Etikettenherstellung in einem Laminat, das keine Sperrschicht besitzt oder benötigt. Das US-Patent Nr. 4 861 644 von Young et al. beschreibt, was Teslin-Material zu sein scheint, und lehrt das Bedrucken dieses, als Papier-Ersatzstoff verwendeten Materials. Sowohl Flüssigtinten als auch Xerographiedruck sind genannt. Das US-Patent Nr. 5 140 934 von Pennelle betrifft ein Lesezeichen, einschließlich einer Ausführungsform, bei der Teslin-Schichten, die jeweils eine Klebstoffschicht besitzen, übereinandergestapelt werden. Das Bedrucken dieser Schichten ist nicht speziell erwähnt. Die US-A-3 794 439 offenbart Verbundetiketten mit einer Druckaufnahmeschicht, einer Klebstoffschicht und einer Abziehschicht.

Offenbarung der Erfindung

Etiketten werden mit einer mineralölhaltigen Flüssigtinte bedruckt, indem ein Flächengebilde bedruckt wird, das eine Teslin-Druckaufnahmeschicht, eine mit der Teslinschicht in Kontakt stehende Schicht organischen Klebstoffs und eine mit dem Klebstoff in Kontakt stehende Trägerschicht besitzt.
Die Teslinschicht immobilisiert den Druck, so daß hervorragende, dauerhafte Druckbilder erhalten werden. Der Klebstoff wird durch das Mineralöl nicht zersetzt, was bedeutet, daß das Mineralöl von dem Klebstoff ferngehalten wird, und die Aufwendungen und zusätzliche Masse einer Sperrschicht werden vermieden.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 beansprucht wird, ist ein Verfahren zur Herstellung von Etiketten. Das Kunststoffetikettensystem nimmt elektrophotographische Toner an, ohne eine Sperrschicht zwischen dem Druckaufnahmematerial und der Klebstoffschicht zu benötigen, und erfordert keine Vorbehandlung des Druckaufnahmematerials, um die Ölabsorption zu erhöhen. Dieses Etikett verwendet ein synthetisches Material, wie z. B. Teslin, eine Marke für ein mikroporöses Kunststoff-Druckflächengebilde. Teslin wird von seinem Hersteller als ein auf Polyolefin basierendes, mikroporöses Druckflächengebilde beschrieben, dessen Volumen etwa zu 65 Prozent aus Luft besteht. Ein weiterer Grundstoff von Teslin ist kieselhaltiger Füller in einer Menge von etwa 60-80 Gew.-%. Das Klebstoffmaterial ist ein organisches Standard-Klebstoffmaterial. Die Trägerschicht ist ein herkömmliches dickes Papier.
Das Etikett dieser Erfindung erfüllt die folgenden Anforderungen vieler elektrophotographischer Druckanwendungen: a) annehmbarer Schmelzpunkt des Materials (z. B. Hitzebeständigkeit für Fixieranwendungen), b) annehmbare Druckqualität und c) keinerlei Mineralöl(Tonerträger)-Ausscheidungen entweder von der Vorderseite (Druckträger) oder der Hinterseite des Etiketts in die Klebstoffschicht. Neben der enormen Oberfläche, die durch die mikroporöse Struktur erzeugt wird, spielt das Material eine Schlüsselrolle bei der Mineralölabsorption, wodurch verhindert wird, daß restliches Mineralöl aus dem Material austritt. Dabei ist es auch wichtig, daß die Verwendung eines Mineralöls mit höherem Dampfdruck wichtig zur Eliminierung von Emissionen (d. h. Emissionen an die unmittelbare Umgebung des Druckers - Büroraum) ist, welche durch die Verwendung eines flüchtigeren Kohlenwasserstoffträgers entstehen können. Wenn jedoch das Öl nicht von dem Material "zurückgehalten" wird, können zwei unerwünschte Konsequenzen entstehen. Erstens könnte Öl, das über den Druckträger entweicht, ein Kondensations/Verdampfungs- Phänomen verursachen, das hier nachfolgend "Öllache" genannt wird und am häufigsten bei Mineralölen mit geringerer Flüchtigkeit auftritt. Eine Öllache kann zu unerwünschten öligen Oberflächen, zum Aufquellen bestimmter im Handel erhältlicher Hefter und Notizbücher und zu einem schlechten Fixiergrad (der Fixiergrad ist ein umfassender Ausdruck für die Abriebfestigkeit des Aufdrucks) aufgrund des restlichen Öls auf dem mit dem Toner in Kontakt stehenden Druckträger oder in dessen Nähe führen. Zur Bildung von Öllachen ausreichende Mengen Mineralöl sind in Teslin drei Wochen nach dem Aufbringen von Mineralöl auf die Teslin-Oberfläche vorhanden. Öllachenbildung und Klebstoffzersetzung treten jedoch aufgrund der Absorption des Öls durch das Teslin nicht auf. Die Menge an Mineralöl, die benötigt wird, um eine Öllache zu bilden, beträgt etwa 50 ug/cm².
Das "Festhalten" von Mineralöl spielt wegen des Fixiergrades ebenfalls eine wichtige Rolle bei dieser Erfindung. Der Fixiergrad kann an allen flüssigen elektrophotographischen Tonern sowie möglichen Oberflächen, mit denen diese Toner in Kontakt kommen können, gemessen werden. Deshalb ist der Fixiergrad ein Standardmaß zum Vergleich von Druckproben. Eine Fixiergrad- und Transferuntersuchung wurde mit allen im Handel erhältlichen Kunststoffetiketten durchgeführt (der Transfer ist definiert als der Prozentsatz des gesamten Toners eines Bildes, der von einer Übertragungswalze, die das Bild von einer Speicherwalze erhält, auf Papier übertragen wird). Der fertige Aufdruck wird mit einer Messerschneide und mit einem abgewogenen Tuch abgerieben. Laut dieser Untersuchung erhöhte sich der Fixiergrad um durchschnittlich zwanzig bis fünfundzwanzig Prozent bei besten Druckbedingungen, und manche Etiketten zeigten eine 100prozentige Verbesserung.
Synthetisches Teslin-Papier ergibt einen nahezu perfekten Fixiergrad. Nur durch die Zerstörung des Druckaufnahmematerials selbst war eine Fixierbeeinträchtigung möglich. Auch der Transfer erhöhte sich um durchschnittlich ein bis zehn Prozent bei besten Druckbedingungen, und manche Etiketten zeigten eine 100%ige Verbesserung. Der Transfer gemäß typischer Verfahren ergab auch bei dieser Erfindung perfekte Prozentwerte (100%). Dies überrascht, da sowohl Fixiergrad als auch Transfer im allgemeinen mit der Harz-, Öl- und Additivauswahl korrelieren. Bei Verwendung von synthetischem Teslin-Papier scheint es aber beim Fixiergrad über einen großen Bereich aller drei Variablen keinen Unterschied zu geben. Andere Eigenschaften des Teslin-Materials, die diese Erfindung stützen, sind der Schmelzpunkt, der ausreichend hoch ist, um den Fixierbedingungen (d. h. Druck und Wärme) in einem elektrophotographischen Flüssigdrucker oder -kopierer standzuhalten. Die Wahl dieses Druckaufnahmematerials hatte auf die Druckqualität keinen Einfluß. Dies ist besonders wichtig, wenn man Strichmarkierungen und andere Graphiken als potentielle Applikationen für solche Etiketten in Erwägung zieht.
Das synthetische Teslin-Papier kann bis zu 0,2 mm (8 Mil) dünn sein, und es wird keine Sperrschicht benötigt, um den Klebstoff vom Mineralöl zu schützen.

Repräsentative Tinte

Eine repräsentative Tinte gemäß dieser Erfindung ist ein bei der elektrophotographischen Abbildung verwendeter Flüssigtoner. Er umfaßt Mineralöl als Vehikel, feine Harzteilchen, die ein Gemisch sein können, das ein Ionomerharz umfassen kann, Pigment, Aluminiumtristearat und eine separate Ladungssteuermischung, die in einem Endstadium der Herstellung zugegeben wird. Eine beispielhafte Ladungssteuermischung ist Lecithin, N-Methyl-2-pyrrolidon und Calcium-Petronate (Marke) als 10-30%ige Lösung in Mineralöl.
Das Ionomerharz kann Surlyn 9020 (Marke) in einer auf das Gewicht bezogenen Menge sein, die dem doppelten eines nichtionischen Harzes entspricht, vermischt mit Tinte. Fünfunddreißig Gewichtsteile dieser Mischung können mit 65 Gewichtsteilen eines hochgereinigten Mineralöls in Lebensmittelqualität, bestehend aus einer Mischung aus geradkettigen und verzweigten Alkanen, vermischt werden. Dies wird gründlich vermischt, bis die Harze mit Mineralöl gründlich vermischt und plastifiziert sind und das gesamte Mineralöl vollständig in dem resultierenden Feststoff eingebunden ist.
Das Produkt wird verfestigt und, wenn nötig, gemahlen, wonach Pigmente, Aluminiumtristearat und zusätzliches Mineralöl in einer derartigen Menge, daß der Mineralölgesamtgehalt auf etwa 80 bis 90 Gew.-% gebracht wird, zugegeben werden. Dies entspricht einer fertigen Mischung mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, von etwa 1 bis 3 um (Mikron), gemessen mit einem Shimadzu-Zentrifugenteilchengrößenanalysator. Nach dem Zerreiben wird die Mischung mit Mineralöl unter Rühren auf einen Feststoffgehalt von zwei Prozent verdünnt.
Repräsentative Pigmente sind, bezogen auf das Gewicht, für einen schwarzen Toner etwa 22% Ruß sowie 2% NBS6157-Violett-Farbstoff, und für einen Cyan-Toner etwa 17% Toyo-FG7341-Pigment.
Zur Ladungssteuerung wird eine Mischung aus Lecithin, 2-Methyl-N- pyrrolidon und Calcium-Petronat in einer 10-30%igen Lösung verwendet, bis die Leitfähigkeit etwa 50 Picomho/cm erreicht. Die drei Elemente können in etwa gleichen Mengen vorliegen, und etwa 2 ml dieser Ladungssteuermischung werden benötigt, um 100 ml der Harzmischung aufzuladen.
Obwohl der obige Toner zum Teil detailliert beschrieben ist, sollte er nur als Beispiel angesehen werden, da die Erfindung nicht auf die Details der Tintenformulierung beschränkt ist. Insbesondere funktioniert diese Erfindung gut mit Mineralölen mit einer höheren Viskosität als diejenige, die für die obige repräsentative Tinte vorgesehen ist.
Modifizierungen der obigen Ausführungsform werden offensichtlich sein oder können innerhalb des Umfangs dieser Erfindung erwartet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Etiketten mit einer Rückseite aus organischem, durch Mineralöl zersetzbarem Klebstoff zum Anbringen der Etiketten an Oberflächen, umfassend das Bedrucken einer Druckaufnahmeschicht mit Druckfarbe oder Toner, welche Mineralöl als Vehikel enthalten, wobei die Druckaufnahmeschicht mit einer Schicht des Klebstoffs in Kontakt steht und der Klebstoff mit einer Trägerschicht in Kontakt steht, wobei die Druckaufnahmeschicht aus einem porösen Material besteht, welche das Mineralöl in dem porösen Material vom Klebstoff fernhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Material der Druckaufnahmeschicht eine poröse Polyolefinbasis mit einer großen Menge kieselhaltigem Füller ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Material der Druckaufnahmeschicht ein synthetisches Papier der Marke Teslin ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Material der Druckaufnahmeschicht etwa 0,2 mm (0,008 Inch) dick ist.