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Title:
FLAT SHEET MATERIAL FOR PRODUCING SHEET-LIKE ARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/072362
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a flat sheet material for producing sheet-like articles (1) provided with a coating (2). Microcapsules (3) that are filled with a liquid (4) are embedded in the coating (2). The microcapsules (3) can be ruptured by applying an electric field (5) whereby releasing the liquid (4) contained therein.

Inventors:
BOSSERT WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/002012
Publication Date:
September 19, 2002
Filing Date:
February 26, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BOSSERT WOLFGANG (DE)
International Classes:
B41M5/20; B41M5/28; B41M5/30; G03C1/00; (IPC1-7): B41M5/30
Domestic Patent References:
WO2001092961A12001-12-06
Foreign References:
DE2459748A11976-06-24
US4149887A1979-04-17
DE1497180B11970-06-04
US4295662A1981-10-20
Attorney, Agent or Firm:
Riedel, Peter (Stuttgart, DE)
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Claims:
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE [beirn Internationalen Büro am 29. August 2002 (29.08.02) eingegangen ; ursprüngliche Ansprüche 1-11 durch geänderte Ansprüche 1-6 (2 Seiten)]
1. Flächiges Bogenmaterial zur Herstellung blattförmiger Bogen (1) mit einer Beschichtung (2) und in der Be schichtung (2) eingebetteten Mikrokapseln (3), die mit einer Flüssigkeit (4) gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum der Mikro kapseln (3) elektrisch aktivierbare Elemente (6) an geordnet sind, durch die die Mikrokapseln (3) bei Aufbringung eines elektrischen Feldes (5) zur Frei gabe der Flüssigkeit (4) zerstörbar sind.
2. Bogenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch aktivier baren Elemente (6) elektrisch aufladbar sind.
3. Bogenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch aktivier baren Elemente (6) elektrisch polarisierbar sind.
4. Bogenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (4) ein Farbbildner (9) ist.
5. Bogenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeit (4) beim Aus treten aus der Mikrokapsel (3) eine elektrisch leit fähige Schicht (10) bildet.
6. Bogenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mikrokapseln (3) magnetisierbare Partikel (11) angeordnet sind.
Description:
Flächiges Boaenmaterial zur Herstellung blattförmiger Bogen Die Erfindung betrifft ein flächiges Bogenmaterial zur Her- stellung blattförmiger Bogen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Flächige Bogenmaterialien und daraus hergestellte blatt- förmige Bogen dienen zur Aufnahme, Speicherung und Wieder- gabe von Informationen, indem auf deren Oberfläche bei- spielsweise eine Schrift, Grafiken oder dgl. aufgebracht oder zumindest sichtbar gemacht werden. Dies geschieht beispielsweise durch den Auftrag von Tinte, Farbtoner oder dergleichen.

Zur Vermeidung des Auftrages zusätzlicher Farbpigmente sind beschichtete Bogenmaterialien bekannt, in deren Beschich- tung farbbildnergefüllte Mikrokapseln angeordnet sind. In sogenannten Selbstdurchschreibesätzen wird beispielsweise eine Schrift dadurch sichtbar gemacht, daß örtlich mit einem Stift, einem Nadeldrucker oder dgl. Druck aufgebracht wird, in dessen Folge die unter Druck gesetzten Mikrokap- seln zerplatzen und ihren Inhalt in Form des Farbbildners freigeben. Der freigegebene Farbbildner trifft auf einen ebenfalls in der Beschichtung oder auf der Oberfläche eines darübergelegten zweiten Bogens aufgebrachten Farbentwick- ler, wobei in der Folge eine Verfärbung und damit eine Sichtbarmachung eintritt. Ein Nachteil dieser Ausführung besteht in dem erforderlichen, relativ hohen Druck, der beispielsweise bei einem Nadeldrucker zu einer unerwünscht hohen Geräuschentwicklung führt.

Des weiteren sind sogenannte"Thermopapiere"bekannt, die ebenfalls eine Beschichtung mit Mikrokapseln aufweisen.

Deren Kapselwände sind aus einem leicht schmelzbaren Material hergestellt und können mit einem Thermo-Druckkopf lokal erhitzt werden. Dabei schmelzen die Kapselwände und geben aus ihrem Inneren den Farbbildner frei, der beim Zusammentreffen mit einem Farbentwickler zu einer Sicht- barmachung führt. Die leicht schmelzbaren Kapselwände sind jedoch empfindlich gegen Wärmeeinwirkung aller Art, so daß ein derartig beschichtetes Bogenmaterial beispielsweise unter der Einwirkung von Sonnenstrahlen zu einer Verfärbung neigt. Ein aufgebrachter Schriftzug wird dadurch unlesbar oder zumindest schwer erkennbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge- mäßes, flächiges Bogenmaterial derart zu verbessern, daß die in der Beschichtung eingebetteten Mikrokapseln zur Freigabe ihres Inhaltes besser definiert zerstörbar sind.

Die Aufgabe wird durch ein flächiges Bogenmaterial mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dazu wird vorgeschlagen, das Bogenmaterial derart zu ge- stalten, daß die Mikrokapseln zur Freigabe der Flüssigkeit durch Aufbringung eines elektrischen Feldes zerstörbar sind. Ein solches elektrisches Feld kann geräuschlos aufge- bracht werden, wodurch beispielsweise eine Beschriftung auch in einer Büroumgebung komfortabel ermöglicht ist. Das zur Zerstörung der Mikrokapsel erforderliche elektrische Feld bedarf dabei nur eines geringen Energieaufwandes. Mit einem geeigneten Druckkopf läßt sich ein entsprechendes elektrisches Feld präzise bündeln, so daß eine gut defi- nierte Aktivierung der Mikrokapseln ermöglicht ist. Eine nachträgliche Veränderung der aufgebrachten Information kann nahezu ausgeschlossen werden, da ein entsprechender blattförmiger Bogen weder bei seiner Weiterbearbeitung noch bei einer Archivierung einem geeigneten definierten elek- trischen Feld ausgesetzt ist.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung sind dazu im Bereich der Mikrokapseln elektrisch aktivierbare Elemente angeord- net, durch die die Mikrokapseln des genannten elektrischen Feldes zerstörbar sind. In einer zweckmäßigen Variante sind dazu die elektrisch aktivierbaren Elemente in der Beschich- tung außerhalb der Mikrokapseln angeordnet und stehen da- durch nicht in direkter Wechselwirkung mit deren Inhalt.

Bei Aufbringung eines elektrischen Feldes entstehen elek- trostatische Kräfte, die auf die genannten Elemente ein- wirken und zur Zerstörung der Kapselwand und damit zur Freigabe der Flüssigkeit aus dem Innenraum der Mikrokapseln führt. In einer weiteren Variante sind die elektrisch akti- vierbaren Elemente in der Kapselwand der Mikrokapsel ange- ordnet, wodurch die elektrostatischen Kräfte bei Auf- bringung des elektrischen Feldes direkt auf die Kapselwand wirken und dadurch mit nur geringem Energieaufwand zu deren Zerstörung führen. Dabei kann die Kapselwand selbst auch ein elektrisch aktivierbares Element sein, in dem die Kap- selwand selbst elektrisch geladen wird und dadurch entspre- chenden elektrostatischen Kräften ausgesetzt werden kann.

In der letztgenannten Variante kann auf die Einbringung zu- sätzlicher Materialien in kostensparender Weise verzichtet werden. Eine weitere zweckmäßige Alternative besteht in der Anordnung der elektrisch aktivierbaren Elemente im Innen- raum der Mikrokapsel. Dabei kann es sich um Farbpigmente, elektrostatisch aufladbare Farbbildner oder dgl. oder auch um zusätzliche, in den Innenraum der Mikrokapsel einge- brachte Elemente handeln. Dabei wirkt ein aufgebrachtes elektrisches Feld auf den Innenraum der Mikrokapseln, was zu einem erhöhten lokalen Druck und damit zu einem Auf- platzen und zur Freigabe des Inhaltes führt.

Dazu ist es zweckmäßig, die elektrisch aktivierbaren Elemente elektrisch aufladbar zu gestalten. Beispielsweise bei einer negativen Aufladung wirken auf diese Elemente beim Vorbeistreichen eines positiv geladenen Druckkopfes entsprechende Anziehungskräfte, die zu einem Aufplatzen der Kapselwand führen. Je nach Anwendungsfall kann auch eine elektrisch polarisierbare Gestaltung der elektrisch aktivierbaren Elemente zweckmäßig sein. Bei Aufbringung eines entsprechend orientierten elektrischen Feldes führt die Polarisierung zu einer Ausrichtung der elektrisch aktivierbaren Elemente, wobei deren Ausrichtungsbewegung zur Zerstörung der Kapselwand genutzt werden kann.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das elektrische Feld als Hochfrequenzfeld ausgebildet. Dazu ist beispiels- weise die Kapselwand derart gestaltet, daß sie das Hoch- frequenzfeld absorbiert und seine Energie in Wärme umsetzt.

Durch die erzeugte Wärme ist die Kapselwand aufschmelzbar und gibt dabei ihren Inhalt frei. Durch die Aufschmelzbar- keit über ein Hochfrequenzfeld kann eine Fehlaktivierung der Mikrokapseln beispielsweise durch Sonnen-oder Heizungseinwirkung zuverlässig vermieden werden. Das Hoch- frequenzfeld kann in seiner Frequenz auch derart angepaßt sein, daß die Kapselwand auf elektrostatischem Wege zu ei- ner mechanischen Schwingung und insbesondere zu einer Reso- nanzschwingung angeregt und damit zerstört wird. Alternativ hierzu oder auch in Kombination mit der Zerstörbarkeit der Kapselwand kann auch die Flüssigkeit im Inneren der Mikro- kapseln durch das Hochfrequenzfeld erwärmbar ausgeführt sein. Nach dem Prinzip des Mikrowellenherdes wird dabei die Flüssigkeit zum Sieden gebracht, wobei der entstehende Dampfdruck zuverlässig die Mikrokapseln aufsprengt. Dabei kann der Siedepunkt der Flüssigkeit entsprechend gewählt werden, daß eine Fehlauslösung durch andere Wärmequellen vermieden ist.

Bezüglich der Wahl der Flüssigkeit im Innenraum der Mikro- kapseln sind vielfältige Möglichkeiten eröffnet. Insbeson- dere ist eine Ausbildung der Flüssigkeit als Farbbildner geeignet, der beim Austreten aus der Mikrokapsel und Zusammentreffen mit einem Farbentwickler zu einem gut les- baren und dauerhaft erhaltbaren Schriftbild führt. In einer zweckmäßigen Variante enthält die Flüssigkeit metallische Elemente oder elektrisch leitfähige Polymere, in dessen Folge die Flüssigkeit beim Austritt eine elektrisch leit- fähige Schicht bildet. Mit einem elektrostatischen Druck- kopf können damit in einfacher, oben beschriebener Weise ein elektrisches Netzwerk, Leiterbahnen, Antennenelemente oder beliebige andere Anordnungen mit elektrischer Leit- fähigkeit auf drucktechnischem Wege erzeugt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind in den Mikro- kapseln magnetisierbare Partikel angeordnet. Die magneti- sierbaren Partikel können mit einem geeigneten magnetischen Schreib-/Lesekopf beliebig beschrieben, verändert, gelöscht oder ausgelesen werden und dienen so als veränderliche Datenspeicher auf dem Bogenmaterial. In Verbindung mit einem Farbbildner kann zusätzlich eine Beschriftung auf- gebracht werden. Auch kann in Verbindung mit der eine elek- trisch leitfähige Schicht bildenden Flüssigkeit ein Netz- werk von Leiterbahnen zum Auslesen oder auch Beschreiben von Lese-/Schreibflächen mit magnetisierbaren Partikeln ge- bildet werden. Dabei ist auch beispielsweise auf druck- technischem Wege eine Antennenanordnung erstellbar, über die der magnetisch gespeicherte Informationsgehalt über eine gewisse Entfernung ausgelesen werden kann.

Dazu kann auch eine Ausgestaltung der Mikrokapseln zweck- mäßig sein, bei der die Kapselwände mechanisch beispiels- weise durch einen Nadeldrucker zerstörbar sind und dadurch elektrische Leiterbahnen auf herkömmlichem Druckwege er- zeugbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an- hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 in einer schematischen übersichtsdarstellung einen beschichteten, blattförmigen Bogen, Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung durch den Bogen nach Fig. 1 mit elektrisch aktivierbaren Partikeln außerhalb und magnetisierbaren Partikeln innerhalb der Mikrokapseln, Fig. 3 eine Variante der Anordnung nach Fig. 2 mit elek- trisch aktivierbaren Kapselwänden, Fig. 4 eine weitere Variante der Anordnungen nach Fig. 2 und Fig. 3 mit elektrisch aktivierbaren Partikeln im Innenraum der Mikrokapseln unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes, Fig. 5 in einer vergrößerten Prinzipdarstellung eine Mikrokapsel und darin angeordnet ein elektrisch aktivierbares, polarisiertes Element, Fig. 6 in einer Prinzipdarstellung die Mikrokapsel- anordnung nach Fig. 5 unter Einwirkung eines elek- trischen Feldes, Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines blattförmigen Bogens unter Einwirkung eines Hochfrequenzfeldes, Fig. 8 in schematischer Darstellung einer Anordnung von Lese-/Schreibbereichen, angeordnet auf einem blattförmigen Bogen und über Leiterbahnen mit einer Antennenanordnung verbunden.

Fig. 1 zeigt einen aus einem Bogenmaterial 13 geschnittenen blattförmigen Bogen 1, der in einen ersten Teilbereich 14 und einen zweiten Teilbereich 15 aufgeteilt ist. Die Auf- teilung in die beiden Teilbereiche 14,15 ist durch eine aufgedruckte Markierung 18 sichtbar gemacht. Der im Bereich eines Längsrandes 16 angeordnete erste Teilbereich 14 ist mit einer Lochung 17 zum Archivieren des blattförmigen Bogens 1 versehen. Der zweite Teilbereich 15 weist eine Be- schichtung 2 auf und bildet einen Lese-/Schreibbereich 12.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung den blattförmigen Bogen 1 nach Fig. 1, in dessen Beschich- tung 2 eine Vielzahl von Mikrokapseln 3 eingebettet sind.

Die Mikrokapseln 3 enthalten eine Flüssigkeit 4, die im ge- zeigten Ausführungsbeispiel ein Farbbildner 9 ist. In der Beschichtung 2 sind außerhalb der Mikrokapseln 2 ein Farb- entwickler 19 sowie eine Vielzahl von elektrisch aktivier- baren Elementen 6 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt eine Variante der Anordnung nach Fig. 2, bei der Kapselwände 7 der Mikrokapseln 3 die elektrisch aktivierbaren Elemente 6 bilden. Je nach Anwendungsfall kann auch eine Einbettung von separaten, elektrisch aktivierbaren Elementen 6 in der Kapselwand 7 zweckmäßig sein. Bei der in Fig. 4 gezeigten Variante sind die elek- trisch aktivierbaren Elemente 6 im Innenraum der Mikro- kapseln 3 angeordnet und beispielhaft negativ aufgeladen.

Ein positiv geladener angedeuteter Schreibkopf 20 erzeugt ein elektrisches Feld 5, welches zu einer elektrostatischen Anziehungskraft der elektrisch aktivierbaren Elemente 6 in Richtung des Schreibkopfes 20 und damit zu einem Aufplatzen der Mikrokapseln 3 führt. Es kann auch zweckmäßig sein, die Flüssigkeit 4 selbst elektrisch aufzuladen, wodurch sie zu einem elektrisch aktivierbaren Element 6 wird.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausbildung eines elektrisch aktivierbaren Elementes 6, welches in der Kapselwand 7 einer Mikrokapsel 3 gehalten und elektrisch polarisiert ist. Die Mikrokapsel 3 nach Fig. 5 ist in Fig. 6 unter Ein- wirkung eines elektrischen Feldes 5 gezeigt, wobei das ele- ktrische Feld 5 durch zwei beidseitig der Mikrokapsel 6 an- geordnete, gegenteilig geladene Schreibköpfe 20 gebildet ist. Unter Einwirkung des elektrischen Feldes 5 ist das polarisierte Element 6 in Richtung des elektrischen Feldes 5 ausgerichtet. Die Kapselwand 7 ist dadurch zerstört, in dessen Folge die im Innenraum der Mikrokapsel 3 gehaltene Flüssigkeit 4 entlang der Pfeile 21 entweichen kann.

Fig. 7 zeigt eine weitere Anordnung mit Mikrokapseln 3 in einer Beschichtung 2 eines blattförmigen Bogens 1. Ein Schreibkopf 20 erzeugt ein elektrisches Feld 5 in Form eines Hochfrequenzfeldes 8. Die Kapselwände 7 der Mikro- kapseln 3 sind durch das Hochfrequenzfeld 8 erwärmbar, wo- durch die Kapselwände 7 zur Freigabe der Flüssigkeit 4 im Innenraum der Mikrokapsel 3 zerstörbar sind. Es kann auch eine Verbindung der Anordnung nach Fig. 3 mit dem gezeigten Hochfrequenzfeld 8 zweckmäßig sein, in dessen Folge die Kapselwand 7 entsprechend der Frequenz des Hochfrequenz- feldes 8 zum Schwingen angeregt und damit zerstört wird.

Die Flüssigkeit 4 im Innenraum der Mikrokapseln 3 ist eben- falls durch das Hochfrequenzfeld 8 erwärmbar.

Fig. 8 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Viel- zahl von Lese-/Schreibbereichen 12 auf einem Bogenmaterial 1 entsprechend Fig. 2, die dementsprechend Farbbildner 9 und magnetisierbare Partikel 11 zur Speicherung von Infor- mationen beinhalten. Eine auf das Bogenmaterial 1 aufge- druckte Antenne 22 weist in ihrem Fokus 24 einen Mikrochip 25 auf. Der Mikrochip 25 ist über Leiterbahnen 23 mit den Lese-/Schreibbereichen 12 zum Auslesen, Löschen und Be- schreiben verbunden. Die Leiterbahnen 23 bestehen aus einer leitfähigen Schicht 10, die durch eine Flüssigkeit 4 aus Mikrokapseln 3 entsprechend der vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele gebildet sind. Die magnetisierbaren Partikel 11 sind aus Ferriten auf Mangan-oder Nickel-Basis gebildet und weisen neben ihren magnetischen Eigenschaften auch halbleiterähnliche elektrische Eigenschaften zum Spei- chern oder Auslesen von Information auf.




 
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