НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ
INFORMATION CARRIER AND METHOD FOR OBTAINING THE INFORMATION CARRIER

Изобретение относится к носителю информации согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения и к способу получения носителя информации согласно родовому понятию пункта 11 формулы изобретения.
Подобный носитель информации включает подложку. Поверхность подложки предусмотрена для того, чтобы она, по меньшей мере на отдельных участках, была пригодной для печати с нанесением печатного слоя для представления информации.
Например, подложка может быть сформирована как (маркировочная) табличка. Табличка может иметь дискообразную форму. Поверхность может быть передней или задней стороной подложки. В частности, подложка может быть предусмотрена для размещения ее на электрическом или электронном приборе.
Известно, что печатный слой наносят непосредственно на подложку. Например, печатный слой может быть нанесен тампопечатью или методом струйной печати чернилами. При этом недостаток состоит в том, что печатный слой может отслаиваться при определенных условиях окружающей среды, таких как высокие температуры, высокая влажность или высокие давления, или вследствие старения подложки.
Поэтому желательно создание носителя информации, который обеспечивает возможность прочного соединения между печатным слоем и подложкой.
Задача настоящего изобретения состоит в получении в распоряжение носителя информации с подложкой, которая имеет поверхность, на которой печатный слой может удерживаться длительно и прочно.
Эта задача решается согласно первому аспекту посредством носителя информации с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Соответственно этому, на поверхности подложки, по меньшей мере на отдельных участках, размещают слой усилителя адгезии.
Слой усилителя адгезии может быть предусмотрен для содействия адгезии между поверхностью и печатным слоем. Таким образом, посредством слоя усилителя адгезии печатный слой может долговременно прилипать к поверхности, и с бóльшей устойчивостью, например, к механическому истиранию или химическому воздействию. В принципе подложка может быть полностью покрыта слоем усилителя адгезии. Например, слоем усилителя адгезии могут быть покрыты поверхность или только один участок поверхности. В частности, подложка может быть покрыта слоем усилителя адгезии с обеих сторон. Покрытый слоем усилителя адгезии участок поверхности может быть участком, предусмотренным для печати с нанесением печатного слоя.
В одном варианте исполнения подложка выполнена из неорганического материала. Например, подложка может состоять из керамического материала или стекла.
В частности, подложка может быть металлической. Например, подложка может состоять из нержавеющей стали. Подложка может быть коррозионностойкой и/или кислотостойкой. В одном варианте исполнения подложка состоит из нержавеющей стали, в частности, V2А или V4А. Так, подложка может состоять из легированной молибденом нержавеющей стали. В частности, подложка может быть легирована 2% молибдена так, что подложка является особенно устойчивой против коррозии.
Форма подложки в одном варианте исполнения является дискообразной. Периметр подложки может быть во много раз больше, чем толщина подложки. В частности, периметр подложки может быть выполнен кругообразным. Конечно, также представимы и возможны другие плоские формы, такие как прямоугольная или многоугольная, или такие формы, как квадрат или сфера. В принципе, подложка также может быть сформирована как конструкционная деталь корпуса электрического или электронного устройства.
Подложка может иметь крепежный элемент для крепления на электрическом или электронном устройстве. Например, крепежный элемент может представлять собой отверстие в подложке для введения фиксирующего элемента.
В одном варианте исполнения слой усилителя адгезии имеет молекулярное соединение с первой функциональной группой для связывания с поверхностью, и со второй функциональной группой для соединения с печатным слоем. Например, первая функциональная группа может быть предназначена для соединения с металлом или стеклом. В частности, первая функциональная группа может иметь фосфатную или силановую группу.
Например, вторая функциональная группа может быть предназначена для связывания с УФ-отверждаемой жидкостью, в частности, на акрилатной основе. В частности, вторая функциональная группа может иметь акрилатную группу.
Между первой функциональной группой и второй функциональной группой может находиться связующее звено для соединения первой функциональной группы со второй функциональной группой. Связующее звено может иметь по меньшей мере одну метиленовую группу, СН2. В одном варианте исполнения связующее звено включает несколько метиленовых групп, (CH2)n. Количество метиленовых групп, например, может составлять 2, 3, 4, и т.д., так, что n=0, 1, 2, 3, 4, и т.д., причем, в частности, при n=0 вариант выполнения не имеет связующее звено, и при n=1 в варианте выполнения может быть предусмотрена только одна метиленовая группа в качестве связующего звена.
В одном варианте исполнения слой усилителя адгезия включает соединение кремния. Соединение кремния может быть расположено на первой функциональной группе. Молекулы, которые содержатся в слое усилителя адгезии, таким образом могут иметь по меньшей мере один атом кремния. В частности, слой усилителя адгезии может включать соединение силана.
В дополнительном варианте исполнения слой усилителя адгезии включает по меньшей мере один акрилат и/или по меньшей мере один сложный эфир. По меньшей мере один акрилат и/или по меньшей мере один сложный эфир могут находиться на второй функциональной группе. Акрилат может содержать по меньшей мере одну силильную группу. Например, силильная группа может представлять собой триметилсилильную группу или триметоксисилильную группу.
В дополнительном варианте исполнения слой усилителя адгезии включает по меньшей мере один 3-(триметоксисилил)пропилакрилат. В частности, слой усилителя адгезиии полностью состоит из 3-(триметоксисилил)пропилакрилата.
В одном варианте слой усилителя адгезии включает по меньшей мере 3-(триметоксисилил)пропилметакрилат. В частности, слой усилителя адгезиии может содержать силан А174 или по меньшей мере одно химическое вещество с номером CAS 2530-85-0. То есть, слой усилителя адгезии может включать молекулу H2C=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OCH3)3, или
В частности, слой усилителя адгезиии тем самым может состоять из 3-(триметоксисилил)пропилметакрилата.
Как указано выше, наличие и длина связующего звена между первой и второй функциональными группами являются произвольными. Связующее звено может представлять собой н-пропильную группу. Например, слой усилителя адгезиии может включать по меньшей мере молекулу H2C=C(CH3)CO2(CH2)nSi(OCH3)3, или
причем n=0, 1, 2, 3, … натуральное число или может быть нулевым. Равным образом слой усилителя адгезии может включать по меньшей мере молекулу H2C=C(CH3)CO2(CH2)nX(OCH3)3, причем X=Si, P или другой подходящий элемент.
Слой усилителя адгезии может быть гидрофильным. В одном варианте исполнения печатный слой сформирован из чернильной жидкости. Краевой угол нанесенной на слой усилителя адгезии металлической подложки капли чернильной жидкости может составлять от 60º до 80º, в частности, от 68º до 69º.
Для подложки из неорганического материала, такого как керамический материал или стекло, краевой угол, конечно, может принимать любое другое значение.
В одном варианте исполнения печатный слой связан с подложкой посредством слоя усилителя адгезии. То есть, слой усилителя адгезии может содействовать адгезии между подложкой и печатным слоем. Адгезия между подложкой и печатным слоем может быть достаточно стойкой настолько, что печатный слой, в частности, не отделяется от подложки в условиях испытания IPX9K.
В частности, печатный слой может включать по меньшей мере один акрилат. То есть, печатный слой может быть на акрилатной основе. В частности, печатный слой может включать по меньшей мере один окрашивающий материал. По меньшей мере один окрашивающий материал может представлять собой неорганический или органический краситель. Печатный слой также может включать по меньшей мере один пигмент и/или по меньшей мере краситель. Например, печатный слой может иметь черный, белый, синий, красный или желтый цвет, или смесь различных цветов. В частности, печатный слой может включать каждый цвет, создаваемый согласно CMYK-цветовой модели.
В дополнительном варианте исполнения печатный слой включает УФ-отверждаемую жидкость. В частности, печатный слой может включать УФ-отверждаемую жидкость на акрилатной основе.
Задача согласно второму аспекту решается посредством способа получения носителя информации с признаками пункта 10 формулы изобретения.
Способ включает следующие стадии: на первой стадии получают подложку. На второй стадии наносят слой усилителя адгезии по меньшей мере на участок подложки. На третьей стадии наносят печатный слой по меньшей мере на участок слоя усилителя адгезии. В принципе, слой усилителя адгезии может быть нанесен на всю подложку. Например, участок подложки может представлять собой одну поверхность подложки. Поверхность подложки, в частности, может представлять собой одну сторону подложки. В принципе, печатный слой может быть нанесен на весь слой усилителя адгезии. В одном варианте исполнения вся подложка пропечатана печатным слоем на слое усилителя адгезии.
Также допустимо и возможно нанесение слоя усилителя адгезии по меньшей мере на один участок подложки, пропечатывание всей подложки печатным слоем, и затем удаление печатного слоя с участков подложки, которые не имеют слоя усилителя адгезии. Печатный слой может быть удален с участков подложки, которые не содержат слой усилителя адгезии, например, механическими или химическими методами. К подобным методам относятся, например, выдерживание при нагревании, в частности, при температуре выше 250ºС, выдерживание в условиях контролируемой атмосферы, в частности, при температуре выше 85ºС, и более, чем 85%-ной относительной влажности, нагревание, очистка под высоким давлением действием горячей водяной струи, в частности, свыше 80ºС.
В одном варианте исполнения подложку перед нанесением слоя усилителя адгезии очищают с использованием растворителя. Очистка растворителем может, например, служить как предварительная очистка подложки. Тем самым подложка может быть освобождена от загрязнений, таких как волокна и жир, в частности, органических загрязнений. Когда подложка является достаточно чистой, от предварительной очистки можно отказаться. Растворитель может представлять собой, например, изопропанол. Альтернативно или дополнительно, подложка может быть подвергнута предварительной очистке в ультразвуковой бане или в подобном устройстве.
В дополнительном варианте исполнения подложку перед нанесением слоя усилителя адгезии подвергают плазменной обработке. В частности, поверхность, на которую должен быть нанесен слой усилителя адгезии, обрабатывают по меньшей мере одной плазмой. В медицинской области вследствие и без того достаточной чистоты от обработки по меньшей мере одной плазмой можно при необходимости отказаться. Как правило, плазменную очистку при необходимости не проводят, когда в ходе предварительной очистки (например, в ультразвуковой бане) уже удалены все загрязнения.
2
Обработка по меньшей мере одной плазмой может включать обработку плазмой любого типа, которая может основываться на очищающем газе, в частности, также водородной, водяной, аргоновой или азотной плазмой. В одном варианте исполнения предусмотрена обработка поверхности кислородной плазмой, то есть, О-плазмой. Обработка кислородной плазмой может обеспечивать возможность тонкой очистки подложки, в частности, поверхности, на которую должен быть нанесен слой усилителя адгезии.
2
Обработка по меньшей мере одной плазмой может, альтернативно или дополнительно, включать обработку водяной плазмой, то есть НО-плазмой. Обработка водяной плазмой может обеспечивать возможность плазменной активации подложки, в частности, поверхности, на которую должен быть нанесен слой усилителя адгезии. Плазменная активация может подготавливать поверхность для нанесения слоя усилителя адгезии.
Обработка кислородной плазмой может быть проведена в пределах более короткого производственного цикла, чем обработка водяной плазмой.
-7
В принципе, обработка по меньшей мере одной плазмой может быть проведена в вакууме. Также нанесение слоя усилителя адгезии по меньшей мере на участок подложки может быть проведено в вакууме. В частности, вакуумирование между обработкой по меньшей мере одной плазмой и нанесением слоя усилителя адгезии можно не прерывать. Обработка по меньшей мере одной плазмой и нанесение слоя усилителя адгезии на участок подложки могут быть проведены в общей вакуумной камере. В одном варианте исполнения плазменная обработка происходит в печи без прерывания вакуумирования так, что обрабатываемую подложку между операциями вообще не нужно извлекать. Извлечение подложки из печи может быть проведено лишь после полного проведения всего процесса обработки. В этой связи под вакуумом следует понимать давление в диапазоне от 0,3 бар до 1 пбар (0,3 МПа-10 Па), в частности, от 0,1 мбар до 0,5 мбар (10-50 Па), или от 0,1 мбар до 0,3 мбар (10-30 Па).
В одном варианте исполнения слой усилителя адгезии наносят осаждением из газовой фазы, в частности, плазменной полимеризацией. Для этого применяют плазменную установку, в частности, плазменную установку низкого давления. Плазменная установка может иметь частотный генератор, в частности, низкочастотный генератор или высокочастотный генератор, для образования активирующей плазмы. Частотный генератор может действовать, например, с частотами в диапазоне от 30 кГц до 15 МГц, в частности, от 40 кГц до 13,56 МГц. В частности, обработка по меньшей мере одной плазмой, которая, например, может представлять собой очистку, формирование активирующей плазмы и создание слоя усилителя адгезии методом плазменного нанесения покрытия могут быть проведены в одной совместной технологической стадии. Для обработки по меньшей мере одной плазмой и для нанесения слоя усилителя адгезии могут быть использованы различные плазмы. Например, для нанесения слоя усилителя адгезии может быть применена плазма на основе образующего покрытие газа, и при необходимости дополнительно активирующая плазма на основе активирующего газа.
Слой усилителя адгезии может быть нанесен на поверхность на отдельных участках, для чего на поверхности размещают маску с отверстиями. На участках поверхности, которые соответствуют отверстиям в маске, может быть нанесен слой усилителя адгезии. На участках поверхности, которые покрыты маской, слой усилителя адгезии не может быть сформирован. Нанесением слоя усилителя адгезии на отдельных участках можно на предварительно определенных участках поверхности создать водоотталкивающий эффект, который, например, может быть полезным для медицинских приборов. Кроме того, на предварительно определенных участках можно упростить, например, также размещение динамически связанной рукоятки, например, такой как резиновая ручка. Нанесением слоя усилителя адгезии на отдельных участках могут быть целенаправленно оставлены свободными предварительно заданные участки, чтобы, например, в случае подложки из стекла оставлять прозрачную зону видимости без слоя усилителя адгезии.
Исходное вещество для формирования слоя усилителя адгезии, в частности, мономер, например, 3-(триметоксисилил)пропилметакрилат, может быть получен для плазменной полимеризации в форме пара или газа. Исходное вещество может быть активировано посредством активирующей плазмы. Активацией могут быть образованы ионизированные молекулы исходного вещества. Ионизированные молекулы исходного вещества могут конденсироваться на подложке и образовывать в результате полимеризации слой усилителя адгезии, в частности, полимер, например, 3-(триметоксисилил)пропилметакрилат.
Нанесение слоя усилителя адгезии на подложку может включать силанирование соединением кремния, в частности, 3-(триметоксисилил)пропилметакрилатом. То есть, силанирование может быть использовано для усиления адгезии с печатным слоем.
Одновременно с нанесением слоя усилителя адгезии на носитель информации может быть нанесен дополнительный слой усилителя адгезии на стеклянный корпус в таких же условиях, то есть, в частности, в той же плазменной установке, как при нанесении слоя усилителя адгезии на носитель информации. Тем самым возможен контроль качества нанесения слоя усилителя адгезии на носитель информации без контроля даже самого носителя информации, для чего контролируют слой усилителя адгезии на стеклянном корпусе. Например, контроль качества может быть проведен измерением краевого угла. При этом краевой угол может быть определен с помощью капли воды на поверхности стеклянного корпуса.
Для подготовки контроля качества слоя усилителя адгезии путем измерения краевого угла определяют функциональную зависимость между краевым углом на стеклянном корпусе и краевым углом на носителе информации. Для проведения контроля качества тогда измеряют (фактический) краевой угол на стеклянном корпусе, и на основе функциональной зависимости делают вывод о (мнимом) краевом угле.
В одном варианте исполнения носитель информации между нанесением слоя усилителя адгезии и нанесением печатного слоя оставляют для выдерживания в течение периода времени более одной недели, например, семи недель. Носитель информации между нанесением слоя усилителя адгезии и нанесением печатного слоя оставляют для выдерживания в течение нескольких недель. Носитель информации также может быть оставлен для выдерживания в течение нескольких месяцев, в частности, от шести и до двенадцати месяцев. В частности, носитель информации между нанесением слоя усилителя адгезии и нанесением печатного слоя может быть оставлен для выдерживания при комнатной температуре.
В одном варианте исполнения носитель информации между нанесением слоя усилителя адгезии и нанесением печатного слоя оставляют для выдерживания с покрытием слоя усилителя адгезии. Например, слой усилителя адгезии может быть покрыт по меньшей мере одной однослойной пленкой. Пленка может создавать барьер между слоем усилителя адгезии и окружающей средой. При необходимости могут быть предусмотрены несколько пленок для покрытия слоя усилителя адгезии. Также носитель информации для выдерживания может быть заварен, в частности, в вакууме. Носитель информации для выдерживания может быть размещен дополнительно в картонной упаковке.
Печатный слой может быть нанесен на третьей стадии с использованием печатного устройства по меньшей мере на участки слоя усилителя адгезии. Печатное устройство может включать, например, струйный принтер. Также печатное устройство может включать применение LED-УФ-технологии.
В одном варианте исполнения печатный слой после нанесения отверждают УФ-излучением. В частности, нанесение печатного слоя может предусматривать, что наносят жидкость на акрилатной основе по меньшей мере на участки слоя усилителя адгезии. Затем жидкость может быть отверждена УФ-излучением. В одном варианте исполнения печатный слой отверждают УФ-излучением на пяти циклах.
В частности, носитель информации после нанесения печатного слоя может быть оставлен для выдерживания в течение любого периода времени при температуре выше комнатной температуры и повышенной относительной влажности. Например, носитель информации может быть оставлен для выдерживания при температуре между 50ºС и 150ºС, например, 85ºС, и относительной влажности воздуха между 50% и 100%, например, 85%. Носитель информации после нанесения печатного слоя может быть оставлен для выдерживания при температуре в диапазоне между 100ºС и 300ºС, например, при 250ºС. Выдерживание носителя информации при повышенной температуре и/или повышенной относительной влажности воздуха при этом может также включать обработки или проведение дополнительных технологических стадий на носителе информации. Носитель информации после нанесения печатного слоя может быть очищен струей воды под высоким давлением, в частности, водой при температуре 80ºС и выше. Указанные обработки носителя информации возможны без отслоения печатного слоя от носителя информации.
Кроме того, печатный слой может быть устойчивым к царапинам, протиранию, хранению при нагревании, хранению при УФ-облучении и хранению в солевом тумане. Печатный слой может быть стойким против коррозии, в частности, коррозии под действием диоксида серы, в особенности коррозионностойким согласно критериям теста Кестнерниха. Печатный слой также может не отслаиваться после наклеивания и отделения скотча от носителя информации. Кроме того, печатный слой в результате обработки по меньшей мере одной плазмой может не содержать дефекты и/или раковины. Тогда обработка по меньшей мере одной плазмой может удалять мешающие примеси. В частности, это могут быть такие мешающие примеси, которые ухудшают смачивание подложки с печатным слоем, например, препятствующие смачиванию лака примеси.
Способ пригоден для получения носителя информации согласно одному из пунктов 1-9 формулы изобретения, однако этим не ограничен.
Положенная в основу изобретения идея будет более подробно разъяснена далее посредством представленных на Фигурах примеров осуществления. Как показано:
Фиг. 1 представляет вид носителя информации с приведенной на нем информацией, и
Фиг. 2A-F представляют изображения технологических стадий для получения носителя информации.
Фиг. 1 показывает носитель информации с подложкой 1, которая имеет поверхность 10, по меньшей мере на отдельных участках пропечатанную печатным слоем. Печатный слой 3 представляет информацию в форме стрелки. В принципе, печатный слой может представлять информацию любого типа, в частности, также цифры, буквы или символы. Подложка 1 выполнена плоской и прямоугольной. В принципе, подложка 1 может иметь любую форму.
На поверхности 10 подложки размещен слой 2 усилителя адгезии. Поверх слоя 2 усилителя адгезии на подложке 1 размещен печатный слой 3. Слой 2 усилителя адгезии покрывает одну сторону подложки 1, на которой размещен печатный слой 3. Тем самым слой 2 усилителя адгезии с размещенным на нем печатным слоем 3 находится между подложкой 1 и печатным слоем 3. В принципе, несколько сторон, в частности, передняя и задняя сторона подложки 1, или все стороны подложки 1 могут быть покрыты слоем 2 усилителя адгезии.
Фигуры Фиг. 2А - Фиг.2F показывают стадии способа получения носителя информации. Способ может быть исполнен согласно последовательности Фигур.
Фиг. 2А наглядно показывает стадию очистки, на которой подготавливаемую подложку 1 очищают чистящим средством I. Чистящее средство I может представлять собой жидкость, например, растворитель, например, такой как изопропанол. Посредством чистящего средства I могут быть удалены масла, жиры, волокна, органические соединения и прочие загрязнения. Стадия очистки в принципе может включать механическую и/или химическую очистку.
Фиг. 2В наглядно показывает последующую, дополнительную стадию очистки, в которой поверхность 10 подложки 1 очищают кислородной плазмой О. Посредством кислородной плазмы О с подложки 1 могут быть удалены прочие загрязнения.
2
В наглядно показанной на Фиг. 2С стадии поверхность 10 подложки 1 - после стадий очистки согласно Фиг. 2А и 2В - активируют водяной плазмой Н, чтобы повысить реакционную способность поверхности. В частности, посредством водяной плазмы Н также могут быть удалены поверхностные оксиды. В принципе, вместо водяной плазмы Н, НО-плазмы, также может быть использована водородная плазма.
В наглядно показанной на Фиг. 2D стадии наносят по меньшей мере на один участок подложки 1 слой 2 усилителя адгезии. Для этого наносят исходный материал S в газообразной фазе и с помощью плазмы ионизируют. Исходный материал S может представлять собой, например, 3-(триметоксисилил)пропилметакрилат. Нанесение слоя 2 усилителя адгезии проводят с полимеризацией исходного материала S на поверхности 10 подложки 1. То есть, исходный материал S образует на поверхности 10 полимерные соединения. Как правило, слой 2 усилителя адгезии наносят на часть или на всю поверхность 10 подложки 1.
В наглядно показанной на Фиг. 2Е стадии носитель информации оставляют для выдерживания на протяжении периода времени от одной до нескольких недель, например, от 1 до 12 месяцев. Для защиты слоя 2 усилителя адгезии носитель информации заключают в оболочку В. Тем самым защищают слой 2 усилителя адгезии от загрязнений, которые легко могут оставаться прилипшими на слое 2 усилителя адгезии. Оболочка В в представленном примере исполнения образована из полиэтиленового (PE) пакета. В нем носитель информации может храниться, например, в течение семи недель при комнатной температуре. В принципе, слой 2 усилителя адгезии также может быть защищен тем, что слой 2 усилителя адгезии покрывают барьерной пленкой или завариванием или ламинированием носителя информации
В наглядно показанной на Фиг. 2F, проводимой после выдерживания стадии пропечатывания, на участок слоя 2 усилителя адгезии наносят печатный слой 3. Печатный слой 3 наносят на слой 2 усилителя адгезии с помощью печатного устройства D. Печатное устройство D в представленном примере исполнения образовано головкой струйного принтера. Посредством печатного устройства D выводят по меньшей мере один красящий материал, из которого формируют печатный слой 3 для представления информации.
Список ссылочных позиций
1 подложка
10 поверхность
2 слой усилителя адгезии
3 печатный слой
В оболочка
D печатное устройство
G объект
H водяная плазма
I чистящее средство
O кислородная плазма
S исходный материал.