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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein recycelbares bedruckbares Medium
für Kassenbons,
insbesondere ein bedruckbares Medium aus Polyethylen, das mit Kunststoff-Tragetaschen in nach
dem Kauf erfolgenden Recyclingprozessen verträglich ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Im
vorliegenden System zum Drucken von Kassenbons wird ein bedruckbares
Papiermedium verwendet, das von einer Registrierkasse oder einer anderen
Büromaschine
mittels Tintenstrahldrucker, Thermodrucker oder Banddrucker bedruckt
wird. Der bedruckte Kassenbon wird dem Kunden überreicht und/oder in vielen
Fällen
zusammen mit den erworbenen Waren in die Kunststoff-Tragetasche
eingelegt. Ein durchschnittliches Registrierkassenband ist 7,62
cm (3'') breit, 57,91 m
(190') lang, und
die Rolle weist einen Durchmesser von ca. 7,62 cm (3'') auf. Viele Einzelhandelsgeschäfte legen
den Einkauf ihrer Kunden in eine Kunststoff-Tragetasche, und die Zahl
der Geschäfte,
die sich darum bemühen,
diese Taschen einzusammeln und zu recyceln nimmt stetig zu. Ein
Hauptproblem beim Recyceln des Tragetaschenmaterials aus Kunststoff
stellen die in vielen zurückgegebenen
Taschen liegenden Kassenbons dar.
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Die
Branche, die die vorliegenden Kunststoff-Tragtaschen recycelt, zerkleinert
diese in den meisten Fällen
und extrudiert diese erneut zu Pellets, die alleine verwendet oder
mit neuem Kunststoffmaterial vermischt werden können, um eine dicke Folie für Einwegmüllsäcke und
dergleichen zu ergeben. Die von den Kassenbons gebildeten Papierfasern stellen
für die
Recyclingbranche stets ein Problem dar, da dadurch die Siebe im
Extruder verstopft werden und es zu Lochbildungen im Folienherstellungsverfahren
kommt.
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Ein
alternatives Verfahren zum Drucken von Kassenbons wird durch Systeme
zum Drucken von Kassenbons an Tankstellen veranschaulicht, bei denen
ein Thermodruckverfahren angewandt wird. Bei Thermodruckern ist
es ebenfalls erforderlich, längere Rollen
des bedruckbaren Materials bereitzustellen, damit Kosten verringert
werden und die Rolle nicht so häufig
gewechselt werden muss.
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Eine
allgemeine Beschreibung von Kunststoffpapier und ein Verfahren zur
dessen Herstellung findet sich in der europäischen Patentanmeldung EP-A-773.094
(Nan Ya Plastics), die Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ für BE, DE,
ES, FR, GB und IT ist. In dieser Anmeldung ist ein Kunststoffpapier
mit einer Dicke von 0,06 bis 0,8 mm offenbart.
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Das
allgemeine Konzept der Anwendung eines thermoplastischen Materials
zur Herstellung von Kassenbons ist im US-Patent 5.229.218 (Dobreski) offenbart.
Soweit dem Anmelder bekannt ist, wurde jedoch aus diesem Konzept
kein kommerziell brauchbares Produkt entwickelt. Die Gründe dafür liegen
darin, dass Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung eine erhebliche
Anzahl von zusätzlichen Schritten
durchführen
müssen,
die über
die Lehre des Dobreski-Patents hinausgehen, um ein kommerziell brauchbares
Produkt zu erhalten. Das Dobreski-Patent stellt beispielsweise keine
ausreichenden Details zur Auswahl eines speziellen thermoplastischen
Materials bereit, das wirtschaftlich ist, zufrieden stellende Festigkeit
aufweist und zuverlässig
zu einer bedruckbaren Folie verarbeitet werden kann. Die Erfinder
der vorliegenden Erfindung haben überraschenderweise herausgefunden,
dass eine sehr einfache, wirtschaftliche Kombination verwendet werden
kann, um einen kommerziell brauchbaren Kassenbon bereitzustellen.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
nachfolgender Zusammenfassung und detaillierter Beschreibung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten
bedruckbaren Mediums für
Kassenbons, das Polyethylen umfasst, und ebenso recycelbar wie die
an einer Kassa ausgehändigten
Kunststoff-Tragetaschen ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines bedruckbaren Mediums, das zum Drucken von Kassenbons verwendet
wird, um die Effizienz von Kassenabläufen zu verbessern und die
Recycelbarkeit der von den Geschäften
verwendeten Kunststoff-Tragetaschen nach dem Kauf zu erhöhen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegende Erfindung ist die Bereitstellung eines
bedruckbaren Mediums, das sich zur Verwendung in Thermodruckverfahren eignet,
um die Effizienz von Thermodruckverfahren zu verbessern und die
Kosten eines solchen bedruckbaren Mediums zu reduzieren. Weitere
Ziele ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungen.
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In
einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein bedruckbares
Medium zur Verwendung in Büromaschinen
zur Aufzeichnung von Druckdaten, wobei das bedruckbare Medium zusammen mit
recyclingfähigen
Kunststoff-Tragetaschen recycelbar ist und das im Wesentlichen aus
Polyethylen bestehende bedruckbare Medium in Abwesenheit von natürlich vorkommendem
Fasermaterial, eine wirksame Menge eines Pigments, um dem bedruckbaren
Medium ausreichend Opazität
zu verleihen, sodass darauf aufgezeichnete Druckdaten lesbar sind,
und eine ausreichende Menge eines Mattierungsmittels, um die Bedruckbarkeit
des bedruckbaren Mediums zu verbessern, umfasst, worin das bedruckbare
Medium eine in den beiliegenden Ansprüchen definierte Dicke aufweist.
Die Dicke ermöglicht es,
die Menge an bedruckbarem Medium auf einer Rolle zu erhöhen.
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In
einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Drucken eines Kassenbons, der den Verkauf von Waren an einen Kunden
belegt. Die Verbesserung des vorliegenden Verfahrens umfasst folgende
Schritte: das Drucken eines Kassenbons über die Verkaufstransaktion
auf einem bedruckbaren Medium, wobei das bedruckbare Medium zusammen
mit recycelbaren Kunststoff-Tragetaschen recycelbar ist und das
bedruckbare Medium Polyethylen in Abwesenheit von natürlich vorkommendem
Fasermaterial umfasst, eine wirkame Menge eines Pigments, um dem
bedruckbaren Medium ausreichend Opazität zu verleihen, sodass der
Druck lesbar ist, und eine ausreichende Menge eines Mattierungsmittels,
um die Bedruckbarkeit des bedruckbaren Mediums zu verbessern. In
diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das bedruckbare Medium
erneut eine in den beiliegenden Ansprüchen definierte Dicke auf,
damit die Häufigkeit des
Rollenwechsels während
eines bestimmten Geschäftszyklus
abnimmt.
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Weitere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
erfindungsgemäße bedruckbare
Medium ist mit den gleichen Druckern bedruckbar, die gegenwärtig Papierbänder bedrucken,
die als Kassenbons für
den Verkauf von Waren verwendet werden. Zum Bedrucken des erfindungsgemäßen bedruckbaren
Mediums sind darüber
hinaus keine Anpassungen der gegenwärtigen Druckgeräte erforderlich. Dies
gilt sowohl für
Drucker vom Tintenstrahltyp und Banddruckmaschinentyp, die für Registrierkassen verwendet
werden, als auch für
Thermodrucker, die beispielsweise eher bei Tankstellen eingesetzt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung bietet viele zusätzliche Vorteile, unter anderem
folgende:
- 1. Das bedruckbare Medium besteht
zu einem wesentlichen Anteil aus Polyethylen und absorbiert folglich
keine Feuchtigkeit in einer Menge, die ausreicht, um die Druckdaten
auf der Oberfläche
des bedruckbaren Mediums zu verzerren oder zu zerstören. Deshalb
kann das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium nass werden, ohne dass dabei die Lesbarkeit der auf dem Medium aufgezeichneten
Druckdaten nennenswert beeinträchtigt
wird.
- 2. Das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium weist eine in den beiliegenden Ansprüchen definierte Dicke auf,
wobei diese für
eine Dicke steht, die nur etwa ein Drittel der Dicke von herkömmlichen
Registrierkassenpapierbändern
ausmacht. Folglich bringt die Rolle des erfindungsgemäßen bedruckbaren
Mediums bei gleichem Durch messer fast dreimal mehr bedruckbare Kassenbonbänder hervor
als eine gleich große
Rolle aus herkömmlichem
Papierband. Dies führt
zu deutlichen Einsparungen bezüglich
der Häufigkeit
des Kassenbonbandwechsels in Gebrauch, der Transportkosten, da die
Rollen des erfindungsgemäßen bedruckbaren
Mediums ein ähnliches
Gewicht wie dreimal längere
Rollen nach dem Stand der Technik aufweisen, sowie zu erheblichen
Einsparungen der Herstellungskosten, da die Zykluszeit im Herstellungsverfahren
verkürzt
werden kann.
- 3. Das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium wird aus dem gleichen thermoplastischen Basisharz hergestellt
wie Kunststoff-Tragetaschen und enthält im Allgemeinen keine Papier-
oder natürlichen
Fasern, die das Recyclingverfahren dieser Kunststoff-Tragetaschen beeinträchtigen.
Folglich kann das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium zusammen mit den Kunststoff-Tragetaschen recycelt werden,
ohne dass es beim Recyclingverfahren zu den Nachteilen mit herkömmlichen Papierbändern kommt,
wenn diese im Recyclingverfahren enthalten sind.
- 4. Das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium ist ebenso recycelbar wie die Kunststoff-Tragetaschen, womit
ein weiterer Teil des Einkaufsvorgangs recycelbar ist, was zu weniger
Gesamtabfall führt.
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Als
Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen bedruckbaren Mediums dient
Polyethylen. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen bedruckbaren Mediums kann
eine Reihe von unterschiedlichen Polyethylenmaterialien verwendet
werden, einschließlich
u.a. Niederdruckpolyethylen (HDPE), Mitteldruckpolyethylen (MDPE)
und lineares Hochdruckpolyethylen (LLDPE). Niederdruckpolyethylen
stellt ein bevorzugtes Polyethylenmaterial zur Verwendung bei der
Herstellung des erfindungsgemäßen bedruckbaren
Mediums dar. Noch bevorzugter wird hochmolekulares Niederdruckpolyethylen
verwendet, da die Eigenschaften dieses Materials zur Anwendung als
bedruckbares Medium am besten geeignet erscheinen.
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Das
erfindungsgemäße bedruckbare
Medium kann mittels herkömmlicher
Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polymerfolien hergestellt
werden. Folglich be steht das bevorzugte Verfahren zur Herstellung
des erfindungsgemäßen bedruckbaren
Polyethylenmediums darin, sämtliche Bestandteile
des bedruckbaren Mediums zu vermischen und anschließend eine
Blas- oder Gießfolie aus
einer Polyethylenbahn mit einer in den beiliegenden Ansprüchen definierten
Dicke herzustellen. Diese Verfahren sind einfach und wirtschaftlich,
und ergeben ein Produkt mit konstanter Qualität, das ausreichend beständig ist,
um als Registrierkassenband verwendet zu werden. Die Herstellung
einer Blasfolie aus Polyethylen, die eine Dicke von 0,0203 bis 0,0508
mm (0,8 bis 2,0 mil) aufweist, stellt das besonders bevorzugte Verfahren
zur Herstellung des erfindungsgemäßen bedruckbaren Mediums dar.
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Ein
deutlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass
keine zusätzlichen
Polymerverarbeitungsschritte erforderlich sind, um ein kommerziell
brauchbares bedruckbares Medium herzustellen. Dies bedeutet, dass
im Herstellungsverfahren kein Schritt zum Ausrichten erforderlich
ist und zusätzliche,
kostenintensive Beschichtungsschritte im Allgemeinen vermieden werden
können,
sofern das Medium nicht für
spezielle Anwendungen ausgelegt ist, wie z.B. Thermodruck oder Druck
zweier Kopien mittels druckempfindlicher, eingekapselter Druckfarben.
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Üblicherweise
werden bestimmte Additive eingesetzt, damit sich die Polyethylenfolie
zur Verwendung als bedruckbares Medium eignet. Zur Bereitstellung
einer ausreichenden Opazität
der Polyethylenfolie wird der Folie während des Folienbildungsverfahrens üblicherweise
ein Pigmentmittel zugesetzt. Zu diesem Zweck können herkömmliche Pigmente verwendet
werden. Das zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung besonders
bevorzugte Pigment ist Titandioxid, weil es der Polyethylenfolie eine
weiße
Farbe verleiht, wodurch die Lesbarkeit der Druckdaten auf der Folie
deutlich verbessert wird, während
gleichzeitig das Titandioxid das Recyclingverfahren nicht beeinträchtigt.
Wenn bedruckbare Medien in anderen Farben erwünscht sind, können andere
Pigmente in herkömmlichen
Mengen eingesetzt werden. Im Allgemeinen sollten jedoch Pigmente
verwendet werden, die sich auf das Recyclingverfahren der zur Herstellung
von Kunststoff-Tragetaschen und des erfindungsgemäßen bedruckbaren Mediums
verwendeten Materialien nicht störend
auswirken.
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Ein
Mattierungsmittel stellt ein zweites Additiv dar, das zur Verbesserung
der Bedruckbarkeit des erfindungsgemäßen druckbaren Mediums verwendet wird.
Es wurde herausgefunden, dass die Zugabe eines Mattierungsmittels
erforderlich ist, um ausreichende Bedruckbarkeit der erfindungsgemäßen Polyethylenfolie
bereitzustellen, damit diese als bedruckbares Medium zur Verwendung
als Kassenbon fungieren kann. Ein Beispiel für ein solches Mattierungsmittel
zur Verwendung in der Folie der vorliegenden Erfindung ist Calciumcarbonat.
Andere herkömmliche
Füllstoffe
und/oder Mattierungsmittel können
angewandt werden, um die Bedruckbarkeit des bedruckbaren Mediums
zu verbessern.
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Auch
andere herkömmliche
Additive können in
der Polyethylenfolie verwendet werden, sofern diese die Schlüsseleigenschaften
wie Opazität,
Bedruckbarkeit und Festigkeit der Folie, die ermöglichen, dass die Folie in
oben angegebener Dicke hergestellt werden kann, nicht beeinträchtigen.
Beispielsweise können
etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung,
eines Antistatikums dem erfindungsgemäßen bedruckbaren Medium zugesetzt
werden, um das Ausmaß an
statischer Elektrizität
zu verringern, die im bedruckbaren Medium auftritt. Noch bevorzugter wird
ein Antistatikum vom Nichtamintyp verwendet. Dies hilft bei der
Lagerung und Handhabung des bedruckbaren Mediums durch Verringerung
der nachteiligen Konsequenzen, die aufgrund des Aufbaus statischer
Elektrizität
auftreten können.
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Ein
bevorzugtes druckbares Medium der vorliegenden Erfindung umfasst
etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Polyethylen, bezogen auf das Gesamtgewicht
des bedruckbaren Mediums, etwa 1 bis etwa 70 Gew.-% eines Mattierungsmittels,
bezogen auf das Gesamtgewicht des bedruckbaren Mediums, und etwa
0,1 bis etwa 30 Gew.-% eines Pigments, bezogen auf das Gesamtgewicht
des bedruckbaren Mediums. Noch bevorzugter umfasst das bedruckbare Medium
etwa 49 bis etwa 80 Gew.-% Polyethylen, etwa 20 bis etwa 50 Gew.-%
Mattierungsmittel und etwa 1 bis 10 Gew.-% Pigment.
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Obwohl
es im Allgemeinen unerwünscht
ist, andere polymere Materialien in das bedruckbare Medium der vorliegenden
Erfindung aufzunehmen, da sich andere Materialien störend auf
das Recyclingverfahren auswirken könnten, ist es in manchen Fällen erwünscht, andere
Materialien einzusetzen. Folglich wird in Erwägung gezogen, in der vorliegenden Erfindung
ebenfalls andere Polymere in das erfindungsgemäße bedruckbare Medium aufzunehmen. Solche
andere Polymere können
beispielsweise Polypropylen, Polyethylenterephthalat und Polytetrafluorethylen
umfassen. Diese Polymere können
verwendet werden, um die Eigenschaften dieses bedruckbaren Mediums,
falls gewünscht,
für spezifische
Anwendungen zu modifizieren.
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Das
erfindungsgemäße bedruckbare
Medium kann dabei einer Reihe von Modifizierungen unterzogen werden.
Beispielsweise kann ein bedruckbares Mehrschichtmedium bereitgestellt
werden, das eingekapselte druckempfindliche Druckfarben umfasst,
die zwischen zwei Schichten vorliegen, so dass aufgrund der druckempfindlichen
Schicht zwei Kopien des Kassenbons gleichzeitig gedruckt werden. Dabei
können
herkömmliche
Verfahren zur Herstellung einer zweiten druckempfindlichen Schicht
des druckbaren Mediums angewandt werden. Eine solche Schicht würde sodann
mit herkömmlichen
Mitteln auf eine Primärschicht
des bedruckbaren Mediums der vorliegenden Erfindung aufgebracht
werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann die vorliegende Erfindung zur Verwendung in Thermodruckverfahren
adaptiert werden, indem ein thermisches farbbildendes Material auf
eine Oberfläche des
erfindungsgemäßen bedruckbaren
Mediums mittels herkömmlicher
Mittel aufgebracht wird, um ein thermisch bedruckbares Medium bereitzustellen. Solche
thermisch bedruckbare Bänder
können
adaptiert werden, damit in entweder monochromen Farben, wie z.B.
Schwarz, oder auf Wunsch in einer Reihe unterschiedlicher Farben
gedruckt werden kann.
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Die
Möglichkeit,
das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium als Papierersatz zu verwenden und die Dicke des bedruckbaren
Mediums auf 2/3 zu reduzieren, sorgt für stark verbesserte Effizienz
für die
Benutzer, da diese nur 1/3 der Zeit dafür aufwenden müssen, Registrierkassenbänder zu
ersetzen, wobei das Medium lediglich 1/3 des Speicherplatzes braucht,
1/3 der Frachtkosten verursacht und darüber hinaus wesentliche Einsparungen
während
des Herstellungsverfahrens erzielt werden, da die Anzahl der Betätigungen
pro Materialmeter, verglichen mit der Herstellung herkömmlicher
Registrierkassenpapierbänder,
abnimmt.
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Zusätzlich zur
Nichtbenetzbarkeit des bedruckbaren Polyethylenmediums leistet die
vorliegende Erfindung einen großen
Beitrag zur Recycelbarkeit von Kunststoff-Tragetaschen, in denen
häufig Kassenbons
enthalten sind. Die Branche, die diese Kunststoff-Tragetaschen recycelt,
zerkleinert diese und extrudiert sie erneut zu Pellets, die alleine
verwendet oder mit neuem Kunststoffmaterial vermischt werden können, um
eine dicke Folie für
Einwegmüllsäcke zu ergeben.
Die Kassenbons zuschreibbaren Papierfasern, die in diesen Kunststoff-Tragetaschen zu
finden sind, stellen dabei für
die Recyclingbranche stets ein Problem dar. Der Grund dafür liegt
darin, dass die Papierfasern die Siebe der Extruder verstopfen und
es im anschließenden
Folienherstellungsverfahren zu Lochbildung kommt.
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Das
erfindungsgemäße bedruckbare
Polyethylenmedium beseitigt die für die Recyclingbranche durch
Papierfaserverunreinigung entstehenden Probleme. Da das vorliegende
bedruckbare Medium aus dem gleichen Basisharz wie die Kunststoff-Tragetaschen
hergestellt werden kann, mischt sich das erfindungsgemäße bedruckbare
Medium im Recyclingverfahren gut mit den Kunststoff-Tragetaschen,
wodurch saubere, homogene Harzpellets ohne Verunreinigungen entstehen.
Schließlich
haben die Bestandteile des bedruckbaren Mediums praktisch keine
Auswirkung auf den Schmelzindex des erneut extrudierten Taschenharzes,
da das vorliegende bedruckbare Medium eine relativ geringe Dicke
aufweist und, bezogen auf die Menge des Kunststofftaschenmaterials
im Recyclingverfahren, in relativ geringer Konzentration vorliegt.
Dieses neue bedruckbare Band ist recycelbar, erzielt hohe Ausbeuten,
ist nichtbenetzbar und sehr ressourceneffizient.
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Die
obige Beschreibung der Erfindung dient lediglich zu Veranschaulichungs-
und Erläuterungszwecken
und ist keineswegs als Einschränkung
der Erfindung zu verstehen. Der Schutzumfang der Erfindung ist aus
den beiliegenden Ansprüchen
zu bestimmen.