EP0358839B1 - Elektrosensitives Registrierpapier - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein elektrosensitives Registrierpapier der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
• Elektrosensitives Registrierpapier wird für den Registriervorgang mit seiner metallisierten Seite über eine zylindrische Elektrode geführt. Die Gegenelektrode bildet ein dünner Wolframdraht, dessen Spitze auf der metallisierten Papierfläche gleitet. Der Auflagedruck der Gegenelektrode liegt je nach Art der verwendeten Metallschicht etwa zwischen 2.943.10⁻⁴ N und 0.0981 N (0,03 und 10 Pond). Wird an die beiden Elektroden eine elektrische Gleichspannung angelegt, so fließt durch die Metallschicht ein Strom, der das Metallmaterial in unmittelbarer Nähe der Wolframspitze der Gegenelektrode infolge der hohen Stromdichte verdampft, woraufhin der Strom unterbrochen wird. Unter dem derart verdampften bzw. weggebrannten Metallbelag kommt mit gutem Kontrast der Grundlack des Registrierpapiers zum Vorschein. Wird das Registrierpapier weitergezogen, so steht die Wolframelektrode erneut unter Spannung, und es wird erneut eine kleine Menge Metall weggebrannt.
• Dieser Registriervorgang erfordert eine sehr dünne Metallschicht. Bei dem Registrierpapier der eingangs genannten Art wird als eigentliche Registrierschicht Zink eingesetzt, das jedoch naturgemäß schlecht auf dem Grundlack des Papiers haftet. Deshalb wird auf die Lackschicht zunächst eine Vorbekeimungsschicht aufgebracht, die als Haftgrundlage für die Zinkschicht dient. Die Dicke dieser im wesentlichen von den Zinkatomen gebildeten Metallschicht liegt in der Größenordnung von 0,1 µm. Die Rückseite dieses Registrierpapiers ist üblicherweise mit einem klaren Schutzlack versehen.
• Anstelle einer Zink/Cadmium-Schicht ist es auch bekannt, Aluminium als Metallbeschichtung für ein elektrosensitives Registrierpapiers zu verwenden. Aluminium hat den Vorteil, ohne zusätzliche Haftschicht unmittelbar auf dem Grundlack des Registrierpapiers gut zu haften. Neben dem besseren Kontrast gegenüber der übelicherweise schwarzen Lackschicht hat Aluminium noch den Vorteil einer höheren Korrosionsbeständigkeit als die bekannte Zink/Cadmium-Schicht.
• Durch die Bildung von Aluminiumoxid wird jedoch der Stromübergang beim Registriervorgang erheblich erschwert. Für einen ausreichenden Kontakt der Registrierelektrode mit der Aluminiumschicht ist deshalb im Vergleich zu der Zink/Cadmium-Metallschicht eine wesentlich höhere Auflagekraft erforderlich. Infolge der höheren Auflagekraft erfolgt die Registrierung auf aluminiumbeschichtetem Papier zudem wesentlich träger als auf einer Zink/Cadmiumschicht. Die benötigte Auflagekraft bei der Registrierung auf der Aluminiumschicht läßt sich durch eine Beigabe von Fremdmetallen etwas reduzieren. In diesem Fall reicht eine Auflagekraft von etwa 9.81.10⁻⁴, (0,1 Pond) aus. Im Vergleich dazu erlaubt eine Zink/Cadmium-Schicht eine Registrierung bei einer Auflagekraft von etwa 4.905.10⁻⁴ N (0,05 Pond).
• Das mit einer Zink/Cadmiumschicht versehene Registrierpapier weist jedoch einen entscheidenden Nachteil bei der Verarbeitung und Handhabung auf.
• Cadmium ist bekanntlich ein Metall der zweiten Nebengruppe des Periodensystems mit einem Atomgewicht von 112,41, also ein sogenanntes Schwermetall, dessen Siedepunkt bei 760° C liegt. Es tritt hauptsächlich in Form seiner zweiwertigen Verbindung als Salze auf, die bei oraler Einnahme extrem toxisch sind, zu Erbrechen, Leberschädigungen und Krämpfen führen. Beim Einatmen rufen die Dämpfe dieser Salze Reizungen der Schleimhäute und Kopfschmerzen hervor. Außerdem wirken diese Salze karzinogen.
• Nach Untersuchungen der Weltgesundheitsorganisation darf zur Vermeidung von Langzeitschädigungen der Gesundheit ein Grenzwert von 0.07 mg pro Tag nicht überschritten werden. In der Bundesrepublik Deutschland wurde eine MAK-Wert von 0,05 mg pro Tag festgesetzt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrosensitives Registrierpapier der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einem niedrigeren Auflagedruck als aluminiumbeschichtetes Registrierpapier beschrieben werden kann, und das ohne die gesundheitlichen Nachteile von Registrierpapier hergestellt und gehandhabt werden kann, das mit Zink/Cadmium beschichtet ist.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindunsgemäßen Registrierpapiers sind in den Unteransprüchen angegeben. Der Anspruch 6 betrifft ein besonders vorteilhaftes Herstellungverfahren für das erfindungsgemäße Registrierpapier.
• Demnach besteht die Erfindung darin, als Vorbekeimungsschicht für die Zink-Registrierschicht Silber zu verwenden, dessen Handhabung und Verarbeitung bekanntlicherweise mit keinen toxischen Nebenwirkungen verbunden ist.
• Eine Bedampfung des lackierten Papierträgers mit Silber verlangt zwar aufgrund des höheren Siedepunktes von Silber gegenüber Cadmium einen etwas höheren technischen Aufwand. Dieser höhere technische Aufwand wird jedoch ausgeglichen durch einen wesentlich geringeren Aufwand bezüglich der Umweltschutzauflagen im Vergleich zur Cadmiumverarbeitung.
• Schließlich wird der Anwender des erfindungsgemäßen Zink/Silber-Registrierpapiers keinen technischen Unterschied zum herkömmlichen Zink/Cadmium-Papier erkennen, da die Empfindlichkeit des Silbersubstrats, vor allem die für eine einwandfreie Registrierung erforderliche Auflagekraft dieselbe ist wie bei der Cadmiumvariante.
• Vorteilhafterweise basiert das erfindungsgemäße Registrierpapier auf einem Diagrammpapier einer Dicke von 20 bis 80 µm. Bevorzugt ist eine Papierdicke von 40 µm. Auf diesen Papierträger wird eine Lackschicht aufgebracht, die vorteilhafterweise rein organisch pigmentiert ist. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die mit einem Rußanteil versehene Lackschicht zusätzlich mit Chromdioxid (Cr₂0₃) zu pigmentieren. Hierdurch wird die Einbettung und damit die Haftung der späteren Zinkbedampfung verbessert.
• Auf diese Lackschicht wird vorteilhafterweise das Silber, dessen Siedpunkt 2170° beträgt, hauchdünn und unvollständig aufgedampft, um eine Vorbekeimungsschicht für die außenliegende Zinkbedampfungsschicht zu schaffen. Leztere wird schließlich in der Weise aufgedampft, daß ein Oberflächenwiderstand von etwa 5 Ohm pro Flächeneinheit entsteht. Der Oberflächenwiderstand wird dabei vorteilhafterweise während der Bedampfung mit dem Zink kontinuierlich gemessen und die Bedampfung wird bei Erreichen des Oberflächenwiderstand-Sollwertes beendet.

Claims (6)

1. Elektrosensitives Registrierpapier, insbesondere in Bandform,mit einem Träger aus Papier, auf dem eine Lackschicht sowie eine ausbrennfähige Metallschicht aufgebracht sind, die aus einer dünnen Vorbekeimungsschicht und einer dickeren Registrierschicht aus Zink besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbekeimungsschicht aus Silber besteht.
2. Registrierpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Papierträger zwischen 20 µm und 80 µm, vor allem 40 µm dick ist.
3. Registrierpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht organisch pigmentiert ist.
4. Registrierpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Rußanteil versehene Lackschicht zusätzlich mit Chromdioxid pigmentiert ist.
5. Registrierpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zink-Registrierschicht einen Oberflächenwiderstand von etwa 5 Ohm pro Flächeneinheit aufweist.
6. Verfahren zum Herstellen des elektrosensitiven Registrierpapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den mit der Lackschicht versehenen Papierträger eine hauchdünne und unvollständige Silberschicht als Vorbekeimungsschicht für die anschließend aufzudampfende Zink-Registrierschicht aufgedampft wird, und daß die Bedampfung mit Zink als Funktion des resultierenden Oberflächenwiderstandes gesteuert und vor allem beendet wird, wenn ein vorbestimmter Wert des Oberflächenwiderstandes pro Flächeneinheit erreicht ist.