DE69429470T2

DE69429470T2 - Handelsformular mit bedruckbarer, mehrfarbiger Oberfläche

Info

Publication number: DE69429470T2
Application number: DE69429470T
Authority: DE
Inventors: Mark D. Dotson; A.Dale Lakes; Rajendra Mehta; Joseph V. Schwan
Original assignee: Standard Register Co
Current assignee: Standard Register Co
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1994-05-03
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2014-05-04
Also published as: NO941606L; BR9401862A; US5803505A; PT623909E; ATE211285T1; US5984363A; ZA943046B; CA2122693A1; CO4370037A1; DE69429470D1; EP0623909A3; NO941606D0; JPH07134550A; US5524934A; CA2122693C; MXPA94003220A; EP0623909A2; EP0623909B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Geschäftsunterlage, wie z.B. ein Formular, ein Etikett, ein Anhänger oder ähnliches, bei welcher unterschiedliche ausgewählte Bereiche thermisch aktiviert werden können. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Blatt, welches auf seiner Oberfläche Beschichtungen von ausgewählten anfänglich farblosen Farbbildnern und Bildentwicklern enthält, welche, wenn sie Hitze ausgesetzt werden, zusammenwirken, um verschiedene gefärbte Bereiche auf dem Blatt zu bilden.
Beim Entwurf und der Verwendung von Geschäftsformularen, Etiketten, Anhängern und ähnlichem ist es erwünscht, Information in einer organisierten Form zu präsentieren, so daß die Information leicht erfaßt werden kann. Zum Beispiel benutzen Formulare typischerweise Überschriften oder Spalten, um verschiedene Kategorien von Information zu identifizieren. Linien, Striche und klassifizierte Bereiche werden ebenfalls benutzt, um spezifische Bereiche der Information abzugrenzen.
Farbe ist ebenfalls auf Geschäftsformularen benutzt worden, um verschiedene Information abzugrenzen. Zum Beispiel sind mehrteilige Formulare, bei denen jeder Teil auf unterschiedlich gefärbtem Papier gedruckt ist, während vieler Jahre benutzt worden. Die unterschiedliche Farbe eines jeden Teils des Formulares legt fest, zu wem dieser Teil ausgehändigt oder gesendet wird. Andere haben verschieden gefärbte Formulare, Etiketten oder Anhänger benutzt, um z.B. verschiedene Verfahren der Verfrachtung von Paketen festzulegen. Wie bei mehrteiligen Formularen erfordert jedoch dieses Verfahren der Festlegung, daß der Benutzer ein Inventar von jedem unterschiedlich gefärbten Formular, Etikett oder Anhänger beibehält.
Um Informationskategorien besser zu differenzieren, werden oftmals vorgedruckte klassifizierte Hintergrundfelder in ausgewählten Farben aufgedruckt. Ein bekanntes Verfahren, das zur Erzeugung unterschiedlicher Farben verwendet wird, besteht in der Anwendung von gefärbten Tinten während des Druckprozesses, wenn die Formulare hergestellt werden. Ein solcher Prozeß erfordert jedoch eine getrennte Druckstation für jede benutzte Farbe der Tinte. Wenn die Technik der Farbanwendung benutzt wird, können zusätzlich unterschiedliche Schattierungen oder Farbtöne der Farbe nur erzeugt werden durch Druck von zwei oder mehr Farben in einer überlagerten Beziehung auf ausgewählten Bereichen des Formulars.
Die EP A-343780 lehrt ein kohlefreies Kopiersystem und ein Verfahren zur Erzeugung mehrfacher gefärbter Kopierbilder. Das System umfaßt ein Aufzeichnungssubstrat (Kopie) und ein Transfersubstrat (Original), zwischen denen zwei oder drei bildbildende Komponenten eingepackt sind. Die bildbildenden Komponenten können unterschiedliche farblose Farb-Zwischenstoffe enthalten, die in Mikrokapseln eingekapselt sind, so daß ein Aufschlag auf das Transfersubstrat die Kapseln aufreißt, um eine gefärbte Markierung auf dem Aufzeichnungssubstrat zu hinterlassen. Die bildformenden Komponenten sind in einer Weise so angeordnet, daß der Aufschlag in einem Bereich die Mikrokapseln in einer Komponente aufreißt und eine Aufzeichnung in einer Farbe vorgeben, während der Aufschlag in einem anderen Bereich eine zweite Farbe freigibt. Eine dritte Farbe kann erhalten werden, wo die zwei Komponenten überlappen, so daß der Aufschlag den Aufriß der Mikrokapseln in beiden Komponentenschichten veranlaßt und die Farben sich mischen.
Auf dem Gebiet der Produktetikettierung ist der direkte thermische Druck ein wohlbekanntes Mittel des anschlagfreien Druckes gewesen. Direkte thermische Drucke sind in der Lage, gefärbte Bilder durch die Anwendung von Hitze bei einem Substrat zu bilden, das wärmereaktive Chemikalien auf sich enthält. Typischerweise ist ein Substrat, wie z.B. Papier, mit einer Schicht aus farbbildenden und farbentwickelnden Reaktionspartnern beschichtet, welche, wenn sie erwärmt werden, sich miteinander verbinden, um eine sichtbare Farbe zu bilden. Wenn ein solches beschichtetes Substrat unter dem Druckkopf eines thermischen Druckers verläuft, werden ausgewählte, die Beschichtung enthaltende Bereiche durch die Wärme-Druckelemente aktiviert und bilden gefärbte Bilder auf der Oberfläche des Substrates. Die US A-4,577,205 beschreibt ein ablösbares wärmeempfindliches Etikett, welches gedruckt werden kann durch Verwendung einer durch einen Elektronenstrahl fixierten Drucktinte, die in einem vorgewählten Muster angeordnet ist, so daß die Belichtung mit einer Elektronenstrahlquelle die Tinte fixiert. Ein sekundärer (Hintergrund) Druck wird ausgeführt durch Verwendung eines Druckes mit einem thermischen Kopf, der eine thermosensitive farbbildende Schicht (welche Leuco-Farbstoff enthält) aktiviert, die auf der Oberseite der Substratschicht vorgesehen ist, um ein Hintergrundmuster zu bilden. Das Dokument offenbart ebenfalls die Abdeckung der thermosensitiven farbbildenden Schicht mit einer Schutzschicht und das Versehen der Rückseite des Substrates mit einem Kleber.
Thermisch abbildbare Schichten geben ein übliches Verfahren zur Vorgabe von von einem Computer erzeugten Daten vor, wie z.B. von Strichcodes oder Seriennummern. Eine solche Information kann auf Geschäftsformulare, wie z.B. Etiketten oder Anhänger gedruckt werden. Thermisch beschichtete Substrate sind ebenfalls in großem Umfang als Faksimilepapier, Strichcodepapier für Kassen (POS)-Systeme, automatische Ticket-Verkaufsmaschinen und Etiketten für Nahrungsprodukte verwendet worden. Es gibt verschiedene Zusammensetzungen und Verfahren zum Anwenden thermisch sensitiver Beschichtungen, wie z.B. in den US-Patenten 4,865,939, 4,861,749 und 4,894,359 beschrieben.
Ein anderes Verfahren zum Druck von Farbbildern liegt in dem Anlegen von Wärme mit unterschiedlichen Temperaturen oder in dem Anlegen unterschiedlicher Mengen von thermischer Energie an ein beschichtetes Substrat. Zum Beispiel lehrt das US-Patent 4,665,410 von Iiyama et al ein mehrfarbiges thermosensitives Aufzeichnungsmaterial, das gebildet wird durch das Auflegen von drei oder mehreren aufeinanderfolgenden überlagerten thermosensitiven Farbschichten auf ein Stützmaterial mit dazwischenliegenden Schichten, die ein decolorisierendes Lösungsmittel enthalten. Jede Farbschicht ergibt eine unterschiedliche Farbe in Abhängigkeit von der Menge der angelegten thermischen Energie. Solche Schichten müssen jedoch getrennt angelegt werden. Ferner wird angenommen, daß getrennte Druckdurchläufe benötigt werden, um ausgewählte Farben zu aktivieren.
Es ist ebenfalls möglich, gefärbte Bilder durch die Verwendung von in sich geschlossenen kohlefreien Schichten zu erzielen, welche gefärbte Bilder bei dem Anlegen von Druck, wie z.B. von einem Aufschlagdrucker, erzeugen. Solche Schichten sind wohlbekannt und enthalten typischerweise verteilte Farbentwickler und anfänglich farblose Leuco-Farbstoffe, die gelöst innerhalb Mikrokapseln enthalten sind. Die EP-A-297705 beschreibt einen Laminataufbau, wobei die farberzeugende Schicht zwischen zwei Frontschichten eingepackt ist. Das Anlegen einer Abbildungskraft aktiviert die Farbkompositionen in der farberzeugenden Schicht und bildet einen Freistempel, der auf beide Frontflächen gedruckt wird. Die Farbkompositionen sind ebenfalls mit einem Kleber vermischt, so daß, nachdem einmal der Druck beendet ist, die Laminatkonstruktion voneinander abgezogen werden kann und ein nichthaftendes Etikett und ein Stützblatt (enthaltend eine doppelte Kopie der auf dem Etikett aufgedruckten Information) hinterläßt.
Die EP-B-442732 beschreibt eine Frankiermaschine, die verschiedene Schichten umfaßt, welche einen abgehenden Umschlag, eine Einlage einschließlich Druck der Information und einen Rückumschlag definieren. Eine der Einlageschichten besitzt eine lokalisierte Beschichtung von selbstabbildendem Material auf einer Seite und eine Kapselbeschichtung auf der anderen Seite, welche verwendet wird, um veränderliche Daten auf eine darunterliegende Einlage über einen Aufschlagdrucker aufzudrucken.
Diese Verfahren geben jedoch gegenwärtig kein Mittel zur Erzielung unterschiedlicher ausgewählter gefärbter Bereiche auf einem Formular, einem Etikett, einem Anhänger oder etwas ähnlichem durch Druck in einem einzigen Durchlauf vor. Da die Anwendung von thermisch sensitiven Schichten ausgeklügelte Beschichtungsausrüstung und Techniken erfordert, ist es ferner bislang unpraktisch gewesen, die Schichten nur in ausgewählten Bereichen anzuwenden. Da zusätzlich thermisch abbildbare Schichten typischerweise bei Substraten in Massenvolumen angewendet werden, die für unterschiedliche Endzwecke weit verbreitet sind, haben die Hersteller vollständig beschichtete Papierbahnen oder Blätter erzeugt, um eine Anpassung an die größte Anzahl von Endzwecken der Produkte vorzunehmen.
Demgemäß besteht weiterhin ein Erfordernis in der Technik nach einem Geschäftsformular, Etikett oder ähnlichem, das ausgewählte Bereiche besitzt, welche ausgewählte Farbbereiche erzeugen, wenn sie in einem direkten thermischen Drucker in einem einzigen Durchlauf bedruckt werden.
Die vorliegende Erfindung erfüllt dieses Erfordernis durch Vorgabe einer Geschäftsunterlage, wie z.B. ein Formular, Etikett oder Anhänger mit Beschichtungen von anfänglich farblosen Farbbildnern und Farbentwicklern auf ausgewählten Bereichen, die aktiviert werden körnen, um eine ausgewählte Farbe oder Farben zu erzeugen, wenn sie in einem thermischen Drucker bedruckt werden. Die thermisch abbildbaren Beschichtungen können in einer kostenwirksamen Weise durch den Hersteller des Formulars, des Etikettes oder des Anhängers in einem ausgewählten Bereich oder in Bereichen des Formulars zur gleichen Zeit angewendet werden, wo andere Routineoperationen ausgeführt werden, wie z.B. der Vordruck von Information auf das Formular oder das Abstanzen des Formulars, um Etiketten oder Anhänger zu erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine abbildbare Geschäftsunterlage, wie z.B. ein Formular, ein Etikett oder ein Anhänger vorgesehen, die ein Substrat umfaßt, wie z.B. ein Blatt mit ersten und zweiten Oberflächen. Vorzugsweise umfaßt das Blatt auf ausgewählten Teilen der ersten Oberfläche Mittel zur Bildung abbildbarer Bereiche, die Beschichtungen aus anfänglich farblosen Farbbildnern und Farbentwicklern umfassen. Die Farbbildner und die Farbentwickler wirken zusammen und bilden einen gefärbten Bereich bei Anwendung einer thermischen Abbildungskraft. Mehr als ein unterschiedlich gefärbter Bereich kann gebildet werden.
In einem Ausführungsbeispiel wirken die Farbbildner und Farbentwickler bei Wärmebelichtung durch einen thermischen Druckkopf zusammen, um gefärbte sichtbare Bereiche einschließlich Bilder, Symbole, Freistempel oder ähnlichem auf dem Blatt zu bilden. Vorzugsweise umfassen die Farbbildner anfänglich farblose Leuco-Farbstoffe, während die Farbentwickler vorzugsweise säurehaltige Phenolmischungen oder Harze umfassen. Die Farbbildner und Entwickler sind vorzugsweise in einer Bindematrix, wie getrennt dispergierten Partikelfeststoffen enthalten. Die Belichtung der Schicht mit Wärme verursacht das Schmelzen ausgewählter Reaktionspartner und gestattet dem Farbbildner und dem Farbentwickler sich zu mischen und zu reagieren.
Es ist ebenfalls möglich, in dem Ausführungsbeispiel in sich geschlossene Beschichtungen zu verwenden, um ausgewählte Bereiche des Blattes zu aktivieren, so daß nur eine Farbe erzeugt wird. Die in sich geschlossenen Beschichtungen können in einer Anzahl unterschiedlicher Muster, wie zuvor beschrieben, aufgetragen werden.
Während es möglich ist, getrennte Bereiche zu aktivieren, so daß mehrere Farben auf einem Dokument gebildet werden, liegt es ebenfalls im Rahmen der Erfindung, ausgewählte Bereiche der aufgetragenen Bereiche zu aktivieren, welche nur eine Farbe erzeugen. Die Beschichtungen können aufgetragen werden, um ein Formular, ein Etikett, einen Anhänger oder ähnliches in einer Anzahl von unterschiedlichen Mustern zu bilden. Zum Beispiel können die Beschichtungen nur um die Umfangskanten eines Blattes aufgetragen werden. Wenn alternativ ein Strichcode thermisch auf einem Etikett abgebildet werden soll, so kann die Beschichtung in einem Abschnitt eines Etikettes aufgetragen werden, wo der Strichcode zu drucken ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der äußere Umfangsbereich des Blattes mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, welche eine erste Farbe bilden, ein mittlerer Umfangsbereich benachbart zu dem äußeren Umfangsbereich ist mit einem Farbentwickler und einem Farbbildner beschichtet, welche eine zweite Farbe bilden und der innere Umfangsbereich benachbart zu dem mittleren Umfangsbereich ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, welche eine dritte Farbe bilden. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung können die unterschiedlichen Beschichtungen in einer abwechselnden Zuordnung Seite an Seite entlang des Umfanges der Unterlage aufgetragen werden. Durch Aktivierung ausgewählter Bereiche kann der Umfang veranlaßt werden, eine ausgewählte Farbe zu zeigen.
Das Substrat kann im voraus beschichtet sein, um eine glatte und nicht-poröse Grundschicht für die thermisch abbildbare Beschichtung vorzugeben. Die Grundschicht kann der gesamten Oberfläche des Substrates oder nur dem ausgewählten Bereich des Substrates zugeführt werden, welcher die thermisch abbildbare Beschichtung aufnimmt. Die Grundschicht kann irgendein geeignetes Polymer umfassen, das auf Wasser basiert, auf einem Lösungsmittel basiert oder durch ultraviolette Strahlung oder einen Elektronenstrahl ausgehärtet wird.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Schutzschicht über dem Bereich oder den Bereichen vorgesehen, die die thermisch abbildbare Beschichtung enthalten, um die nachfolgend aufgedruckten thermischen Bilder mit Widerstandsvermögen gegen Lösungsmittel, Abrieb und Verschmutzung aufgrund von Belichtung mit Licht zu versehen. Die Schutzschicht kann als eine Mischung aus durch einen Elektronenstrahl aushärtbaren Oligomeren und Monomeren, als ein vernetzbarer auf Wasser basierender Film, der ein Prepolymer bildet, oder als eine Mischung von durch ultraviolette Strahlung aushärtbaren Oligomeren und Monomeren und einem Fotokatalyst aufgetragen werden. Die Beschichtungen werden sodann ausgehärtet oder vernetzt, um sie zu polymerisieren.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das Blatt mehrere Spalten, wobei jede der Spalten mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet ist, die eine unterschiedliche ausgewählte Farbe bilden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das die thermisch abbildbare Beschichtung enthaltende Substrat eine Reihe von Etiketten, wobei die zweite Oberfläche des Substrates mit einem Kleber beschichtet ist. Der Kleber kann ein permanenter Kleber oder ein wiederpositionierbarer druckempfindlicher Kleber, ein heißschmelzender Kleber oder irgendein anderer geeigneter Kleber sein. Ein Freigabe-Deckpapier haftet vorzugsweise an dem druckempfindlichen Kleber, so daß die Reihe von Etiketten durch einen thermischen Drucker zur Abbildung geführt werden kann.
In noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine kontinuierliche Papierbahn zur Erzeugung einer Reihe von thermisch abbildbaren Geschäftsformularen, wie z.B. Etiketten oder Anhängern, vorgesehen. Die kontinuierliche Papierbahn umfaßt vorzugsweise erste und zweite Hauptoberflächen, wobei die erste Oberfläche der Papierbahn eine Reihe von individuellen Geschäftsunterlagen, wie z.B. Formulare, Etiketten oder Anhänger umfaßt, wobei jede Unterlage wenigstens einen ausgewählten Bereich mit einer thermisch abbildbaren Beschichtung von anfänglich farblosen Farbbildern umfaßt und die verbleibenden Bereiche der einzelnen Unterlagen unbeschichtet bleiben. Die Papierbahn kann ebenfalls auf ihrer zweiten Oberfläche einen Kleber aufweisen. Wo ein druckempfindlicher Kleber verwendet wird, ist der Kleber durch ein Freigabe-Deckpapier abgedeckt.
Die vorliegende Erfindung gibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer thermisch abbildbaren Geschäftsunterlage vor, welche die Schritte des Druckens von Freistempeln auf ausgewählten Bereichen der ersten Oberfläche des Substrates und das Aufbringen einer thermisch abbildbaren Beschichtung von anfänglich farblosen Farbbildnern und Farbentwicklern auf wenigstens einem ausgewählten Bereich des Substrates und das Freilassen verbleibender Bereiche des Substrates umfaßt. Da die thermisch abbildbare Beschichtung der vorliegenden Erfindung als eine Tinte mit hohem Feststoffgehalt aufgebracht wird, kann alternativ die Beschichtung durch eine herkömmliche Buchstabenpresse oder mit einer Offset-Gravur-Druckausrüstung aufgebracht werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das Verfahren den Schritt der Vorbeschichtung der ersten Oberfläche des Substrates, um eine glatte und nicht- poröse Grundschicht vor dem Aufbringen der thermisch abbildbaren Beschichtung vorzugeben. Das Verfahren umfaßt ebenfalls vorzugsweise den Schritt der Anbringung einer schützenden Beschichtungsschicht über der thermisch abbildbaren Beschichtung und sodann das Aushärten der Beschichtung. Die Beschichtung kann eine Mischung aus durch einen Elektronenstrahl aushärtbaren Oligomeren und Monomeren, ein vernetzbares durch einen auf Wasser basierenden Film gebildetes Prepolymer oder eine Mischung aus durch ultraviolette Strahlung aushärtbaren Oligomeren und Monomeren und einen Fotokatalysten umfassen. Die Beschichtungen werden sodann ausgehärtet oder vernetzt, um sie zu polymerisieren.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die thermisch abbildbare Beschichtung einer Reihe von Bereichen auf dem Substrat zugeführt. Das Substrat wird sodann gestanzt, um eine Reihe von Etiketten zu bilden. Vorzugsweise ist die zweite Oberfläche des Substrates mit einem druckempfindlichen Kleber beschichtet und ein Freigabe-Deckpapier haftet an dem druckempfindlichen Kleber.
Demgemäß ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine Geschäftsunterlage, wie z.B. ein Formular, ein Etikett, ein Anhänger oder etwas ähnliches vorzugeben, die auf ausgewählten Bereichen ihrer Oberfläche Beschichtungen aus anfänglich farblosen Farbbildnern und Farbentwicklern enthält, welche, wenn sie einer thermischen Abbildungskraft ausgesetzt werden, aktiviert werden, um einen oder mehrere unterschiedliche gefärbte sichtbare Bereiche zu bilden. Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den beiliegenden Zeichnungen und den angefügten Ansprüchen hervor.
Damit die Erfindung besser verstanden werden kann, sei beispielshalber auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Geschäftsformular ist, das ausgewählte aktivierbare Farbbereiche gemäß der Erfindung besitzt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Geschäftsformular gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer kontinuierlichen Papierbahn von Etiketten gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Geschäftsformular gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist; und
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Etikette ist, die auf einem ausgewählten Bereich ihrer Oberfläche eine thermisch abbildbare Beschichtung besitzt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Beschichtungen können irgendeinem Dokument oder einer Unterlage zugeführt werden einschließlich Geschäftsformularen, Etiketten, Anhängern oder anderen Dokumenten, in denen es erwünscht ist, selektiv gefärbte und/ oder thermisch abbildbare Bereiche festzulegen. Das Dokument kann aus Papier oder anderem bedruckbaren Material einschließlich Plastik oder synthetischem Fasergewebe oder aus einem Blattmaterial bestehen, das normalerweise für Etiketten, Anhänger, Formulare usw. verwendet wird.
Geeignete Farbbildner zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen farblose chromogene Farb-Zwischenstoffe, die in der Technik z.B. als Triphenylmethan, Diphenylmethan, Leuco-Farbstoffe, Xanthin-Gemische, Thiazin-Gemische und Spiropyran-Gemische, wie z.B. jene, die in dem US-Patent 5,102,856 beschrieben sind, bekannt sind. Viele unterschiedliche Schattierungen oder Farbtöne von Farben können auf einem Dokument erzeugt werden durch Kombination von Farbbildnern, welche blaue, gelbe, grüne und rote Farben bilden. Schwarze Bilder können ebenfalls erzeugt werden durch Verwendung einer Kombination von Farbbildnern. Vorzugsweise umfassen die Farbbildner ungefähr 4-18 Gew.-% der Schichtbildung und werden als eine Dispersion in Wasser, das 45-55% Feststoffe enthält, präpariert.
Die Farbentwickler können aus säurehaltigen Farbentwicklern ausgewählt werden, die in der Technik z.B. als Zinksalicylat, Acetylphenolharz, durch Salicylsäure modifizierte Phenolharze, Zinkphenolharze, Phenolharze vom Novolaktyp und andere monomolekulare Phenole, wie z.B. Biphenol A, 4,4'- Isopropylidendiphenol, 4,4'-Sulfonyldiphenol, p,p'(1-Methyl-n- hexyliden)diphenol, p-tert-Butylphenol und p-Phenylphenol bekannt sind. Der Farbentwickler liegt in der Schichtbildung mit ungefähr 7 bis 15 Gew.-% vorzugsweise vor und wird ebenfalls vorzugsweise als eine Dispersion in Wasser präpariert, das 45-55% Feststoffe enthält.
Zusätzlich enthält die Schicht ungefähr 40-70 Gew.-% Wasser und ungefähr 5-25 Gew.-% eines Aktivators. Solche Aktivatoren sind Feststoffe mit niedrigem Schmelzpunkt, welche, wenn sie Hitze unterworfen werden, schmelzen und zu Lösungsmitteln für die Reaktionspartner der Farbbildner und Farbentwickler werden. Geeignete Aktivatoren umfassen B-Naphtholbenzyläther, p- Benzylbiphenyl, Äthylenglykol-m-tolyläther, m-Terphenyl, Bis[2(4- methoxy)phenoxyl]äther und Dibenzyloxalat.
Ein Bindemittel ist ebenfalls in den Schichten enthalten, um die rheologischen Eigenschaften der Schicht für eine bessere Druckbarkeit zu verbessern und um die gute Haftung der Schichten mit der Blattoberfläche zu fördern. Geeignete Bindemittel umfassen Stärke, Casein, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Acrylamid/Acrylat-Copolymere, carboxyliertes Styren-Butadienlatex, Styren- Acryllatex und Mischungen derselben. Bevorzugt für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist eine Stärkelösung in Wasser, das 12-40% Feststoffe enthält und eine Lösung aus einem wasserlöslichen Polymer oder Copolymer in Wasser, das 30-35% Feststoffe enthält. Die Stärkelösung umfaßt 15-35 Gew.-% der Beschichtung und die Polymerlösung umfaßt 5-20 Gew.-% der Beschichtung.
Die Schichtmischung kann ebenfalls wahlweise ungefähr 5 bis 30 Gew.-% eines Pigmentes umfassen, wie z.B. kalzinierten Ton, Calciumcarbonat oder Plastikpigmente. Andere wahlweise Bestandteile umfassen ungefähr 5-25 Gew.-% eines Schmiermittels und ungefähr 1-10 Gew.-% einer Anti- Verschmutzungslösung. Geeignete Schmiermittel umfassen Zinkstearat, Stearamid und Wachs. Die Anti-Schmutzlösung kann verdeckte Phenole der Antioxidier- Klasse, wie z.B. 1,1,3-tris(2-Methyl-4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl)butan umfassen.
Die Beschichtungen werden allgemein auf das Substrat der Geschäftsunterlage durch irgendeinen geeigneten Beschichtungs- oder Druckprozeß einschließlich flexographischer Druckpress- oder Gravierdruck-Techniken aufgebracht. Irgendein geeigneter Beschichtungs- oder Druckprozeß kann jedoch verwendet werden einschließlich direkter Gravur- oder Siebprozesse. Die Beschichtungen können in ausgewählten Bereichen aufgebracht werden, welche Blöcke einer Hintergrundfarbe bilden können oder sie können aufgebracht werden, um Bilder, Symbole, Streifen, Grenzen und ähnliches zu bilden, wenn sie durch einen thermischen Drucker verlaufen. Die Beschichtungen, die verschiedene Farben erzeugen, werden vorzugsweise getrennt auf jedem gewünschten Teil des Dokumentes aufgebracht oder aufgedruckt. Die Beschichtungen werden vorzugsweise mit einem Trocken-Schichtgewicht zwischen ungefähr 0,50 und 2,50 lbs/17"x22"x500 Blattreibung (1,9 bis 9,5 g/m²) aufgebracht und sie können selektiv auf der Oberfläche von Lagerpapieren während des Herstellungsprozesses aufgedruckt oder aufgetragen werden.
Das Substrat ist vorzugsweise vorbeschichtet, um eine glatte und nicht-poröse Grundschicht für die thermisch abbildbare Beschichtung vorzugeben. Die Grundschicht umfaßt irgendein auf Wasser basierendes, auf einer Lösung basierendes oder durch ultraviolettes Licht oder einen Elektronenstrahl aushärtbares Polymer, das in flüssiger Form zugeführt werden kann. Beispiele solcher Zusammensetzungen einer geeigneten Grundbeschichtung werden in der veröffentlichten internationalen PCT-Anmeldung Nr. WO 90/ 13064 angegeben, die am 1. November 1990 veröffentlicht wurde und dem gleicher Anmelder zugeordnet ist.
Falls gewünscht, können die Farbbildner und die Farbentwickler-Beschichtungen mit einer schützenden Beschichtungszusammensetzung überzogen werden, welche die nachfolgend gedruckten farbigen Bereiche auf dem Substrat mit Widerstandsfähigkeit gegen Lösungen, Abrieb und Verschmutzung bei der Belichtung mit Licht versieht. Ein Beispiel einer solchen Zusammensetzung ist in dem US-Patent 4,999,334 von Mehta offenbart.
Mit Bezug auf die Zeichnungen muß vermerkt werden, daß die Anforderungen an Zeichnungen mit ausgezogenen schwarzen Linien auf einer weißen Oberfläche die Darstellung einiger Flüchtigkeiten unserer Erfindung in Bezug auf unterschiedliche Farben alleine aufgrund der geforderten Zeichnungen schwierig machen. Eine Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der Darstellung macht eine volle Wertschätzung der Zeichnungen und unserer Erfindung möglich.
Wie aus den Zeichnungsfiguren erkannt werden kann, können die Farbbildner- und die Farbentwickler-Beschichtungen auf einem oder mehreren ausgewählten Teilen eines Dokumentes in einer Anzahl von Mustern in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung aufgedruckt werden. Es sei vermerkt, daß viele unterschiedliche Kombinationen der Anordnung der Beschichtungen auf einem Dokument möglich sind und innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegen.
Bezug nehmend nunmehr auf Fig. 1 ist eine Geschäftsunterlage 10 gezeigt, die ein Blatt mit ersten und zweiten Oberflächen umfaßt. Die erste Oberfläche des Blattes umfaßt ausgewählte Teile 12, 14 und 16 um den Umfang der Unterlage, die Beschichtungen von anfänglich farblosen Farbbildnern und Farbentwicklern enthalten. Der äußere Umfangsbereich 12 des Blattes ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine erste Farbe bilden, der mittlere Umfangsbereich 14 benachbart zu dem äußeren Umfangsbereich ist mit einem Farbentwickler und einem Farbbildner beschichtet, die eine zweite Farbe bilden, und der innere Umfangsbereich 16 benachbart zu dem mittleren Umfangsbereich ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine dritte Farbe bilden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, können die Beschichtungen ebenfalls in einer abwechselnden Beziehung Seite an Seite um den Umfang der Unterlage aufgebracht werden. Zum Beispiel ist der Block 46 mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine erst Farbe bilden, der Block 48 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine zweite Farbe bilden und der Block 50 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine dritte Farbe bilden. Solch eine Anordnung gestattet die selektive Aktivierung einer Farbe entlang des Randes des Formulars, um eine Anzeige vorzugeben, wie das Formular zu verarbeiten ist.
Direkte thermische Drucker, die gegenwärtig in der Technik in Gebrauch sind, umfassen Druckköpfe oder Druckstangen mit kleinen geheizten Elementen, die individuell adressierbar sind durch digitale Eingabe von einem Steuercomputer. Wenn die Unterlage unter dem Druckkopf oder der Druckstange eines thermischen Druckers verläuft, werden ausgewählte geheizte Elemente aktiviert und erwärmen ausgewählte Bereiche auf der Unterlage. Die Beschichtung in den ausgewählten Bereichen wird aufgeheizt und veranlaßt wenigstens eine Komponente der Beschichtung zum Schmelzen und gestattet den Farbbildnern und den Farbentwicklern die Kombination, um eine sichtbare Farbe zu bilden. Zum Beispiel kann der Teil 12 des Dokumentes eine Beschichtung umfassen, die eine rote Farbe erzeugt, der Teil 14 kann eine Beschichtung umfassen, die eine blaue Farbe erzeugt und der Teil 16 kann eine Beschichtung umfassen, die eine gelbe Farbe erzeugt. Der thermische Drucker kann programmiert weren, um alte Farben zu aktivieren oder nur ausgewählte Farben. Sowohl die gefärbten Bereiche und die gedruckte Information auf der Unterlage kann in einem einzigen Druckdurchlauf gebildet werden. Somit kann man durch Auswahl des zu aktivierenden gefärbten Bereiches ein farbcodiertes Dokument erzeugen, das Information einem Endnutzer mitteilt. Zum Beispiel kann die Farbe des Dokumentes verwendet werden als eine Anzeige, zu welcher Abteilung in einer Organisation das Dokument weiterzuleiten ist. Zusätzlich kann das Dokument in der Form eines Anhängers oder einer Etikette sein, die an einem Artikel oder einem Paket befestigt ist, wobei die Farbe einen Hinweis auf das Verfrachtungsverfahren liefert. Die möglichen Verwendungen der Erfindung sind vielfach und variationenreich.
Fig. 2 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem eine Geschäftsunterlage 18 Spalten 20, 22 und 24 umfaßt, welche farbaktivierbare Bereiche sind. Die erste Spalte 20 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine erste Farbe bilden, die zweite Spalte 22 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine zweite Farbe bilden und die dritte Spalte 24 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine dritte Farbe bilden. Auf diese Weise können unterschiedliche Kategorien oder Typen von Information hervorgehoben oder unterstrichen werden, ohne daß vorgedruckte farbige klassifizierte Bereiche zu verwenden sind.
In einem anderen in der Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein kontinuierliches Formular 38 gezeigt, welches eine Reihe von Etiketten enthält, die in ausgewählten Bereichen aufgebracht sind, um unterschiedlich gefärbte Bereiche zu bilden, wenn sie mit einem thermischen Drucker bedruckt werden. Falls erwünscht, kann die Papierbahn im voraus mit nicht veränderlicher, sich wiederholender Information durch automatisierte Ausrüstung bedruckt sein und sodann gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtet werden, so daß veränderliche Information in den farbaktivierbaren Bereichen gedruckt werden kann. Wie z.B. in Fig. 3 gezeigt, enthalten Bereiche 44 vorgedruckte Information, der Bereich 40 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine erste Farbe bilden und der Bereich 42 ist mit einem Farbbildner und einem Farbentwickler beschichtet, die eine zweite Farbe bilden. Alternativ kann die gesamte Oberfläche des kontinuierlichen Formulars mit in sich geschlossenen Beschichtungen beschichtet sein und unter Verwendung einer Anschlag-Druckeinrichtung bedruckt sein.
Bezug nehmend nunmehr auf Fig. 5 ist ein Etikett 10 gezeigt, das ein Substrat mit ersten und zweiten Oberflächen umfaßt. Die erste Oberfläche des Blattes umfaßt einen ausgewählten Bereich 12, der eine thermisch abbildbare Beschichtung aus anfänglich farblosen Farbbildnern und Farbentwicklern und einen unbeschichteten Bereich 14 umfaßt, der vorgedruckte Freistempel enthält. Wie gezeigt, ist der thermisch beschichtete Bereich 12 abgebildet worden, um variable Information sowie strichcodierte Information auf dem Etikett vorzugeben.
Direkte thermische Drucker, die gegenwärtig in der Technik in Gebrauch sind, umfassen Druckköpfe oder Druckstangen mit kleinen geheizten Elementen, die individuell durch digitale Eingabe von einem Steuercomputer adressierbar sind. Wenn die Unterlage unter dem Druckkopf oder der Druckstange eines thermischen Druckers verläuft, werden ausgewählte geheizte Elemente aktiviert und heizen ausgewählte Bereiche auf der Unterlage auf. Die Beschichtung in den ausgewählten Bereichen wird aufgeheizt und veranlaßt wenigstens eine Komponente der Beschichtung zum Schmelzen und gestattet den Farbbildnern und den Farbentwicklern, die Kombination, um eine sichtbare Farbe zu bilden. Zum Beispiel kann der thermische Drucker programmiert sein, um veränderliche Information in einem ausgewählten Bereich zu drucken, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.
Die Erfindung liefert den Vorteil, daß ein Formular mit verschiedenen unterschiedlich aktivierbaren Farbkombinationen gedruckt werden kann, anstatt Etiketten mit Mehrfacheinlagen oder Formulare zu verwenden, die eine unterschiedliche Farbe für jede Einlage erfordern. Zusätzlich gibt die Erfindung ein Mittel vor zur Hervorhebung oder Bezeichnung unterschiedlicher Kategorien von Information auf einem Formular, ohne daß im voraus gedruckte gefärbte klassifizierte Bereiche zu verwenden sind, die getrennte Druckstationen erfordern. Da die Beschichtungen anfänglich farblos sind, kann die gesamte Unterlage, das Formular, die Etikette oder der Anhänger anfänglich weiß sein und nur die Information und die Farben, die für dieses spezielle Formular erforderlich sind, können aktiviert werden. Dies gestattet dem Anwender, kundengebundene Unterlagen in Farbe, wie benötigt, zu drucken.
Die Erfindung liefert ebenfalls den bedeutenden Vorteil, daß ein Geschäftsformular vorgegeben werden kann mit einer thermisch abbildbaren Beschichtung nur in jenen Bereichen, die nachfolgend abzubilden sind. Zusätzlich ist das Verfahren herkömmlich und kostenwirksam, da die Beschichtung eine Tinte mit hohem Feststoffgehalt ist, die zu der gleichen Zeit zugeführt werden kann, wo andere Schritte ausgeführt werden, wie z.B. der Vordruck von Information, das Stanzen von Etiketten usw.. Zum Beispiel umfaßt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Geschäftsunterlagen der vorliegenden Erfindung den Druck von festen oder veränderlichen Freistempeln auf dem Substrat gefolgt von der Zuführung der thermisch abbildbaren Beschichtung zu einem oder mehreren ausgewählten Bereichen oder zu der gesamten Oberfläche des Substrates, sodann das Stanzen des Substrates und die Perforierung und Faltung der gestanzten Etiketten.
Ferner besitzt die Erfindung den Vorteil, daß sowohl die Information als auch die gefärbten Bereiche auf dem Dokument erzielt werden können durch Druck in einem einzigen Durchlauf durch einen thermischen Drucker.
Andere Verwendungen der vorliegenden Erfindung umfassen Airline-Tickets oder Veranstaltungstickets. Zum Beispiel können unterschiedliche Farben auf einem Airline-Ticket aktiviert werden, um die erste Klasse oder die Touristenklasse zu bezeichnen. Die Erfindung kann ebenfalls verwendet werden bei Verfrachtungsetiketten, bei welchen verschiedene Farben aktiviert werden, um das Verfahren oder den Ort der Verfrachtung festzulegen. Andere mögliche Verwendungen der vorliegenden Erfindung liegen dem Fachmann auf der Hand. Damit die Erfindung vollständiger verstanden werden kann, sei Bezug genommen auf die folgenden Beispiele, die die Erfindung veranschaulichen sollen, aber den Rahmen derselben nicht beschränken sollen.
Beispiel 1
Die folgenden Materialien wurden kombiniert, um eine bevorzugte Beschichtungsmischung zu erzeugen:
Gew.-%
Farbbildner¹ 11,5
Farbentwickler² 12,0
Aktivator³ 7,5
Bindemittel&sup4; 3,5
Wasser 46,5
Pigment&sup5; 20,0
¹OBD-2 von Nagase America Corporation
²Bisphenol A von Nagase America Corporation
³m Terphenyl von Nagase America Corporation
&sup4;Polyvinylalkohol von Air Products Company
&sup5;Calciumcarbonat von J.M. Huber Company

Beispiel 2

Die folgenden Materialien wurden kombiniert und gemischt durch sanftes Umrühren, um eine bevorzugte thermisch abbildbare Beschichtungsmischung zu erzeugen:
Gew.-%
Farbbildner¹ 8
Farbentwickler² 13
Aktivator³ 12
Bindemittel&sup4; 20
Wasser 47
¹Black 305 von Nagase America
²Bis(3-allyl-4-hydroxyphenyl)sulfon von Nagase America
³P-benzylbiphenyl von Nagase America
&sup4;Stärkelösung und Polyvinylalkohol von Penford Products
Während bestimmte repräsentative Ausführungsbeispiele und Einzelheiten für die Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung gezeigt worden sind, liegt es dem Fachmann auf der Hand, daß verschiedene Veränderungen in den Verfahren und der hier offenbarten Vorrichtung vorgenommen werden können, ohne daß von dem Rahmen der Erfindung abgewichen wird, welche in den angefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Abbildbare Geschäftsunterlage (10), bei der ein oder mehrere verschieden ausgewählte Bereiche durch Erwärmen aktiviert werden können, um farbige Abbildungen oder Bereiche zu gestalten, umfassend:

- ein Substrat mit einer ersten und zweiten Hauptoberfläche, wobei die erste Oberfläche dieses Substrates auf einem oder mehreren ausgewählten Abschnitten davon eine thermisch abbildbare Beschichtung aus anfangs farblosen Farb-Bildnern und Farb-Entwicklern enthält, wobei die verbleibenden Bereiche dieses Substrates diese thermisch abbildbare Beschichtung nicht enthalten.

2. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, bei der die Farb-Bildner und die Farb-Entwickler kombiniert werden, um gefärbte sichtbare Bereiche zu gestalten, die Bilder, Symbole oder Freistempel enthalten.

3. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, bei der nur ein ausgewählter gefärbter Bereich aktiviert ist.

4. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, bei der der äußere Oberflächenbereich (12) des Substrates, mit einem Farb-Bildner und einem Farb- Entwickler bedeckt ist, die eine erste Farbe bilden, ein mittlerer Oberflächenbereich (14), angrenzend an besagten äußeren Oberflächenbereich, mit einem Farb-Entwickler und einem Farb-Bildner bedeckt ist, die eine zweite Farbe bilden, und ein innerer Oberflächenbereich (16), angrenzend an besagten mittleren Oberflächenbereich, mit einem Farb-Bildner und einem Farb-Entwickler bedeckt ist, die eine dritte Farbe bilden.

5. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, bei der das Substrat eine Mehrzahl von Spalten (20), (22), (24) beinhaltet, wobei jede der Spalten mit einem Farb-Bildner und Farb-Entwickler, die eine unterschiedlich gewählte Farbe darstellen, bedeckt ist.

6. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1 umfassend ein zusammenhängendes Gewebe (38), um eine Reihe von abbildbaren Geschäftsunterlagen herzustellen.

7. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, bei der wenigstens ein ausgewählter Bereich der ersten Oberfläche des Substrates vorbeschichtet wurde, um eine glatte nichtporöse Grundschicht bereitzustellen für die thermisch abbildbare Beschichtung.

8. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, mit einem schützenden Film über der thermisch abbildbaren Beschichtung, wobei der Schutzfilm aus der Gruppe, bestehend aus durch Elektronenstrahl gehärteten Polymeren, quervernetzten wasserbasierenden Polymeren und ultraviolettstrahlenvernetzten Polymeren und Photokatalyse, ausgewählt ist.

9. Abbildbare Geschäftsunterlage (10) nach Anspruch 1, umfassend eine Reihe von Markierungen auf besagtem Substrat, wobei besagte zweite Oberfläche des besagten Substrates mit einem druckempfindlichen Kleber und einer Freigabe-Einlage, die an dem besagten druckempfindlichen Kleber haftet, bedeckt ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer abbildbaren Geschäftsunterlage mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Substrates, welches eine erste und zweite Hauptoberfläche hat;

b) Drucken von fixierten oder variablen Freistempeln auf mindestens einer Oberfläche des Substrates; und

c) Drucken einer thermisch abbildbaren Beschichtungszusammensetzung auf einer oder mehreren ausgewählten Bereichen der ersten Oberfläche des Substrates, umfassend anfangs farblose Farb-Bildner und Farb-Entwickler, wobei die verbleibenden Bereiche dieses Substrates diese thermisch abbildbaren Beschichtung nicht enthalten.

11. Verfahren nach Anspruch 10. bei dem das Substrat ein zusammenhängendes Gewebe ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1 l, mit dem Schritt des Stanzens des Gewebes, um eine Reihe von einzelnen Geschäftsunterlagen zu gestalten.

13. Verfahren nach Anspruch 12, mit den Schritten des Perforierens und Faltens der einzelnen Geschäftsunterlagen.

14. Abbildbare Geschäftsunterlage (10), bei der eine oder mehrere verschiedene ausgewählte Bereiche durch Erwärmen aktiviert werden können, um farbige Abbildungen oder Bereiche zu gestalten, umfassend:

ein Substrat mit einer ersten und zweiten Hauptoberfläche, wobei die erste Oberfläche von diesem Substrat auf davon ausgewählten Abschnitten Mittel zur Bildung einer Mehrzahl von Bereichen mit unterschiedlichen Farben aufweist, wobei diese Mittel eine abbildbare Beschichtung aus anfangs farblosen Farb-Bildnern und Farb- Entwicklern enthalten, wobei die verbleibenden Bereiche dieses Substrates diese thermisch abbildbaren Beschichtung nicht enthalten.