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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein verbessertes
Verfahren zum Thermomassentransferdruck auf Substrate und insbesondere
das Vorwärmen
des Substrats, um Unterschiede der Wärmeleitfähigkeit, Oberflächentopographie
und/oder chemische Unverträglichkeit
auszugleichen.
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Hintergrund der Erfindung
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Mit Thermodruck beschreibt man weitgefaßt mehrere
unterschiedliche Technologiefamilien zum Erzeugen eines Bilds auf
einem Substrat. Zu diesen Technologien gehören Heißprägen, Direktthermodruck, Farbstoffdiffusionsdruck
und Thermomassentransferdruck.
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Beim Heißprägen handelt es sich um ein
mechanisches Drucksystem, bei dem ein Muster über ein Band auf ein Substrat
gestempelt oder geprägt
wird, z. B. gemäß der Offenbarung
in der US-A-4992129 (Sasaki et al.). Das Muster wird auf das Substrat
durch Ausübung
von Wärme
und Druck auf das Muster aufgedruckt. Ein farbiges Material auf
dem Band, z. B. ein Farbstoff oder eine Tinte, wird dadurch auf
das Substrat transferiert, wo das Muster aufgebracht wurde. Vor
dem Aufdrucken des Musters auf das Substrat kann das Substrat vorgewärmt werden.
Da das Prägemuster
unveränderlich
ist, kann Heißprägen nicht
ohne weiteres zum Einsatz kommen, um variable Kennzeichnungen oder
Bilder auf das Substrat aufzutragen. Somit ist Heißprägen normalerweise
nicht zum Drucken variabler Informationen verwendbar, z. B. Druckbahnen,
die zur Herstellung von Kennzeichenschildern verwendet werden.
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Direktthermodruck kam gewöhnlich in
Faxgeräten älterer Bauart
zum Einsatz. Diese Systeme erforderten ein spezielles Substrat,
das ein Färbemittel
aufweist, so daß lokalisierte
Wärme die
Farbe des Papiers an der festgelegten Stelle ändern kann. Im Betrieb wird
das Substrat an einer Anordnung aus winzigen einzelnen Heizelementen
oder Pixeln vorbeigeführt,
die das Substrat selektiv erwärmen
(oder nicht erwärmen).
Wo die Pixel das Substrat erwärmen, ändert das
Substrat seine Farbe. Durch Koordinieren des Heizvorgangs der Pixel
können
sich Bilder, z. B. Buchstaben und Zahlen, auf dem Substrat bilden.
Jedoch kann das Substrat die Farbe ungewollt ändern, z. B. wenn es Licht,
Wärme oder
mechanischen Kräften
ausgesetzt ist.
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Zum Farbstoffdiffusions-Thermotransfer
gehört
der Farbstofftransport durch das physikalische Verfahren der Diffusion
aus einer farbstoffabgebenden Schicht in ein farbstoffaufnehmendes
Substrat. Ähnlich
wie beim Direktthermodruck werden das farbstoffhaltige Band und
das Substrat an einer Anordnung aus Heizelementen (Pixeln) vorbeigeführt, die
das Band selektiv erwärmen.
Wo die Pixel das Band erwärmen,
verflüssigt sich
fester Farbstoff und transferiert zum Substrat über Diffusion. Einige bekannte
Farbstoffe treten nach dem Transfer durch Farbstoffdiffusion mit
dem Substrat in chemische Wechselwirkung. Die Farberzeugung im Substrat
kann von einer chemischen Reaktion abhängen. Daher entwickelt sich
die Farbdichte möglicherweise nicht
vollständig,
wenn die Wärmeenergie
(die erreichte Temperatur oder die verstrichene Zeit) zu gering
ist. Somit wird die Farbentwickelung unter Verwendung von Farbstoffdiffusion
häufig
durch einen Schritt nach dem Druck verstärkt, z. B. durch Thermofixierung.
Alternativ offenbart die US-A-5553951 (Simpson et al.) eine oder mehrere
vor- oder nachgelagerte temperaturgesteuerte Walzen, um für stärkere Temperatursteuerung
des Substrats während
des Druckverfahrens zu sorgen.
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Thermomassentransferdruck, auch als
Thermotransferdruck, anschlagfreier Druck, Thermografikdruck und
Thermographie bekannt, erzielte zur Erzeugung von Zeichen auf einem
Substrat weite Verbreitung und kommerziellen Erfolg. Wie beim Heißprägen dienen
Wärme und
Druck zum Transferieren eines Bilds von einem Band auf ein Substrat.
Wie beim Direktthermodruck und Farbstoffdiffusionsdruck erwärmen Pixelheizelemente
selektiv das Band, um das Färbemittel
auf das Substrat zu übertragen.
Allerdings weist das Färbemittel
auf dem zum Thermomassen transferdruck verwendeten Band ein Polymerbindemittel
auf, das sich normalerweise aus Wachs und/oder Harz zusammensetzt.
Erwärmt
also das Pixelheizelement das Band, überträgt sich die Wachs- und Harzmasse
vom Band auf das Substrat.
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Ein Problem beim Thermomassentransferdruck
ist die Erzeugung hochqualitativer Drucke auf unverträglichen
Oberflächen,
z. B. unebenen oder rauben Oberflächen, Oberflächen mit
ungleichmäßiger Wärmeleitfähigkeit,
und dann, wenn die Zusammensetzung des Substrats mit den Bindemitteln
im Färbemittel
chemisch unverträglich
ist.
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1 veranschaulicht
ein Beispiel für
ein Substrat 20, das sowohl eine raube oder nicht glatte
Druckoberfläche 22 als
auch eine inhomogene Wärmeleitfähigkeit
hat. Das retroreflektierende Bahnenmaterial 20 weist mehrere
Glasperlen 24 auf, die durch eine Harz-/Polymermatrix 28 an
einem Träger 26 befestigt
sind. In der dargestellten Ausführungsform
ist eine retroreflektierende Schicht 29 zwischen dem Träger 26 und
der Harz-/Polymermatrix 28 eingefügt. Die Glasperlen 24 stehen
aus der Harz-/Polymermatrix 28 normalerweise um 1 Mikrometer
bis 5 Mikrometer vor, was eine raube oder unebene Oberfläche zum
Thermomassentransferdruck erzeugt.
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Da das retroreflektierende Bahnenmaterial 20 nicht
aus einem einzelnen, homogenen Material aufgebaut ist, kann die
Wärmeleitfähigkeit
entlang der Druckoberfläche 22 variieren.
Beispielsweise kann sich die Wärmeleitfähigkeit
der Glasperlen 24 von der Wärmeleitfähigkeit der Harz-/Polymermatrix
28 unterscheiden. Außerdem
kann die Wärmeleitfähigkeit
durch die variierende Dicke des Trägers 26, Hohlräume in der
Rückschicht 26 oder
Hügel oder
Haufen von Glasperlen 24 auf dem retroreflektierenden Bahnenmaterial 20 beeinflußt sein.
Somit kann das Auftragen eines Bilds auf die Druckoberfläche 22 mit
herkömmlichen
Techniken zum Thermomassentransferdruck zu variablenr Dicke der
Thermomassentransferschicht 23 und/oder variabler Haftung
der Färbemittelpixelpunkte
mit einer entsprechenden Beeinträchtigung
der Druckqualität
führen.
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2 veranschaulicht
ein alternatives Substrat, das eine Druckoberfläche 30 mit variabler
Wärmeleitfähigkeit
hat. In 2 ist ein versiegeltes
oder verkapseltes retroreflek tierendes Bahnenmaterial 32 gezeigt. Kügelchen
oder Glasperlen 34 sind mit einer Bindeschicht 36 verbunden,
wobei eine optionale reflektierende Schicht 38 dazwischen
eingefügt
ist. Eine Schutzschicht 44 ist an der Bindeschicht 36 durch
mehrere hochgezogene Stützen 42 befestigt.
Die Schutzschicht 40 bildet einen Raum 44 über den
Kügelchen 34.
Somit variiert die Wärmeleitfähigkeit
der Druckoberfläche 30 stark
zwischen den Bereichen über
den Räumen 44 und
Bereichen über
den hochgezogenen Stützen 42.
Typisch für
die Dicke und prozentuale Abdeckung einer Thermomassentransferschicht 46 ist,
daß sie
zwischen den Bereichen über
den Räumen 44 und
den Bereichen über den
hochgezogenen Stützen 42 variieren.
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3 stellt
ein Beispiel für
versiegeltes oder verkapseltes retroreflektierendes Bahnenmaterial
dar, bei dem die hochgezogenen Stützen ein Sechseckmuster auf
der Druckoberfläche
bilden. Infolge der variierenden Wärmeleitfähigkeit der Druckoberfläche zeigt
sich das Sechseckmuster der hochgezogenen Stützen durch das Druckbild auf
dem retroreflektierenden Bahnenmaterial von 3.
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Die US-A-5818492 (Look) und 5508105
(Orensteen et al.) lehren, daß Thermomassentransferdruck auf
retroreflektierendes Bahnenmaterial in jenen Fällen durchgeführt werden
kann, in denen eine oder mehrere Polymerschichten darauf angeordnet
sind. Während
das Zufügen
einer Polymerschicht zu verbesserter Bedruckbarkeit auf einigen
retroreflektierenden Bahnenmaterialien führt, erhöht das Verfahren zum Zufügen der Schicht
die Kosten des Fertigprodukts und kann die retroreflektierenden
Eigenschaften des Substrats beeinträchtigen. Auch mit der zusätzlichen
Schicht ist die Druckqualität
für einige
Grafikanwendungen unzureichend. Das Zufügen einer bedruckbaren Schicht
kann andere Kennwerte des retroreflektierenden Bahnenmaterials,
z. B. Zerbrechlichkeit, ändern.
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Die JP-A-05-270044 offenbart ein
Thermotransfer-Aufzeichnungsverfahren, das ein Bild auf einen Rezeptor
transferiert, indem das Thermotransfer-Aufzeichnungsmedium mit einer
Erwärmungseinrichtung
zum Bildtransfer erwärmt
wird, wobei der Rezeptor beim Erwärmen des Thermotransfer-Aufzeichnungs mediums mit
der Erwärmungseinrichtung
zum Bildtransfer vorab erwärmt
wird.
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Die JP-A-07-227977 offenbart ein
Bildtransferverfahren, das mit folgendem versehen ist: einer Zwischenbahn
mit einer lichtdurchlässigen
Färbeschicht
auf einer Seite der Oberfläche
einer kontinuierlichen Bahn, einer Einrichtung zum selektiven Aufzeichnen
eines Bilds auf der Färbeschicht,
einer Einrichtung zum Ermöglichen,
daß die
Oberfläche
der Färbeschicht
der Zwischenbahn ein bildaufnehmendes Element kontaktiert, und einer
Einrichtung zum Transferieren der Färbeschicht auf das bildaufnehmende
Element mittels Wärme
und Druck. Dieses Verfahren weist einen Vorwärmschritt der Zwischenbahn
vor Erwärmung
und Druckausübung
auf.
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Zum Einsatz von Thermomassentransferdruck
auf einer unverträglichen
Oberfläche
bestehen die gebräuchlichsten
Verfahren zur Verbesserung der Druckqualität darin, die Wärmeenergie
des Druckkopfs zu erhöhen
und den Druck zu steigern, der durch die Stützwalze auf den Druckkopf ausgeübt wird.
Allerdings kann eine Erhöhung
der Wärmeenergie
und des Drucks zu verringerter Lebensdauer des Druckkopfs, Bandknittern, geringerer
Druckqualität
und mechanischen Spannungen im Drucksystem führen. Nötig ist daher ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Thermomassentransferdruck auf Substrate, die
eine rauhe Oberfläche,
inhomogene Wärmeleitfähigkeit
und/oder eine Oberflächenzusammensetzung
haben, die nicht unmittelbar mit dem Färbemittel des Thermomassentransferdruckbands
verträglich
ist.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Vorwärmen
des Substrats auf eine bestimmte Temperatur in Abhängigkeit
vom zu verwendenden speziellen Substrat und Färbemittel, um die Wärmeenergie
der Substratoberfläche
zu erhöhen
und so die Druckqualität
bei niedriger Wärmeenergie
und niedrigem Druck des Druckkopfs in einem System zum Thermomassentransferdruck
zu verbessern. Das Verfahren und die Vorrichtung erweitern den Bereich
von Kombinationen aus Thermomassentransfermaterialien/Bahnen, die
zum Thermomassentransferdruck nutzbar sind. Das Verfahren ist für Bahnen
ge eignet, die eine unebene Druckoberfläche haben, z. B. ein unversiegeltes
retroreflektierendes Bahnenmaterial, eine inhomogene Wärmeleitfähigkeit,
z. B. ein versiegeltes oder unversiegeltes retroreflektierendes
Bahnenmaterial, oder eine Oberfläche,
die mit dem Bindemittel im Färbemittel
chemisch unverträglich
ist.
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In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung
eine Heizung auf, die innerhalb des Gestells des Thermomassentransferdruckers
nahe dem Druckkopf bahnaufwärts
positioniert ist. Bewegt sich die Bahn, richtet die Heizung Strahlungsenergie
auf das Substrat, was die Oberfläche
vorwärmt
und für
das Druckbild empfänglicher
macht. Vorzugsweise sorgt die Vorrichtung für gleichmäßige Erwärmung über die Bahn, die über eine externe,
zweckbestimmte Steuerung oder über
eine Schnittstelle zum bilderzeugenden Computer einstellbar ist.
Normalerweise wird die Ausgabe der Heizung auf den Minimalwert eingestellt,
der zum Erreichen optimaler Druckqualität nötig ist. In Mehrkopfdruckern
kann eine ähnliche
Heizung optional vor jedem Druckkopf positioniert sein. Die Vorrichtung
kann optional mit einer Strahlungsheizung und einem Hitzeschildverschluß ausgerüstet sein,
um einen Zyklusbetrieb mit sofortiger Einschaltung/sofortiger Ausschaltung
zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform
ist der Verschluß eine
Jalousiestruktur, die geöffnet
und geschlossen werden kann, um die Bahn der Strahlungswärmequelle
intermittierend auszusetzen.
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In einer Ausführungsform weist das Verfahren
zum thermischen Transferieren eines Färbemittels, das ein Bindemittelmedium
aufweist, vom Band auf eine erste Oberfläche einer Bahn mit einer inhomogenen
Wärmeleitfähigkeit
(Wärmekapazität) den Schritt
des Vorwärmens
der ersten Oberfläche
der Bahn vor dem Thermomassentransferdruck auf. Die Oberfläche des
Bands, das das Färbemittel
enthält,
wird entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend
zur ersten Oberfläche
der erwärmten
Bahn an einer Grenzfläche
positioniert. Ein Thermodruckkopf wird an der Grenzfläche auf
der Seite der Bahn gegenüberliegend
zum Färbemittel
positioniert. Die Bahn wird relativ zum Thermodruckkopf bewegt.
Abgeschlossen wird der Druckvorgang durch selektives Einwirkenlassen
lokalisierter Wärme
auf das Band vom Thermodruckkopf und von Druck an der Grenzfläche, um
den Transfer von Färbemittel
vom Band zur erwärmten
Bahn zu bewirken.
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In einer weiteren Ausführungsform
weist die Erfindung den Schritt des Positionierens mehrerer Thermodruckköpfe an mehreren
jeweiligen Grenzflächen
gegenüberliegend
zum Färbemittel
auf den Bändern
auf. In einer Ausführungsform
wird die erste Oberfläche
der Bahn vor dem Eingriff mit jeder dieser Grenzflächen vorgewärmt. In
einer Ausführungsform
mit mehreren Druckköpfen
können
Bänder
mit unterschiedlichen Färbemitteln
an jedem der Druckköpfe
verwendet werden.
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Kurze Beschreibung der
mehreren Ansichten der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenschnittansicht eines Bilds, das auf einem mit Perlen
versehenen retroreflektierenden Bahnenmaterial mit herkömmlichem
Thermomassentransferdruck erzeugt ist.
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2 ist
eine Seitenschnittansicht eines Bilds, das auf einem versiegelten
retroreflektierenden Bahnenmaterial mit herkömmlichem Thermomassentransferdruck
erzeugt ist.
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3 ist
ein Bild, das auf einem versiegelten retroreflektierenden Bahnenmaterial
mit herkömmlichem Thermomassentransferdruck
erzeugt ist.
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4 ist
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Thermomassentransferdruckers.
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5 ist
eine Seitenschnittansicht eines Bahnenmaterials mit freiliegenden
Perlen mit einem Thermomassentransferbild, das gemäß dem Verfahren
der Erfindung aufgetragen ist.
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6 ist
eine Seitenschnittansicht eines versiegelten retroreflektierenden
Bahnenmaterials mit einem Thermomassentransferbild, das gemäß dem Verfahren
der Erfindung aufgetragen ist.
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7 ist
eine Seitenschnittansicht eines alternativen versiegelten retroreflektierenden
Bahnenmaterials mit einem Thermomassentransferbild, das gemäß dem Verfahren
der Erfindung aufgetragen ist.
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8 ist
ein auf einem versiegelten retroreflektierenden Bahnenmaterial erzeugtes
exemplarisches Bild, das gemäß dem Verfahren
der Erfindung aufgetragen ist.
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Nähere Beschreibung der Erfindung
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Färbemittel
bezeichnet ein Bindemittelmedium aus Wachs, Harz oder einer Kombination
daraus, das Pigmente und/oder Farbstoffe enthält und ein Bild oder Kennzeichnungen
auf der Oberfläche
der Bahn zu erzeugen vermag. Thermomassentransferdruck bezeichnet
jene Verfahren, die durch die gleichzeitige Ausübung lokalisierter Wärme und
Druck Färbemittel
von einem Band auf ein Substrat transferieren. Band bezeichnet eine
Trägerbahn
mit einer Schicht aus Färbemittel
auf einer Oberfläche.
Chemische Unverträglichkeit
bezeichnet allgemein geringe Haftung des Färbemittels, fehlende Oberflächendurchdringung
zwischen dem Färbemittel
und der Bahn und Ausfließen
des Färbemittels
beim Thermomassentransferdruck, was den Hohlraumprozentsatz im Druckbild
erhöht.
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4 ist
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Thermomassentransferdruckers 50.
Ein Druckkopf 52a ist so positioniert, daß er einen
Eingriff mit einer ersten Seite 68 einer sich bewegenden Bahn 54 herstellt,
wenn diese den Thermomassentransferdrucker 50 durchläuft. Ein
Thermomassentransferband 56a wird zu einer Grenzfläche 58a zwischen
dem Druckkopf 52a und der sich bewegenden Bahn 54 geführt. In
der dargestellten Ausführungsform
wird das Thermomassentransferband 56 durch eine Abwickelrolle 60a und
eine Aufwickelrolle 62a über dem Druckkopf 52a unter
Spannung gehalten. Eine Stützwalze 64a liegt entlang
der entgegengesetzten Seite der Bahn 54, um den Druck an
der Grenzfläche 58a beizubehalten.
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Die Bahn 54 wird in Richtung 66 durch
bekannte Mechanismen transportiert, z. B. einen Reibantriebsmechanismus
mit Hilfe eines Schrittmotors. Der Druckkopf 52a bleibt
feststehend, stellt den Kontakt mit dem Thermomassentransferband 56a her
und transferiert das Färbemittel
vom Band 56a auf die erste Seite 68 der sich bewegenden
Bahn 54. Ist der Färbemitteltransfer
abgeschlossen oder soll kein Färbemittel
aufgebracht werden, können
der Druckkopf 52a und das Thermomassentransferband 56a von
der sich bewegenden Bahn 54 optional weggezogen werden.
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Eine Heizung 72 liegt vor
dem Druckkopf 52a. In der dargestellten Ausführungsform
ist die Heizung eine Heißzylinderwalze 73.
Wie weit sich die Bahn 54 um die Heißzylinderwalze 73 wickelt,
kann je nach Anwendung variieren. Für einige Anwendungen ist die
Heißzylinderwalze 73 poliert
und/oder weist eine Teflon®-Plasmabeschichtung auf,
um das Festkleben der Bahn 54 bei höheren Temperaturen zu verhindern.
Die Heißzylinderwalze 73 wird
durch eine herkömmliche
elektrische Rohrheizung erwärmt,
die feststehend bleibt, während
die Heißzylinderwalze 73 dreht.
Die Heißzylinderwalze 73 kann
durch Lager so angeordnet sein, daß sie mit der sich bewegenden
Bahn 54 frei dreht. In der gezeigten Ausführungsform
ist die Heizung mit 2400 Watt oder 79 W/cm (200 Watt je Inch) bemessen.
Zu alternativen Heizungen zählen
Konvektionsheizer, W-Heizer, Mikrowellengeneratoren, HF-Generatoren,
Heizlampen u. ä.
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Der Thermomassentransferdrucker 50 von 4 weist vier Druckköpfe 52a, 52b, 52c, 52d und
die zugeordneten Aufbauten auf. In einer alternativen Ausführungsform
liegen zusätzliche
Heizungen 74b, 74c, 74d vor (bezogen
auf die Bahnbewegungsrichtung 66) den Thermodruckköpfen 52b, 52c, 52d.
In der dargestellten Ausführungsform
sind die zusätzlichen
Heizungen 74b, 74c, 74d Wärmestrahler.
In der in 4 gezeigten
Ausführungsform
können
Kennzeichnungen oder Bilder mit mehr als einer Farbe auf die sich
bewegende Bahn 54 aufgetragen werden. Vierfarben- oder
Prozeßfarbendruck
läßt sich
realisieren, indem Thermomassentransferbänder mit Schwarz-, Magenta-,
Cyan- und Gelbfärbemittel
als transparente Farbüberzüge mit jedem
der Druckköpfe 52a, 52b, 52c und 52d verwendet
werden.
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Die Thermodruckköpfe 52a, 52b, 52c und 52d arbeiten
so, daß sie
gesonderte Färbemittelflächen auf die
erste Seite 58 der Bahn 54 transferieren. Die Größe der Färbemitteltransferfläche oder
des Punkts läßt sich durch
die Fläche
jedes einzelnen Heizelements auf den Druckköpfen bestimmen. Allgemein sind
solche Punkte etwa 0,006 Quadratmillimeter groß, was der Fläche eines
einzelnen Pixels entspricht. Die Auflösung von Kennzeichnungen, die
durch die Druckköpfe 52a, 52b, 52c und 52d gedruckt
werden, beträgt
allgemein etwa 75 bis etwa 250 Punkte je laufendem Zentimeter.
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"Thermodruckkopf" bezeichnet den oder
die Mechanismen, durch die lokalisierte Wärme für den Färbemitteltransfer erzeugt wird.
Die lokalisierte Wärme
kann durch Widerstandselemente, das Band kontaktierende Elemente
in einem Lasersystem, elektronische Elemente, wärmeaktivierte Ventilelemente,
induktive Elemente, thermophile Elemente u. ä. erzeugt werden. Ein Beispiel
für einen
Druckkopf, der in den Thermomassentransferdrucker 50 von 4 eingebaut sein kann, ist
der Druckkopf, der in eine Vorrichtung eingebaut ist, die unter
dem Handelsnamen Modell Z170, hergestellt von Zebra Technologies
Corporation, Vernon Hill, Illinois, vertrieben wird. Die Thermomassentransferbänder 56a, 56b, 56c und 56d können ein
wachsbasiertes, ein harzbasiertes oder eine Kombination aus wachs-
und harzbasiertem Bindemittel haben. Handelsübliche Bänder, die für den Gebrauch im Thermomassentransferdrucker 50 von 4 geeignet sind, sind unter
dem Handelsnamen Zebra von Zebra Technologies Corporation, Modellnummer 5030, 5099 und 5175 zu
beziehen. Normalerweise verfügen
diese Thermomassentransferbänder über eine
Rückschicht
aus 6 Mikrometer dickem Polyester und eine Färbemittelschicht mit 0,5 Mikrometer
bis 6,0 Mikrometer Dicke. Weitere Offenbarungen im Zusammenhang
mit herkömmlichen
Techniken zum Thermomassentransferdruck finden sich in den US-A-5818492
(Look) und 4847237 (Vanderzanden).
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht
des retroreflektierenden Bahnenmaterials 20 von 1 mit einem Bild 100, das
auf der unebenen Druckoberfläche 102 mit
dem Verfahren und der Vorrichtung zum Thermomassentransferdruck
der Erfindung erzeugt ist. Mit unebener Druckoberfläche wird
eine Oberflächenrauheit
von mindestens 1 Mikrometer bis 5 Mikrometern bezeichnet. Ein versiegeltes
retroreflektierendes Bahnenmaterial kann eine Oberflächenrauheit
von 10 Mikrometern bis 15 Mikrometern haben. Außerdem hat das retroreflektierende
Bahnenmaterial 20 einen inhomogenen Aufbau in der Messung
entlang einer senkrechten Achse sowie Hohlräume in der Harz-/Polymermatrix 28,
die die Perlen mit der Rückschicht 26 verbindet.
Gemäß 1 zeigt die Thermomassentransferdruckschicht,
die das Bild 100 bildet, allgemein eine gleichmäßige Haftung
der Thermomasse am retroreflektierenden Bahnenmaterial 20.
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6 ist
eine Seitenschnittansicht eines versiegelten retroreflektierenden
Bahnenmaterials mit einer Druckoberfläche 110. Die Kombination
aus den hochgezogenen Stützen 112 und
den Räumen 114 führt zu einer
ungleichmäßigen Wärmeleitfähigkeit
und Wärmekapazität über die
Druckoberfläche 110 in
der Messung entlang einer senkrechten Achse zur Druckoberfläche 110.
Das Verfahren und die Vorrichtung zum Thermomassentransferdruck
führten
zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Thermomassentransferdruckschicht 116 trotz
der ungleichmäßigen Wärmeleitfähigkeit.
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7 ist
eine Seitenschnittansicht eines versiegelten retroreflektierenden
Bahnenmaterials 120, das eine Druckoberfläche 122 hat,
die sowohl uneben ist als auch eine ungleichmäßige Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität hat. Wie
zuvor diskutiert, führen
die hochgezogenen Stützen 124 und
die Räume 126 zu
einer ungleichmäßigen Wärmeleitfähigkeit über die
Druckoberfläche 122.
Die durch die Würfeleckenelemente 125 erzeugte
unregelmäßige Oberfläche trägt auch
zur ungleichmäßigen Wärmeleitfähigkeit
bei. Außerdem
führte das
Verfahren zum Auftragen des Versiegelungsfilms 128 zu Vertiefungen
oder versiegelten Linien 130 über die Druckoberfläche 122.
Trotz dieser beiden Nachteile sorgen das Verfahren und die Vorrichtung
für eine
im wesentlichen gleichmäßige Thermomassentransferdruckschicht 132 über die
Druckoberfläche 122.
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8 veranschaulicht
ein Logo, das auf ein versiegeltes retroreflektierendes Bahnenmaterial
mit dem Verfahren und der Vorrichtung zum Thermomassentransferdruck
der Erfindung aufgedruckt wurde. Im Gegensatz zu den Ergebnissen
von 3 führen das
Verfahren und die Vorrichtung zu einem im wesentlichen gleichmäßigen Bild
trotz der versiegelten Sechskantlinien und der entsprechenden ungleichmäßigen Wärmeleitfähigkeit.
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Das Verfahren und die Vorrichtung
zum Thermomassentransferdruck können
eingesetzt werden, um alphanumerische Zeichen, Grafikbilder, Strichcodes
o. ä. zu
erzeugen. Die Bahn kann ein versiegeltes oder nicht versiegeltes
retroreflektie rendes Bahnenmaterial sein, z. B. ein Würfelecken-Bahnenmaterial
gemäß der Offenbarung
in den US-A-3684348, 4801193, 4895428 und 4938563; oder ein Perlenlinsen-Bahnenmaterial mit
einem freiliegenden Linsenelement, verkapselten Linsen oder eingeschlossenen
Linsen, z. B. gemäß der Offenbarung
in den US-A-2407680, 3190178, 4025159, 4896943, 5064272 und 5066098.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Hergestellt wurde eine Folge abgestimmter
Druckprobenpaare mit einem Thermomassentransferdrucker gemäß der allgemeinen
Darstellung in 4 mit
und ohne Vorwärmen
der Bahn vor dem Druck. Alle Proben wurden mit einem Thermomassentransferband
DC300 saphirblau von IIMAK Corp., Amhurst, NY durch Thermomassentransfer
bedruckt. Danach wurde der Hohlraumprozentsatz im erzeugten festen
Bild bewertet. Die Bahnen bewegten sich durch den Drucker mit einer
Arbeitsgeschwindigkeit von 7,62 Zentimeter/Sekunde (3 Inch/Sekunde).
Beim Druck wurde das gleiche Bild und die gleiche Wärmeenergie
auf die Bahnen aufgebracht. Für
die Proben, die vorgewärmt
wurden, lag die Vorwärmtemperatur
im Bereich von 76,7°C
bis 93,4°C (170°F bis 200°F) gemäß Tabelle
1.
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Bei den Bahnproben A, B, I, J, O
und P handelte es sich um retroreflektierendes Bahnenmaterial "Scotchlite" für Fahrzeugkennzeichen,
Reihe 3750 von Minnesota Mining and Manufacturing Company,
St. Paul, Minnesota mit einer Deckschicht aus weichmacherhaltigem
Polyvinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Terpolymer. Bei den Bahnproben
C und D handelte es sich um retroreflektierendes Bahnenmaterial "Scotchlite" für Fahrzeugkennzeichen,
Reihe 4770A von Minnesota Mining and Manufacturing Company,
St. Paul, Minnesota mit einer Deckschicht aus vernetztem aliphatischem
Urethan. Bei den Bahnproben E und F handelte es sich um retroreflektierendes
Bahnenmaterial mit hoher Intensitätgüte, Reihe 3870 von
Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota
mit einer Acryldeckschicht. Bei den Bahnproben G und H handelte
es sich um Bahnenmaterial "Scotchlite" in Diamantgüte, Reihe 3970 von
Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota
mit einer Acryldeckschicht. Bei den Bahnproben K und L handelte
es sich um retroreflektierendes Bahnenmaterial "Scotchlite" für
Fahrzeugkennzeichen, Reihe 3750 mit einer freiliegenden
Oberfläche
aus Polyvinylbutyral und freiliegenden Glasperlen. Bei den Bahnproben
M und N handelte es sich um retroreflektierendes Bahnenmaterial "Scotchlite" für Fahrzeugkennzeichen,
Reihe 3750 mit einer Deckschicht aus vernetztem aliphatischem
Urethan. Bei den Bahnproben Q und R handelte es sich um retroreflektierendes
Bahnenmaterial "Scotchlite" für Fahrzeugkennzeichen,
Reihe 3750 mit einer Deckschicht aus aliphatischem Polyesterurethan.
Bei den Bahnproben S und T handelte es sich um retroreflektierendes
Bahnenmaterial "Scotchlite" für Fahrzeugkennzeichen,
Reihe 4770A mit einer Deckschicht aus extrudiertem Ethylen-Acrylsäure-Copolymer.
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Der Gebrauch des Verfahrens und der
Vorrichtung der Erfindung zum Vorwärmen der Bahnen führte zu
einer prozentualen Verringerung von Hohlräumen im festen Bild zwischen
55% und 95,6%. Die dramatischste visuelle Verbesserung der Bildqualität zeigte
sich bei den Proben E und F. Vermutlich sind die Proben C und D
die schwierigsten Bahnen für
den Thermomassentransferdruck infolge der chemischen Unverträglichkeit
der Bahn und der Thermomasse auf dem Band. Durch Vorwärmen der
Bahnen ergab sich eine Hohlraumabnahme von 78,8% im festen Bild.
Das Bahnenmaterial der Proben K und L mit freiliegenden Linsenperlen
zeigte die größte Oberflächenrauheit.
Durch Vorwärmen
ergab sich eine prozentuale Abnahme von Hohlräumen im festen Bild von 60%.
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Während
mehrere Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden, wird dem Fachmann klar sein, daß verschiedene Änderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom zuvor dargelegten
Erfindungskonzept abzuweichen. Daher sollte der Schutzumfang der
Erfindung nicht auf die in dieser Anmeldung beschriebenen Aufbauten,
sondern lediglich durch die in den Ansprüchen beschriebenen Aufbauten
begrenzt sein.