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Die Erfindung betrifft die Herstellung von Thermokopierpapieren.
Die Erfindung kann erfolgreich für die Herstellung von wärmeempfindlichem Aufzeichnungsmaterial, das als Informationsträger in Registriersystemen mit thermischer Aufzeichnung dient, die auf der Änderung der Färbung des Papiers bei der thermischen Wirkung des elektrischen Stroms beruht, Verwendung finden.
Die Aufzeichnung auf dem Papier kann man entweder mit einem Organ für die Herstellung von Linienzügen, beispielsweise einer Feder oder aber mit einem Halbleiterheizelement in Flachbauweise bewerkstelligen. Beim Durchgang von elektrischem Strom durch die Elemente des Heizkörpers können einzelne begrenzte Abschnitte der Papierarbeitsfläche bis auf die Temperatur von 200 bis 250 C erwärmt werden, unter deren Einwirkung die Papieroberfläche ihre Farbe im Laufe von einigen Millisekunden verändert.
Als Beispiel für Registriersysteme mit thermischer Aufzeichnung, in welchen die Erfindung verwendet werden kann, dienen thermographische Drucker mit einem Halbleiterdruckkopf, die eine immer breitere Anwendung als Ausgabeeinrichtungen von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen sowie als Endglieder in Systemen der Datenübertragung finden. Die Erfindung kann ebenfalls in Registriergeräten für die Medizin (Elektrokardiograph, Enzepalograph) und die Industrie verwendet werden, die mit einer beheizten Schreibfeder bestückt sind.
Ausserdem kann die Erfindung in Systemen für das Thermokopierverfahren zur Anfertigung der Kopien von Zeichnungen, Texten, Abbildungen und Graphiken nach dem Reflexionverfahren eingesetzt werden. Beim Kopieren wird das wärmeempfindliche Papier auf die Vorlage gelegt und während einer kurzen Zeit mit Infrarotstrahlen bestrahlt. Die Abbildung entsteht infolgedessen, dass die dunklen Elemente der Vorlage (Linienzüge, Buchstaben, Ziffern u. dgl.) die Infrarotstrahlen schlucken und Wärme abgeben, durch die die entsprechenden Abschnitte des wärmeempfindlichen Papiers erwärmt werden, wodurch eine Färbung dieser Abschnitte hervorgerufen wird.
Die Entwicklung von wärmeempfindlichen Papieren wurde durch den Einsatz eines grundsätzlich neuen Typs der elektronischen alphanumerischen thermographischen Drucker bedingt, die gegenüber den mechanischen Druckern mit Schlagwirkung eine Reihe von unzweifelhaften Vorteilen aufweisen : minimale Ausmasse, einfacher Aufbau, hohe Zuverlässigkeit, geräuscharmer Betrieb, genügend hohe Schnelligkeit, relativ wirtschaftliche Herstellbarkeit.
Zur Zeit sind mehrere Papiertypen bekannt, die als Thermokopierpapiere klassifiziert werden können. Die Oberfläche dieser Papiere, die einen wärmeempfindlichen Überzug aufweist, ändert sich unter Einwirkung der örtlichen Erwärmung und ergibt kontrastfarbige Flächenteile in Form von Buchstaben, Ziffern bzw. kontinuierlichen Graphiken.
In Abhängigkeit von der Art der Änderung der wärmeempfindlichen Schicht unterscheidet man Thermokopierpapiere mit physikalischer und chemischer Wirkung.
Ein typischer Repräsentant der Thermokopierpapiere mit physikalischer Wirkung ist das soge-
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Palmitate in einem filmbildenden Bindemittel, die auf ein dunkelgefärbtes Trägerpapier aufgetragen ist. Ein kontrastreiches Bild kommt auf den Kopierpapieren dieses Typs dadurch zustande, dass der wachsartige Überzug beim Schmelzen unter Einwirkung der Wärme seine Transparenz einbüsst unter gleichzeitigem Freilegen der darunterliegenden Schicht bzw. des kontrastfarbigen Trägerpapiers. Die Abbildungsschärfe hängt von dem Kontrast zwischen dem oberen Wachsüberzug und dem gefärbten Träger ab.
Die Thermokopierpapiere mit physikalischer Wirkung werden hauptsächlich in Schreibgeräten mit beheizter Feder eingesetzt. In thermographischen Druckern werden diese Papiere wegen der starken Verschmutzung des Schreibkopfs beim Aufzeichnen nur selten verwendet. Die Ursache für die Verschmutzung liegt in der Weichheit und Quellfähigkeit des Wachsüberzugs, der von dem Papier bei der Bewegung des Papiers im Kontakt mit dem Thermokopf abgeschabt wird.
Die zweite Gruppe der Thermokopierpapiere zeichnet sich dadurch aus, dass die Papiere dieser Gruppe einen Überzug besitzen, der unter Einwirkung der Wärme seine Färbung infolge einer Änderung seines chemischen Zustands ändert. In diesem Falle sind in dem Überzug zwei bzw. mehrere Verbindungen enthalten, die bei der Erwärmung bis auf Schmelztemperatur in Reaktion mit Bildung einer gefärbten Verbindung treten können.
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Es ist eine Vielzahl von möglichen Kombinationen solcher Stoffe bekannt, wobei am häufigsten solche Stoffe verwendet werden, die die Abbildung auf Basis von Metallverbindungen erzeugen.
In der SU-PS Nr. 226507 ist ein thermoempfindliches Papier mit einem Überzug beschrieben, der als Farbbildner fettsaure Eisen- bzw. Silbersalze und 2, 2-Di- (3', 4'-dioxyphenyl)-propan, als Stabilisator Citronensäure und als Bindemittel Polyvinylbutyral enthält.
Das besagte Papier ergibt aber einen unzureichenden Bildkontrast auf und erfordert niedrige Temperaturen (+5 bis +10 C) in den Produktionsräumen bei der Aufbereitung der thermoempfindlichen Komposition, wodurch die Papierherstellung kompliziert wird. Zu den Nachteilen gehört auch das Kleben der schmelzenden Komponenten des wärmeempfindlichen Überzugs an den erhitzten Elementen des Thermokopfs während der Aufzeichnung. Das wirkt sich nachteilig auf die Qualität der Aufzeichnung aus und bedingt eine periodische Reinigung der druckenden Elemente.
In der SU-PS Nr. 400124 ist ein Verfahren zur Aufbereitung der wärmeempfindlichen Substanz beschrieben, die als Farbbildner fettsaure Eisen- bzw. Silbersalze und 2, 3-Di- (3', 4'-dioxyphenyl)- - propan oder stearinsaures Eisen und einen Hexamethylentetraminkomplex mit Gallussäureäthylester, als Stabilisator Citronensäure und als Bindemittel Polyvinylbutyral bzw. Zelluloseester enthält ; ausserdem enthält der wärmeempfindliche Überzug zusätzlich einen Füllstoff zur Beseitigung des Klebens des Papiers am Thermokopf während der Aufzeichnung.
Diese Substanz weist einen ungenügenden Kontrast der Abdrücke während der Aufzeichnung auf. Ausserdem muss in den Produktionsräumen bei der Herstellung der wärmeempfindlichen Komposition eine niedrige Temperatur aufrecht erhalten werden.
Ebenfalls bekannt ist ein Thermokopierpapier (JP-PS Nr. 49-1219) mit einem wärmeempfindlichen Überzug, der ein fettsaures Salz von 2- bis 3wertigem Eisen (Salz der Stearin-, Palmitin-, Begensäure u. dgl.) und 8-Oxychinolin bzw. seine Halogenderivate enthält, sowie einen Stabilisator (Äthylendiamintetraessigsäure) und ein Bindemittel (Polyvinylbutyral bzw. Äthylzellulose).
Zu den Nachteilen des besagten Papiers gehört die ungewollte Schwärzung der wärmeempfindlichen Komposition beim Vermischen der Farbbildner, wodurch der auf das Papier aufgetragene wärmeempfindliche Überzug schon gefärbt ist. Hieraus ergibt sich ein geringerer Kontrast des Abdrucks beim Aufzeichnen und eine kurze Lagerungsfähigkeit für das Papier.
Bekannt sind die Zusammensetzung und das Herstellungsverfahren für ein wärmeempfindliches Papier, die im Aufsatz "Wärmeempfindliches Papier" ("Bumazhnaya promyshlennost", 1962, Nr. 2, Seiten 15 bis 16) und im Buch von M. 1. Uetzki"Technisches Papier zum Vervielfältigen technischer Unterlagen" (Verlag "Lesnaya promyshlennost", 1973, Seiten 137 bis 141) beschrieben sind.
Das wärmeempfindliche Papier besteht aus einem Trägerpapier, einer wärmeempfindlichen Schicht und einer Schutzschicht im nachfolgend angeführten Verhältnis in Masse-% :
EMI2.1
<tb>
<tb> Trägerpapier <SEP> 80-84
<tb> Wärmeempfindliche <SEP> Schicht <SEP> 10-12
<tb> Schutzschicht <SEP> 6-8
<tb>
Das Trägerpapier mit einer Masse von 43 g/m2 wird aus 100%igem Sulfatzellstoff, der bis auf den Zerfaserungsgrad von 90 bis 93 SR zermahlen ist, ohne Füllstoffe und Leim, hergestellt.
Die wärmeempfindliche Schicht gewährleistet die Erzielung des Abdrucks unter Einwirkung der Wärme, die Schutzschicht schützt und die wärmeempfindliche Schicht gegen mechanische Schäden und macht gleichzeitig das Papier opak, wodurch der Abbildungskontrast erhöht wird.
Als Farbbildner werden in der wärmeempfindlichen Schicht stearinsaures Eisen und Pyrokatechin verwendet. Das Pyrokatechin weist die grössere Oxydationsbeständigkeit im Vergleich zu den andern Polyoxyverbindungen (Pyrogallol, Gallussäure) auf. Um einer vorzeitigen Reaktion des Pyrokatechins mit dem Eisenstearat vorzubeugen, wird das Pyrokatechin in Form eines Komplexes mit Hexamethylentetramin verwendet. Die Formel des Hexamethylentetramins lautet
EMI2.2
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Die Schutzschicht enthält Titandioxyd in Anatasform und ein Bindemittel (Polyvinylbutyral).
Das vorstehend beschriebene Papier weist einen geringen Kontrast des Abdrucks (der Abbildung) auf, der beim Aufzeichnen mit Hilfe des Halbleiter-Thermokopfs mit maximalem Leistungsaufwand erzielt wird. Bedingt ist dieser Umstand dadurch, dass die wärmeempfindliche Schicht zwischen dem Trägerpapier und der Schutzschicht aus Titandioxyd in einem Bindemittel liegt, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Aus diesem Grunde ist ein grosser Leistungsaufwand erforderlich, um die Abschnitte der wärmeempfindlichen Schicht bis zur Temperatur zu erwärmen, bei der die Verfärbung stattfindet.
Ausserdem weist das vorstehend beschriebene Papier eine geringe Lagerfähigkeit (bis zu 6 Monaten) auf infolge der hohen Empfindlichkeit der wärmeempfindlichen Komposition auf Basis von stearinsaurem Eisen und Pyrokatechin und der Tendenz zur Verfärbung, selbst wenn keine Wärme wirkt, unter Einwirkung des Sauerstoffs der Luft und der katalytischen Wirkung der Beimengungen, die im Trägerpapier und in der Schutzschicht enthalten sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Wahl der Zusammensetzung des Trägerpapiers und der Schutzschicht ein Thermokopierpapier zu schaffen, das einen erhöhten Kontrast der Aufzeichnung infolge der erhöhten Wärmeempfindlichkeit aufweist und hiebei eine längere Zeit gelagert werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials bestehend aus einem Trägerpapier, einem ein Eisensalz einer Fettsäure, ein mehrwertiges Phenol und weitere Hilfsstoffe enthaltenden wärmeempfindlichen Überzug und einer Schutzschicht erfindungsgemäss Trägerpapier ein Papier aus Vorhydrolyse-Sulfatzellstoff mit einem Aschegehalt von maximal 0, 08 Masse-%, einem Eisengehalt von maximal 0, 0008 Masse-%, einem Calciumgehalt von maximal 0, 007 Masse-%, einem Siliciumgehalt von maximal 0, 008 Masse-% und mit einem Zerfaserungsgrad von 40 bis 70 SR und aus einem Aminoplast mit nachfolgendem Komponentenverhältnis in Masse-% :
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<tb>
<tb> Vorhydrolyse-Sulfatzellstoff <SEP> 95-97 <SEP>
<tb> Aminoplast <SEP> 3-5
<tb>
und die Schutzschicht ein Film aus Zelluloseester bzw. Polyvinylbutyral ist, wobei das Trägerpapier, der wärmeempfindliche Überzug und die Schutzschicht im nachfolgenden angeführten Verhältnis in Masse-% vorliegen :
EMI3.2
<tb>
<tb> Trägerpapier <SEP> 77-90
<tb> Wärmeempfindlicher <SEP> Überzug <SEP> 8-15
<tb> Schutzschicht <SEP> 2-8.
<tb>
Aus der DE-OS 2937915 ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungspapier bekannt, bestehend aus einem Trägerpapier und einem wärmeempfindlichen Überzug, wobei der Träger ein Papier ist, das im herkömmlichen Nassverfahren hergestellt und mittels eines selbstfixierenden kationischen Leimmittels (a-Olefin-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres) oder mittels eines reaktiven Leimmittels (Alkylketen-Dimer, Distearinsäureanhydrid) und einem Fixiermittel (kationische Stärke) bzw. mittels eines anionischen Leimmittels (mit Maleinsäure modifizierte Petroleumharzemulsion) und einem kationischen Fixiermittel (Polyäthylenamin) verleimt wird. Demzufolge reagiert das Trägerpapier neutral oder alkalisch.
Ein derartiges Trägerpapier eignet sich lediglich zur Herstellung von wärmeempfindlichem Aufzeichnungspapier mit einer bestimmten Zusammensetzung des wärmeempfindlichen Überzugs, bei dem als Farbbildner 3-Pyrrolidino-6-methyl-7-anilinfluoran und/oder 3-N-Methylcyclohexylamino-6- -methyl-7-anilinfluoran und als Entwickler 2, 2-Bis- (4'-hydroxyphenyl)-propan dienen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Verwendung von wärmeempfindlichen Mischungen, die Eisensalze von Fettsäuren und mehrwertige Phenole als farbbildende Komponenten enthalten, ein Trägerpapier mit saurer Reaktion (PH von 3, 5 bis 5, 0) vorteilhafter ist.
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Die saure Reaktion des Trägerpapiers begünstigt die Stabilisatoren des wärmeempfindlichen Überzugs, indem es Oxydationsprozesse, die für mehrwertige Phenole charakteristisch sind, ver- zögert, was sich insbesondere auf den Kontrast bei der Aufzeichnung auf dem Papier günstig auswirkt.
Die AT-PS Nr. 348551 betrifft ein wärmeempfindliches Kopiermaterial, bestehend aus einem
Träger und einer wärmeempfindlichen Schicht, welche mindestens ein Eisensalz einer Fettsäure, mindestens ein mehrwertiges Phenol und gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe enthält, und dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Vergrösserung der Farbtiefe der wärmeempfindliche Überzug zusätzlich eine organische Schwefelverbindung enthält.
Bezüglich des Trägerpapiers heisst es in der AT-PS lediglich, dass der verwendete Träger dünn ist.
Die in der AT-PS angeführten mehrwertigen Phenole, u. zw. Gallussäure, Gallussäureester oder ihre Addukte mit Hexamethylentetramin, Brenzkatechin und Pyrogallol werden bekanntlich vom Sauerstoff der Luft leicht oxydiert, wobei dunkel gefärbte Verbindungen gebildet werden.
Die Untersuchungen ergaben, dass man durch Auftragen von wärmeempfindlichen Überzügen dieser Art auf ein Trägerpapier, das mit Kolophonium-Leimmittel unter Anwendung von Aluminiumsulfat als Fixiermittel verleimt ist, wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einem bereits bestehenden Hintergrund (Schleier) erhält, d. h. mit einer optischen Hintergrunddichte, die zum Erzielen von scharfem Kontrast unzureichend ist, wobei die optische Hintergrunddichte während der Lagerung noch grösser wird, wodurch der Kontrast entsprechend abgeschwächt wird.
Die Anwendung eines mit einem Aminoplast verleimten und eine Schutzschicht aus Zelluloseester bzw. Polyvinylbutyral aufweisenden Trägerpapiers für ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen Überzug ein Eisensalz einer Fettsäure und ein mehrwertiges Phenol enthält, trägt zur Stabilisierung des wärmeempfindlichen Überzugs und somit zur Verbesserung des Aufzeichnungskontrasts sowie zur Erhöhung der Lagerungsfähigkeit des Papiers bei.
Als Aminoplast wird zweckmässig Melamin-Formaldehydharz in Form einer Lösung in 2%iger Salzsäure verwendet. Der Zusatz des Harzes trägt einerseits zur Herabsetzung des PH-Werts des Trägerpapiers bis auf 3, 5 bis 5, 0 bei und gewährleistet anderseits die Erzielung eines wasserfesten Papiers, das für die Weiterverarbeitung auf Beschichtungsmaschinen geeignet ist. Da das Pyrokatechin leicht durch den Luftsauerstoff mit Bildung von dunkelgefärbten Verbindungen, beispielsweise vom Typ des o-Benzochinons, insbesondere im neutralen und insbesondere im alkalischen Medium oxydiert wird, gewährleistet der saure Charakter des Trägerpapiers die Stabilität des wärmeempfindlichen Überzugs, die auf das Papier aufgetragen ist, und damit die Stabilität des Thermokopierpapiers.
Als Schutzschicht ist es zweckmässig, Äthylzellulose, Zelluloseacetobutyrat, Zelluloseacetat bzw. Polyvinylbutyral zu verwenden. Die besagten Substanzen weisen eine gute Filmbildung und eine ausreichend hohe Temperatur der Erweichung auf. Die Schutzschicht trägt zu einer zusätzlichen Befestigung des wärmeempfindlichen Überzugs auf dem Träger, zur Erhöhung der Glätte der Arbeitsoberfläche des Thermokopierpapiers bei und schützt ausserdem teilweise die Komponenten des wärmeempfindlichen Überzugs gegen die Oxydation durch den Luftsauerstoff.
Das angeführte Verhältnis zwischen dem Trägerpapier, dem wärmeempfindlichen Überzug und der Schutzschicht gewährleistet die Möglichkeit einer klaren kontrasten Aufzeichnung auf dem Thermokopierpapier bei minimalen Energieaufwänden und minimaler Verschmutzung des Thermokopfs des Druckers.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass dank der Verwendung als Trägerpapier eines aus Vorhydrolyse-Kordzellstoff hergestellten Papiers, dem Melamin-Formaldehydharz zugesetzt wird, das erzielte Thermokopierpapier neben einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen Kontrast bei der Aufzeichnung eine ausreichend grosse Lagerungsfrist aufweist.
Die hohe Wärmeempfindlichkeit des Papiers wird durch die Zusammensetzung des wärmeempfindlichen Überzugs bedingt, der als hauptsächlicher Farbbildner wie an sich bekannt stearinsaures Eisen und Pyrokatechin enthält. Die Kombination der angeführten Farbbildner stellt eine der empfindlichsten Kombinationen für das Thermokopierverfahren dar. Den Hauptnachteil der Substanz auf Basis von Eisenstearat und Pyrokatechin stellte die mangelhafte Stabilität und die spontane
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Färbung der wärmeempfindlichen Überzüge bei der Lagerung des Papiers dar.
Die Verwendung von Vorhydrolyse-Kordzellstoff in der Komposition des Trägerpapiers ist durch die hohe chemische Reinheit dieses Zellstoffs, insbesondere in bezug auf Eisen bedingt, das einen Katalysator für die Oxydation von Pyrokatechin darstellt und gefärbte Komplexe mit dem Pyrokatechin bilden kann, das einen Bestandteil des wärmeempfindlichen Überzugs darstellt.
In der Tabelle werden zum Vergleich die hauptsächlichen physikalisch-technischen Charakteristiken des Vorhydrolyse-Kordzellstoffs und des gebleichten Sulfatzellstoffs aus Fichtenholz gegen- übergestellt.
EMI5.1
<tb>
<tb>
Benennung <SEP> der <SEP> Charakteristiken <SEP> Werte
<tb> Vorhydrolyse-Gebleichter
<tb> Kordsulfatzell-Sulfatzellstoff <SEP> stoff <SEP>
<tb> Mechanische <SEP> Festigkeit <SEP> bei <SEP> dem
<tb> Zerfaserungsgrad <SEP> 60 SR <SEP> und <SEP> Gewicht <SEP> der <SEP> Giessmasse <SEP> 75 <SEP> g/m2
<tb> Reisslänge, <SEP> m <SEP> 7000 <SEP> 7800
<tb> Bruchfestigkeit <SEP> (Zahl <SEP> der
<tb> Doppelfalzungen) <SEP> 1000 <SEP> 1600
<tb> Weisse, <SEP> % <SEP> 87 <SEP> 82
<tb> Staubkorngehalt <SEP> - <SEP> Zahl <SEP> der
<tb> Staubkörner <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Oberfläche <SEP> von <SEP> 0, <SEP> 06 <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> mm2 <SEP>
<tb> pro <SEP> 1 <SEP> m2 <SEP> 40 <SEP> 180
<tb> Aschegehalt, <SEP> % <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> nicht <SEP> genormt
<tb> Eisengehalt, <SEP> Masse-% <SEP> 0, <SEP> 0008 <SEP> nicht <SEP> genormt
<tb> Calciumgehalt, <SEP> Masse-% <SEP> 0,
<SEP> 007 <SEP> nicht <SEP> genormt
<tb> Siliciumgehalt, <SEP> Masse-% <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP> nicht <SEP> genormt
<tb>
Gleichzeitig weist diese Zellstoffart ausreichend hohe mechanische Festigkeitswerte auf, wodurch die Erzielung eines festen Papiers bei einer geringen spezifischen Masse (30 bis 40 g/m2) gewährleistet wird. Die Verminderung der Masse und somit der Dicke des Trägerpapiers wirkt sich günstig auf die Qualität des Abdrucks (der Aufzeichnung) aus, weil die Bedingungen für die Wärmeübertragung von den erhitzten Elementen des Thermokopfs zum Papier unter Einwirkung eines bestimmten Anpressdrucks besser werden.
Das aus Vorhydrolyse-Kraftzellstoff und Melamin-Formaldehydharz hergestellte Papier kennzeichnet sich durch einen geringen Eisengehalt und einen ausreichend niedrigen PH-Wert, wodurch sich eine stabilisierende Wirkung ergibt und die Stabilität der wärmeempfindlichen Substanz und des Thermokopierpapiers während der Lagerung gewährleistet wird.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das Thermokopierpapier wird durch aufeinanderfolgendes Aufbringen auf das Trägerpapier zweier Überzüge - des wärmeempfindlichen Überzugs und des Schutzüberzugs, hergestellt.
Das Trägerpapier muss im trockenen und feuchten Zustand ausreichend fest, relativ transparent und dünn sein, einen minimalen Eisengehalt (bis 50 mg/kg) aufweisen und PH-Werte im Bereich von 3, 5 bis 5, 0 (nicht über 5) besitzen.
Das Papier wird nach dem bekannten technologischen Verfahren durch Zermahlen des Vorhydrolyse-Kraftzellstoffs mit nachfolgender Verarbeitung in der Siebpartie, der Nasspartie, der Trockenpartie und im Glättwerk.
Das Zerkleinern des Zellstoffs wird in Mahlholländern bzw. in Mühlen bewerkstelligt. Hiezu wird entsalztes Wasser verwendet. Die Masse wird bis auf einen Zerfaserungsgrad von 40 bis
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70 SR und eine mittlere Faserlänge von 1, 1 bis 1, 8 mm zerkleinert. Melamin-Formaldehydharz wird im Verhältnis von 3 bis 5 Gew.-% in bezug auf die Masse der absoluttrockenen Fasern in Form einer Lösung in 2%iger Salzsäure beim Zuführen zur Siebpartie zugesetzt. Das Trocknen der Papierbahn erfolgt bei einer allmählichen Erhöhung der Trockenzylindertemperatur bis auf 110 bis 1200C.
Weiter wird das Papier bis zur Dichte von nicht unter 0, 8 g/cm3 kalandriert. Zweckmässige Masse des Trägerpapiers ist 30 bis 40 g/m2.
Der wärmeempfindliche Überzug besteht aus folgenden Komponenten (in Gew.-%) :
EMI6.1
<tb>
<tb> Stearinsaures <SEP> Eisen <SEP> 55 <SEP> - <SEP> 66 <SEP>
<tb> Pyrokatechinkomplex <SEP> mit <SEP> Hexamethylentetramin <SEP> 18 <SEP> - <SEP> 22 <SEP>
<tb> Thioharnstoff <SEP> 0, <SEP> 5- <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Füllstoff <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 12 <SEP>
<tb> Bindemittel <SEP> 5, <SEP> 5-10, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
Hauptsächliche Farbbildner des wärmeempfindlichen Überzugs sind stearinsaures Eisen und Pyrokatechin. Um einer vorzeitigen Reaktion des Pyrokatechins mit dem Eisen vorzubeugen, wird das Pyrokatechin als Komplexsalz mit Hexamethylentetramin verwendet. Um die Färbung des Abdrucks tiefer zu machen, wird Thioharnstoff verwendet.
Als Absorptionsmittel für die im Augenblick der Aufzeichnung schmelzenden Komponenten der wärmeempfindlichen Schicht wird ein Füllstoff verwendet. Als Füllstoffe können weisse Pigmentstoffe dienen, beispielsweise Kaolin, Zinkoxyd, Titandioxyd, Talk u. dgl. m. Der Zusatz des Füllstoffs trägt auch zur Steigerung der Weisse des wärmeempfindlichen Überzugs bei.
Als Bindemittel können Polyvinylbutyral, Äthylzellulose, Acetylzellulose, Zelluloseacetobutyrat dienen.
Als Lösungsmittel für das Bindemittel können Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Ketone und Äthylacetat dienen.
Die Bestandteile des wärmeempfindlichen Überzugs werden in Kugel- bzw. Glasperlenmühlen bis zu einer Korngrösse von nicht über 10 11m vermahlen. Es werden getrennt vermahlen : stearinsaures Eisen vermischt mit dem Füllstoff und dem Bindemittel und der Pyrokatechinkomplex mit Hexamethylentetramin.
Hienach wird der Pyrokatechinkomplex mit Hexamethylentetramin mit der Suspension des stearinsauren Eisens im Verhältnis 1 Gew.-Teil des Komplexes für je 3 Gew.-Teile des stearinsauren Eisens (bezogen auf Trockenmasse) vermischt.
Der gewonnenen Suspension wird Thioharnstoff in Form einer Lösung in Äthylalkohol zugesetzt. Die fertig aufbereitete Suspension wird gründlich durchgerührt, gefiltert und durch Zugabe eines Lösungsmittels auf eine Konzentration gebracht, die für die Verwendung in der Beschichtungsmaschine erforderlich ist.
Das Aufbringen der wärmeempfindlichen Suspension (der Substanz) auf das Trägerpapier kann nach verschiedenartigen Verfahren bewerkstelligt werden, beispielsweise mit einem Drahtrakel (Meierrakel), einem Rollenrakel und einem Walzensystem.
Das Papier mit aufgetragenem wärmeempfindlichem Überzug wird getrocknet. Die Temperatur beim Trocknen darf 60 C nicht überschreiten. Zweckmässige Masse des Überzugs ist 3 bis 6 g/m2.
Die Schutzschicht wird auf eine Beschichtungsmaschine oberhalb des wärmeempfindlichen Überzugs aufgetragen. Sie besteht aus einer 2, 5- bis 5%igen Lösung der filmbildenden Substanz in einem organischen Lösungsmittel.
Die Schutzschicht kann aus der Lösung von Polyvinylbutyral, Äthylzellulose, Acetylzellulose, Zelluloseacetobutyrat geformt werden. Vorzugsweise sind Polymerisate mit einer ausreichend hohen Erweichungstemperatur (über 200 C) zu verwenden, um das Kleben des Papiers an erhitzten Elementen des Thermokopfs beim Aufzeichnen zu vermeiden.
Als Lösungsmittel kann man Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Ketone und Äthylacetat verwenden.
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Maximale Trocknungstemperatur ist 60 C.
Zweckmässige Schutzschichtmasse ist 1, 0 bis 3, 0 g/m2.
Nachstehend werden konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung angeführt.
Beispiel 1 : Das Thermokopierpapier besteht in Masse-% aus :
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<tb>
<tb> Trägerpapier <SEP> 77
<tb> Wärmeempfindlicher <SEP> Überzug <SEP> 15
<tb> Schutzschicht <SEP> 8
<tb>
Das Papier wird wie folgt hergestellt.
Das Trägerpapier mit einer Masse von 30 g/m2 wird aus Vorhydrolyse-Kordzellstoff mit einem Zerfaserungsgrad von 700SR und einer Faserlänge von 1, 1 mm hergestellt. Zum Zermahlen des Zellstoffs wird entsalztes Wasser benutzt. Das Melamin-Formaldehydharz wird dem Papierbrei in der Papiermaschine in Form einer Lösung in 2%iger Salzsäure zugesetzt. Die zugesetzte Menge beträgt 5% bezogen auf das Gewicht der absoluttrockenen Fasern. Das Trocknen des Papiers wird mit ständiger Erhöhung der Temperatur der Trockenzylinder bis auf 110 bis 120 C bewirkt. Nachfolgend wird das Papier bis zu einer Dichte von nicht unter 0, 8 g/cm3 kalandriert. Das Fertigpapier weist einen PH-Wert von 3, 5 auf.
Auf das Trägerpapier wird ein wärmeempfindlicher Überzug mit folgender Zusammensetzung in Masse-% aufgetragen :
EMI7.2
<tb>
<tb> Stearinsaures <SEP> Eisen <SEP> 60
<tb> Pyrokatechinkomplex <SEP> mit
<tb> Hexamethylentetramin <SEP> 20
<tb> Zinkoxyd <SEP> 12
<tb> Thioharnstoff <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Polyvinylbutyral <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Die wärmeempfindliche Masse wird wie folgt hergestellt.
Das stearinsaure Eisen zusammen mit Zinkoxyd und der Polyvinylbutyrallösung wird in einer Glasperlenmühle bis zur Erzielung einer Suspension mit einem Dispersionsgrad von nicht über 10 11m vermahlen. Der Pyrokatechinkomplex mit Hexamethylentetramin wird in einer Kugelmühle 10 h lang zermahlen und der Suspension des stearinsauren Eisens im Verhältnis 1 Gew.-Teil des Komplexes für je 3 Teile des stearinsauren Eisens bezogen auf die Trockenmasse der Substanzen zugesetzt. Dem Gemisch wird in Form einer 5%igen Alkohollösung Thioharnstoff zugesetzt. Die fertig aufbereitete Suspension wird gefiltert und durch Zugabe eines Lösungsmittels auf die erforderliche Viskosität gebracht. Als Lösungsmittel wird Isopropylalkohol verwendet.
Die so vorbereitete wärmeempfindliche Masse wird als eine gleichmässige Schicht auf das Trägerpapier auf einer Beschichtungsmaschine aufgetragen und nachfolgend bei Temperaturen nicht über 60 C getrocknet.
Masse der wärmeempfindlichen Schicht beträgt 6 g/m2.
Die Schutzschicht wird mit einer Beschichtungsmaschine oberhalb des wärmeempfindlichen
EMI7.3
Bei der Aufzeichnung mit einem Thermokopf bei folgenden Parametern : Spannung 12 V, Impulsdauer 8 ms wurden auf dem Papier klare schwarzfarbene Abdrücke mit einer Schwärzung 1, 0 bei einer Schwärzung des Untergrunds 0, 2 erzielt. Die Lagerfähigkeit des Papiers beträgt mehr als zwei Jahre.
Beispiel 2 : Das Thermokopierpapier besteht in Masse-% aus :
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EMI8.1
<tb>
<tb> Trägerpapier <SEP> 90
<tb> Wärmeempfindlicher <SEP> Überzug <SEP> 8
<tb> Schutzschicht <SEP> 2
<tb>
Auf das Trägerpapier mit einer Masse von 40 g/cm2, das aus Vorhydrolyse-Kordzellstoffe mit einem Zerfaserungsgrad von 40 SR und einer Faserlänge von 1, 8 mm mit Zugabe von Melamin- - Formaldehydharz in einer Menge von 3% in bezug auf das Gewicht der absoluttrockenen Fasern hergestellt ist und einen PH-Wert von Ph = 5 aufweist, wird ein wärmeempfindlicher Überzug mit folgender Zusammensetzung in Masse-% aufgetragen :
EMI8.2
<tb>
<tb> Stearinsaures <SEP> Eisen <SEP> 66
<tb> Pyrokatechinkomplex <SEP> mit
<tb> Hexamethylentetramin <SEP> 18
<tb> Zinkoxyd <SEP> 10
<tb> Thioharnstoff <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Äthylzellulose <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Die Aufbereitung der wärmeempfindlichen Masse und das Aufbringen dieser Masse auf das Trägerpapier erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben. Masse der wärmeempfindlichen Schicht ist 3, 5 g/m2.
Die Schutzschicht wird aus einer 4%igen Lösung der Äthylzellulose in Äthylalkohol aufgetragen und bei einer Temperatur von nicht über 600C getrocknet.
Schutzschichtmasse - 1 g/m2.
Eine klare schwarzfarbene Aufzeichnung mit einer Schwärzung 1, 0 bei einer Schwärzung des Untergrunds 0, 2 ergibt sich auf dem Papier bei folgendem Betriebszustand des Thermokopfs : 10 V, 10 ms.
Lagerungsfrist des Papiers beträgt über zwei Jahre.
Beispiel 3 : Das Thermokopierpapier besteht in Masse-% aus :
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<tb>
<tb> Trägerpapier <SEP> 83
<tb> Wärmeempfindlicher <SEP> Überzug <SEP> 12
<tb> Schutzschicht <SEP> 5
<tb>
Auf das Trägerpapier mit einer Masse von 35 g/m2, das aus Vorhydrolyse-Kordzellstoff mit einem Zerfaserungsgrad von 50 SR und einer Faserlänge von etwa 1, 3 mm mit Zugabe von Melamin- - Formaldehydharz in einer Menge von 4% in bezug auf das Gewicht der absoluttrockenen Fasern hergestellt ist und den PH-Wert PH = 4, 1 aufweist, wird ein wärmeempfindlicher Überzug mit folgender Zusammensetzung in Masse-% aufgetragen :
EMI8.4
<tb>
<tb> Stearinsaures <SEP> Eisen <SEP> 58
<tb> Pyrokatechinkomplex <SEP> mit
<tb> Hexamethylentetramin <SEP> 22
<tb> Zinkoxyd <SEP> 10
<tb> Thioharnstoff <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Polyvinylbutyral <SEP> 9, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
Die Aufbereitung der wärmeempfindlichen Masse und das Aufbringen dieser Masse auf das Trägerpapier erfolgt wie in Beispiel 1.
Masse des wärmeempfindlichen Überzugs beträgt 5 g/m2.
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Die Schutzschicht wird aus 3%iger Acetylzelluloselösung in Aceton aufgetragen.
Schutzschichtmasse - 2 g/m2.
Eine klare schwarzfarbene Aufzeichnung mit der Schwärzung 1, 0 bei der Untergrundschwärzung 0, 2 ergibt sich bei dem Betriebszustand des Thermokopfs 14 V, 5 ms.
Lagerungsfrist des Papiers beträgt über zwei Jahre.
Beispiel 4 : Das Thermokopierpapier besteht in Masse-% aus :
EMI9.1
<tb>
<tb> Trägerpapier <SEP> 85, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Wärmeempfindlicher <SEP> Überzug <SEP> 11, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Schutzschicht <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP>
<tb>
Auf das Trägerpapier mit einer Masse von 30 g/m2, das aus Vorhydrolyse-Kordzellstoff mit einem Zerfaserungsgrad und der Zugabe von Melamin-Formaldehydharz wie in Beispiel 1 beschrieben, wird eine wärmeempfindliche Schicht mit folgender Zusammensetzung in Masse-% aufgetragen :
EMI9.2
<tb>
<tb> Stearinsaures <SEP> Eisen <SEP> 60
<tb> Pyrokatechinkomplex <SEP> mit
<tb> Hexamethylentetramin <SEP> 20
<tb> Titandioxyd <SEP> 12
<tb> Thioharnstoff <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Polyvinylbutyral <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Die Aufbereitung der wärmeempfindlichen Masse und das Aufbringen dieser Masse auf das Trägerpapier erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben.
Masse des wärmeempfindlichen Überzugs beträgt 4 g/m2.
Die Schutzschicht wird aus einer 3,5%gen Polyvinylbutyrallösung in Äthylalkohol aufgetragen und bei Temperaturen unter 600C getrocknet, Schutzschichtmasse ist 1, 0 g/m2.
Bei der Aufzeichnung mit einem Thermokopf mit den Parametern : Spannung 10 V, Impulsdauer 10 ms ergeben sich auf dem Papier klare Abdrücke, die schwarz gefärbt sind und die Schwärzung 1, 0 bei der Untergrundschwärzung 0, 2 aufweisen.
Die Lagerungsfrist des Papiers liegt über zwei Jahren.
Beispiel 5 : Das Thermokopierpapier wird entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit dem Unterschied, dass die wärmeempfindliche Substanz folgende Zusammensetzung in Masse-% aufweist :
EMI9.3
<tb>
<tb> Stearinsaures <SEP> Eisen <SEP> 55
<tb> Pyrokatechinkomplex <SEP> mit
<tb> Hexamethylentetramin <SEP> 22
<tb> Titandioxyd <SEP> 12
<tb> Thioharnstoff <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Äthylzellulose <SEP> 10, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
Bei der Aufzeichnung mit einem Thermokopf mit Parametern : Spannung 12 V, Impulsdauer 8 ms ergeben sich auf dem Papier klare schwarzfarbene Abdrücke mit der Schwärzung 0, 9 bei der Untergrundschwärzung 0, 16.
Die Lagerungsfrist des Papiers liegt über zwei Jahren.
Beispiel 6 : Das Thermokopierpapier wird entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Schutzschicht aus Zelluloseacetobutyrat besteht.
Schutzschichtmasse - 1, 5 g/m2.
<Desc/Clms Page number 10>
Bei der Aufzeichnung mit einem Thermokopf mit Parametern : Spannung 14 V, Impulsdauer 10 ms ergeben sich auf dem Papier klare Abdrücke mit Schwärzung 1, 2 bei Untergrundschwärzungen 0, 20.
Lagerungsfrist des Papiers beträgt über zwei Jahre.
Beispiel 7 : Das Thermokopierpapier wird entsprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Schutzschicht aus Zelluloseacetat besteht.
Schutzschichtmasse beträgt 2 g/m2.
Bei Aufzeichnen mit einem Thermokopf mit Parametern : Spannung 15 V, Impulsdauer 10 ms ergeben sich auf dem Papier scharfe Abdrucke mit Schwärzung 1, 2 bei Untergrundschwärzung 0, 18.
Lagerungsfrist des Papiers beträgt über zwei Jahre.
In der Tabelle sind die hauptsächlichen Kennwerte der Qualität des erfindungsgemässen Papiers in Gegenüberstellung mit denselben Kennwerten für das bekannte Thermokopierpapier angeführt.
EMI10.1
<tb>
<tb>
Benennung <SEP> der <SEP> Kennwerte <SEP> Erfindungsgemässes <SEP> Bekanntes
<tb> Papier <SEP> Thermokopierpapier
<tb> Masse <SEP> eines <SEP> Quadratmeters, <SEP> g <SEP> 35 <SEP> 50
<tb> Thermoempfindlichkeit, <SEP> C <SEP> 80 <SEP> 100
<tb> Untergrundschwärzung <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Schwärzung <SEP> des <SEP> Abdrucks
<tb> bei <SEP> folgenden <SEP> Parametern <SEP> der
<tb> Aufzeichnung <SEP> : <SEP>
<tb> Spannung <SEP> 12 <SEP> V
<tb> Impulsdauer <SEP> 10 <SEP> ms <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Lagerfähigkeit <SEP> 2 <SEP> Jahre <SEP> 6 <SEP> Monate
<tb>
Wie aus der Tabelle ersichtlich, weist das erfindungsgemässe Papier eine höhere Thermoempfindlichkeit auf, gewährleistet die Erzielung einer kontraststärkeren Aufzeichnung und kann im Vergleich mit dem bekannten Thermokopierpapier viermal länger gelagert werden.
Die erzielten Qualitätskennwerte des Papiers gestatten eine erfolgreiche Verwendung dieses Papiers in elektronischen alphanumerischen Druckern mit einem Halbleiterkopf.
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