EP1684989B1 - Verfahren zur herstellung eines wärmeempfindlichen aufzeichnungsmaterials mit schutzschicht und streichmaschine zur herstellung desselben - Google Patents

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EP1684989B1
EP1684989B1 EP03819052A EP03819052A EP1684989B1 EP 1684989 B1 EP1684989 B1 EP 1684989B1 EP 03819052 A EP03819052 A EP 03819052A EP 03819052 A EP03819052 A EP 03819052A EP 1684989 B1 EP1684989 B1 EP 1684989B1
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EP
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coating
sensitive recording
heat
protective layer
printing ink
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Wolfgang Theis
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Mitsubishi HiTech Paper Flensburg GmbH
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    • D21H23/70—Multistep processes; Apparatus for adding one or several substances in portions or in various ways to the paper, not covered by another single group of this main group
    • D21H23/72—Plural serial stages only

Definitions

  • the invention relates to a process for producing a sheet-like layered heat-sensitive recording material, wherein the recording material comprises at least one substrate, a thermosensitive recording layer containing a color former and color acceptors and a protective layer formed on the recording layer, and the method comprises at least the following process steps: continuous feeding of the sheet-like substrate , Applying a dye containing the color formers and color acceptors to form the heat-sensitive recording layer, drying the applied coating color, applying a UV-crosslinking printing ink to form the protective layer and the UV curing of the applied ink.
  • the invention also relates to a coating machine for carrying out the method.
  • recording materials of the type described above are known.
  • the substrate is usually first made on a paper machine and rolled up.
  • this substrate is then unrolled again and applied by means of two brush strokes with often aqueous coating colors to form first a heat-sensitive recording layer and on this a recording layer covering protective layer.
  • the applied coating colors are dried, it being possible for both coating colors to be applied first (wet-inert) and then dried together, as well as for the coating applied first to be dried first, followed by application of the second coating color and, in turn, drying.
  • the sheet-shaped layered heat-sensitive recording material thus prepared is rolled up.
  • Such a recording material is proven, but may have the disadvantage of poor printability on the protective layer or the protective layer is not sufficiently tight against environmental influences such as oils, fats, plasticizers and water.
  • Methods for producing such a recording material are also proven.
  • the number of different protective layers to be applied is growing. In terms of process technology, this means that an ever increasing number of different protective coating paints is to be provided, which have the problem of not being storable be and become useless after a short time.
  • different grades mean long set-up times in the coating machines, inter alia, through elaborate rinsing processes of the coating color preparation units and the coating heads, which at the same time constitutes an environmental burden due to the rinsing wastewater to be disposed of.
  • the known recording material discloses by pressure or heat activatable color reaction areas, which are arranged side by side and separated from each other.
  • the individual color reaction areas can be formed by using different color formers and developers so that when activated, characters or symbols in different colors are formed.
  • non-color-reactive areas may also be present.
  • the described formation of arranged in a certain manner color reaction areas can already be unequivocally realize that their application can only be done by means of printing technology, which is confirmed by the disclosed method measures. So revealed The EP-A-0 623 909 because even at no point the full-surface formation of a color former and color acceptors containing recording layer.
  • Uniform in the sense of the present invention means that the listed process steps have to take place without procedural intermediate stops and that they are thus to be implemented on a continuous machine.
  • a continuous machine is preferably a coating machine. It is also conceivable to integrate the process steps in the production process for the substrate, in the preferred case of paper as substrate, in the course of a paper machine.
  • a web-shaped, layered heat-sensitive recording material can be produced which has a sufficiently dense protective layer against environmental influences, such as oils, fats, plasticizers and water.
  • the protective layer can be excellently printed by means of customary printing processes such as gravure printing, offset printing or flexographic printing using appropriate printing inks. Since the printing ink for forming the protective layer can be used for a long time without UV radiation of corresponding wavelength acting on it, the new process ensures a high degree of flexibility in the production process: small production runs without any problems, unnecessary printing ink can be returned and temporarily stored until the next use become.
  • the method according to the invention requires no additional components apart from the units required for the print job and the UV curing - in particular, a printing ink preparation for producing the printing ink is not required: the printing ink can be manufactured or purchased ready for use elsewhere.
  • the use of UV-curing printing inks does not require energy-intensive hot-air systems, which increases the cost-effectiveness of the process.
  • the new process allows for the usual high web speeds for coating systems. Due to extremely short curing times of the applied protective layer, an immediate further processing of the web-shaped, layered heat-sensitive recording material within the machine is possible.
  • the new method requires only a small space requirement for the necessary aggregates, so that a subsequent installation in existing machines is always possible.
  • a pigment-containing intermediate layer is formed and dried on the substrate prior to application of the color former and color acceptor-containing coating color.
  • Both inorganic and organic void pigments have proven to be suitable pigments.
  • such an intermediate layer can make a positive contribution to equalization of the substrate surface, which increases the amount of coating color necessarily required for the heat-sensitive coating Recording layer reduced. For this reason, offer to coat the intermediate layer leveling coating, such as Walzenstreichwer'ke, doctor blade or Bladestichwerke.
  • the pigments of this intermediate layer can absorb the heat-liquefied wax constituents of the thermosensitive recording layer in the typeface formation and thus promote a safe and rapid operation of the heat-induced recording.
  • the intermediate layer can be applied within the coatable machine that can be used for the method, as well as within the machine producing the substrate, in the case of paper as a substrate, ie within the paper machine.
  • the coating color containing the color formers and color acceptors is aqueous.
  • the drying of the coating color can be done by means of microwave irradiation. Usually and proven is a method in which heat is supplied, as happens by hot-air floating dryer or contact dryer. Also conceivable is a combination of the listed dry processes.
  • the method according to the invention provides, in a preferred variant, for the layered heat-sensitive recording material to be smoothed before and / or after application and UV curing of the printing ink forming the protective layer.
  • the aim of such smoothing which can be done in both cases by a calender or a calender, is to create a smoother, possibly glossy surface, with which applied to the printed protective layer typefaces appear more colorful and lively.
  • a smoother surface by improved contact with the thermal head aids in heat transfer and thus in the sensitivity of the heat-sensitive recording layer.
  • the protective layer is printed over its entire area on the heat-sensitive recording layer and thus completely covers it.
  • the protective layer is printed on the heat-sensitive recording layer so as to cover only a part of this recording layer. This can be done in the form of complicated patterns as well as for example by strip-like printing of the protective layer. In the latter case, it is conceivable that, for example, web edges are deliberately not covered with a protective layer, because this is preferred for the application in the form of tickets not needed or not desired.
  • a further protective layer formed from a coating color and applied, for example, with an air brush, may be formed between the heat-sensitive recording layer and the protective layer formed from UV-crosslinking printing ink.
  • authentication-determining security features can be integrated into one or both protective layers.
  • other or other authentication-determining security features such as watermarks or colored intermediate layers, may be included in the sheet-like, layered heat-sensitive recording material produced by the production method according to the invention.
  • the method according to the invention provides, in a preferred variant, for applying a UV-crosslinking printing ink to form a backcoat before or after application and UV curing of the protective layer-forming printing ink on the side of the substrate opposite to the side having the heat-sensitive recording layer and UV cured.
  • Advantage of this variant is that here also the back of the new sheet-shaped, layered heat-sensitive recording material protected from environmental influences and at the same time excellent printable.
  • this variant is recommended to be particularly stable.
  • the back-applied and UV-cured printing ink is preferably smoothed by calender or calender.
  • Conceivable is a simultaneous treatment of previously applied front and back UV inks in the same calender or calender.
  • a calender is a roller assembly comprising at least two compacting rollers, through which at least one press nip the sheet-like recording material is guided, wherein a nip is always formed from a hard and a soft roller.
  • a press nip of a calender is formed from two hard rolls.
  • UV-crosslinking printing inks are preferably liquid, but also powder coatings are used, with just the latter enjoy an increasing popularity.
  • the first printing unit a flexographic or gravure printing unit is preferred.
  • the first printing unit is constructed as part of a second coating so that either either the first printing unit for applying a UV-crosslinking, forming the protective layer Printing ink or the second coating, for example, the conventional application of a protective layer forming coating color is usable.
  • a doctor blade coating, Bladestreichwerk or an air brush is particularly suitable.
  • FIG. 1 shows in part a) an air brush assembly.
  • a paint trough (2) run two driven, individually alternatively or jointly usable immersion rollers (6) and (7) in a paint sump.
  • the web-shaped substrate (1) which has already been exposed to a heat-sensitive recording layer is carried out between counter-roller (3) and transfer roller (4) and thus provided with an excess of coating color, the color excess subsequently being scraped off by means of air brush (5).
  • the same arrangement can be seen, which is varied here as a flexographic printing unit. While the dipping roller (6) is pivoted or shifted so that it no longer has contact with the transfer roller (4), the dipping roller (7) is replaced by an engraved roller (8) with an adjacent chamber doctor blade (9) against an etched or lasered cell , The ink sump in the ink sump (2) is lowered so far that at least anilox roller (8) no longer immersed in the ink sump - now made of UV-curing ink.
  • the anilox roller (8) delivers the printing ink pre-metered by means of a doctor blade (9) to the transfer roller (4), which in turn indicates the printing ink to the substrate (1).
  • the air brush (5) from part a) is folded away or merely not in use. To harden the printed ink, the substrate (1) is guided past UV curing units (11).
  • FIG. 2 shows in part a) a Bladestreichwerk.
  • a paint trough (2) runs a driven dipping roller (7) in a paint sump.
  • the color picked up by the dipping roller (7) rotating counter to or with the direction of movement of the substrate is delivered in excess to the substrate (1) already charged with a heat-sensitive recording layer.
  • the substrate partially wraps around a counter-roller (3). Subsequently, the color excess is doctored off by means of a blade (10).
  • part b) the same arrangement can be seen, which is varied here as a gravure printing unit.
  • the dipping roller (7) is replaced by an etched or lasered cup on the surface having anilox roller (8) with adjoining chamber doctor blade (9).
  • the ink sump in the ink tray (2) is lowered so far that the anilox roller (8) no longer immersed in the ink sump - now made of UV-curing printing ink.
  • the anilox roller (8) delivers the ink, which has been pre-metered by means of a doctor blade (9), to the substrate (1) which partially surrounds the counter roller (3).
  • the Blade (10) off Part a) is folded away or just not in use. To harden the printed ink, the substrate (1) is guided past UV curing units (11).
  • the coating machine has a second printing unit for applying a UV-crosslinking printing ink to the side of the substrate which is opposite the side with the heat-sensitive recording layer, and downstream second UV curing units.
  • the invention further claims a process for producing sheet-like, layered thermosensitive recording materials, paper being preferred as a substrate.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, wobei das Aufzeichnungsmaterial mindestens ein Substrat, eine Farbbildner und Farbakzeptoren enthaltende wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Schutzschicht umfasst und das Verfahren mindestens die folgenden Verfahrenschritte aufweist: Kontinuierliche Zuführung des bahnförmigen Substrates, Aufbringen einer die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Steichfarbe zur Ausbildung der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, Trocknung der aufgebrachten Streichfarbe, Aufbringen einer UV-vemetzenden Druckfarbe zur Ausbildung der Schutzschicht und die UV-Härtung der aufgebrachten Druckfarbe, Die Erfindung betrifft auch eine Streichmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
  • Grundsätzlich sind Aufzeichnungsmaterialien der eingangs beschriebenen Art bekannt. Geht man beispielsweise von Papier als Substrat aus, wird das Substrat gewöhnlich zunächst auf einer Papiermaschine hergestellt und aufgerollt. Auf einer separaten Streichmaschine wird dieses Substrat anschließend wieder abgerollt und mittels zweier Streichwerke mit oftmals wässerigen Streichfarben zur Ausbildung zuerst einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und darauf einer diese Aufzeichnungsschicht abdeckenden Schutzschicht beaufschlagt. Die aufgetragenen Streichfarben werden getrocknet, wobei es sowohl möglich ist, dass beide Streichfarben zuerst (nass-innass) aufgetragen und dann gemeinsam getrocknet werden, wie auch, dass die zuerst aufgetragene Streichfarbe zunächst getrocknet wird und anschließend die zweite Streichfarbe aufgetragen und ihrerseits getrocknet wird. Schließlich wird das so hergestellte bahnförmige, geschichtete wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial aufgerollt.
  • Ein solches Aufzeichnungsmaterial ist bewährt, kann jedoch den Nachteil einer schlechten Bedruckbarkeit auf der Schutzschicht aufweisen oder die Schutzschicht ist nicht genügend dicht gegenüber Umwelteinflüssen, wie Öle, Fette, Weichmacher und Wasser. Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsmaterials sind ebenfalls bewährt. Mit der Zunahme immer speziellerer Sorten wächst jedoch die Zahl an unterschiedlichen Schutzschichten, die jeweils aufzutragen sind. Verfahrenstechnisch bedeutet das, dass eine immer weiter zunehmende Zahl unterschiedlicher Schutzschichtstreichfarben vorzuhalten ist, die das Problem aufweisen, nicht lagerfähig zu sein und nach kürzerer Zeit unbrauchbar zu werden. Auch bedeuten unterschiedliche Sorten lange Rüstzeiten in den Streichmaschinen u.a. durch aufwendige Spülprozesse der Streichfarbenaufbereitungsaggregate und der Streichköpfe, was gleichzeitig eine Umweltbelastung durch die zu entsorgenden Spülabwässer darstellt.
  • Derzeit ist es beispielsweise aus der DE201 17 479 U1 bekannt, nicht mit einer Schutzschicht versehene wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien in separaten Druckmaschinen mit aufgedruckten UV-vemetzenden Schutzschichten zu versehen. Das neue, mit den bisherigen Verarbeitungsprozessen brechende Verfahren bietet hier insbesondere die Möglichkeit, höchste Flexibilität im Herstellungsprozess zu garantieren und eine zusätzliche Bedruckung in Spezialanlagen zu verhindern.
  • Aus der EP-A-0 623 908 sind zahlreiche Vorschläge zur Herstellung von Aufzeichnungsmaterialien bekannt. Das bekannte Aufzeichnungsmaterial offenbart durch Druck- oder Hitzeeinwirkung aktivierbare Farbreaktionsbereiche, die nebeneinander liegend und voneinander getrennt angeordnet sind. Die einzelnen Farbreaktionsbereiche können durch Verwendung unterschiedlicher Farbbildner und Entwickler so ausgebildet werden, dass bei deren Aktivierung Schriftzeichen oder Symbole in unterschiedlicher Färbung entstehen. Desweiteren können neben Farbreaktionsbereichen auch nicht farbreaktive Bereiche liegen. Die beschriebene Ausbildung von in bestimmter Art und Weise angeordneten Farbreaktionsbereichen lässt bereits zweifelsfrei erkennen, dass deren Aufbringung nur mittels Drucktechnik erfolgen kann, was durch die offenbarten Verfahrensmaßnahmen bestätigt wird. So offenbart Die EP-A-0 623 909 denn auch an keiner Stelle die vollflächige Ausbildung einer Farbbildner und Farbakzeptoren enthaltenden Aufzeichnungsschicht. Lediglich für eine Zwischenschicht (precoat) ist ggf. eine vollflächige Ausbildung vorgesehen: Diese Zwischenschicht wird vor Auftrag der Aufzeichnungsschicht aufgetragen, freilich ohne dass offenbart ist, dass der Auftrag von Aufzeichnungs- und Zwischenschicht durchgängig, d.h. auf einer einzigen Maschine vorgenommen wird. Somit erschöpft sich die Offenbarung dieser Schrift in einem Verfahren bzw. einer Auftragseinrichtung mit hintereinander geschalteten Druckwerken, während eine Kombination von Druck- und Streichtechnologie nicht offenbart oder auch nur nahegelegt ist.
  • Auch ist generell die Bedruckung und Kaschierung flexibler Materialien mit strahlenhärtbaren Druckfarben bekannt, wie es beispielsweise in der DE-A-199 12 054 beschrieben wird. Diese eher dem entfernteren Stand der Technik zuzurechnende Schrift zielt auf die Herstellung von Verbundstoffen und vermag insofern dem Fachmann auf dem Gebiet der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien sicherlich keine Hinweise zur Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zu geben, das gut bedruckbar ist, eine ausreichende Resistenz vor Umwelteinflüssen wie Öle, Fette, Weichmacher und Wasser bietet, das kostengünstig herstellbar ist und das sich durch eine hohe Flexibilität im Herstellungsprozess auszeichnet.
  • Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zur Verfügung zu stellen, das gut bedruckbar ist, eine ausreichende Resistenz vor Umwelteinflüssen wie Öle, Fette, Weichmacher und Wasser bietet, das kostengünstig herstellbar ist und das sich durch hohe Flexibilität im Herstellungsprozess auszeichnet.
  • Die Erfinder erkannten, dass ein solcher Forderungskatalog durch ein völlig neuartiges Verfahren zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials erfüllt werden kann, wobei das Aufzeichnungsmaterial mindestens ein Substrat, eine Farbbildner und Farbakzeptoren enthaltende wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Schutzschicht umfasst und das Verfahren mindestens die folgenden Verfahrenschritte aufweist:
    • Kontinuierliche Zuführung des bahnförmigen Substrates,
    • Aufbringen einer die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Steichfarbe zur Ausbildung der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht,
    • Trocknung der aufgebrachten Streichfarbe,
    • Aufbringen einer UV-vemetzenden Druckfarbe zur Ausbildung der Schutzschicht,
    • UV-Härtung der aufgebrachten Druckfarbe,
  • Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
    • die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltende Streichfarbe mit einem Streichwerk aufgebracht wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Rakelstreichwerk, Bladestreichwerk, Curtain-Coater, Luftbürste und
    • die obigen mindestens fünf Verfahrensschritte durchgängig auf einer durchgängigen Maschine erfolgen.
  • Durchgängig im Sinne der vorliegenden Erfindung heißt, dass die aufgeführten Verfahrenschritte ohne verfahrenstechnische Zwischenstopps stattzufinden haben und dass sie somit auf einer durchgängigen Maschine umzusetzen sind. Eine solche Maschine ist bevorzugt eine Streichmaschine. Auch denkbar ist es, die Verfahrenschritte in den Herstellungsprozess für das Substrat, im bevorzugten Fall von Papier als Substrat, in den Ablauf einer Papiermaschine, zu integrieren.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein bahnförmiges, geschichtetes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial hergestellt werden, das über eine gegenüber Umwelteinflüssen, wie Öle, Fette, Weichmacher und Wasser, genügend dichte Schutzschicht verfügt. Die Schutzschicht ist mittels üblicher Druckverfahren wie Tiefdruck, Offsetdruck oder Flexodruck unter Verwendung entsprechender Druckfarben hervorragend bedruckbar. Da die Druckfarbe zur Ausbildung der Schutzschicht ohne auf sie einwirkende UV-Bestrahlung entsprechender Wellenlänge über lange Zeit verwendbar ist, gewährleistet das neue Verfahren eine hohe Flexibilität im Herstellungsprozess: kleine Anfertigungen lassen sich problemlos fahren, nicht benötigte Druckfarbe kann zurückgeführt und bis zum nächsten Einsatz zwischengelagert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt im Notfall außer den für den Druckauftrag und die UV-Härtung erforderlichen Aggregaten keine zusätzlichen Komponenten - insbesondere ist eine Druckfarbenaufbereitung zur Anfertigung der Druckfarbe nicht erforderlich: die Druckfarbe kann einsatzbereit an anderer Stelle gefertigt bzw. zugekauft werden. Durch den Einsatz UV-vernetzender Druckfarben sind energieintensive Heißluftanlagen nicht notwendig, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens steigert. Das neue Verfahren lässt die für Streichanlagen üblichen hohen Bahngeschwindigkeiten zu. Durch extrem kurze Härtungszeiten der aufgetragenen Schutzschicht ist eine sofortige Weiterverarbeitung des bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials innerhalb der Maschine möglich. Gleichzeitig erfordert das neue Verfahren nur geringen Platzbedarf für die notwendigen Aggregate, womit ein nachträglicher Einbau in bereits vorhandene Maschinen jederzeit möglich ist.
  • Es ist bevorzugt, wenn auf dem Substrat vor Aufbringen der Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe eine pigmenthaltige Zwischenschicht ausgebildet und getrocknet wird. Als Pigmente haben sich dabei sowohl anorganische wie auch organische Hohlraum-Pigmente bewährt. Eine solche Zwischenschicht kann zum einen einen positiven Beitrag zur Egalisierung der Substratoberfläche leisten, womit sich die Menge an notwendigerweise aufzubringender Streichfarbe für die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht reduziert. Aus diesem Grund bieten sich zum Auftrag der Zwischenschicht egalisierende Streichwerke an, wie beispielsweise Walzenstreichwer'ke, Rakel- oder Bladestreichwerke. Zum anderen können die Pigmente dieser Zwischenschicht die durch Hitzeeinwirkung verflüssigten Wachsbestandteile der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bei der Schriftbildausbildung aufnehmen und begünstigen so eine sichere und schnelle Funktionsweise der wärmeinduzierten Aufzeichnung. Die Zwischenschicht kann innerhalb der für das Verfahren nutzbaren Streichmaschine wie auch innerhalb der das Substrat herstellenden Maschine, bei Papier als Substrat also innerhalb der Papiermaschine, aufgebracht werden.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist die die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltende Streichfarbe wässrig.
    Die Trocknung der Streichfarbe kann mittels Mikrowellenbestrahlung geschehen. Üblicherweise und bewährt ist ein Verfahren, bei dem Wärme zugeführt wird, wie es durch Heissluft-Schwebetrockner oder auch Kontakttrockner geschieht. Auch denkbar ist eine Kombination aus den aufgeführten Trockenverfahren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in einer bevorzugten Variante vor, dass das geschichtete wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial vor und/oder nach Aufbringung und UV-Härtung der die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe geglättet wird. Ziel einer solchen Glättung, die in beiden Fällen durch einen Kalander oder ein Glättwerk geschehen kann, ist die Schaffung einer glatteren, gegebenenfalls glänzenden Oberfläche, womit auf die aufgedruckte Schutzschicht aufgetragene Schriftbilder farbintensiver und lebhafter erscheinen. Weiterhin unterstützt eine glattere Oberfläche durch einen verbesserten Kontakt zum Thermokopf den Wärmeübergang und somit die Empfindlichkeit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht.
  • Bevorzugt ist es, wenn die Schutzschicht vollflächig auf die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht aufgedruckt wird und diese so vollständig überdeckt. Genauso ist es jedoch vorstellbar, dass die Schutzschicht so auf die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht aufgedruckt wird, dass nur ein Teil dieser Aufzeichnungsschicht abgedeckt wird. Dieses kann in Form komplizierter Muster wie auch beispielsweise durch streifenartigen Aufdruck der Schutzschicht geschehen. Im letzteren Fall ist es vorstellbar, dass beispielsweise Bahnränder bewusst nicht mit einer Schutzschicht abgedeckt werden, weil dieses für den Anwendungsbereich bevorzugt in Form von Eintrittskarten nicht benötigt oder auch nicht gewünscht wird.
  • Für bestimmte Anwendungen kann zwischen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und der aus UV-vemetzender Druckfarbe ausgebildeten Schutzschicht eine weitere, aus einer Streichfarbe ausgebildete und beispielsweise mit einer Luftbürste aufgetragene Schutzschicht ausgebildet sein. In Abhängigkeit von den Kundenanforderungen können in eine oder beide Schutzschichten authentifikationsbestimmende Sicherheitsmerkmale eingebunden werden. Genauso können in das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erzeugte bahnförmige, geschichtete wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial andere oder/und weitere authentifikationsbestimmende Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise Wasserzeichen oder farbige Zwischenschichten aufgenommen werden.
  • Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten Variante vor, dass vor oder nach Aufbringung und UV-Härtung der die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe auf der Seite des Substrates, die der Seite mit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegt, eine UV-vemetzende Druckfarbe zur Ausbildung einer Rückseitenbeschichtung aufgebracht und UV-gehärtet wird. Vorteil dieser Variante ist es, dass hier auch die Rückseite des neuen bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials vor Umwelteinflüssen geschützt und gleichzeitig hervorragend bedruckbar ist. Gerade bei Anwendungen, die für das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial besonders strapazierend sind und bei denen das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial beidseitig mit Ölen, Fetten, Weichmachern oder Wasser stark beaufschlagt wird, empfiehlt sich diese Variante als besonders stabil.
  • Die rückseitig aufgebrachte und UV-gehärtete Druckfarbe wird bevorzugt geglättet mittels Kalander oder Glättwerk. Vorstellbar ist eine simultane Behandlung der zuvor vorder- und rückseitig aufgetragenen UV-Druckfarben im gleichen Kalander oder Glättwerk. Im Sinne der vorliegenden Erfindung gilt als Kalander eine Walzenanordnung aus mindestens zwei zusammenpressenden Walzen, durch deren mindestens ein Pressnip das bahnförmige Aufzeichnungsmaterial geführt wird, wobei ein Pressnip immer aus einer harten und einer weichen Walze gebildet wird. Dagegen wird ein Pressnip eines Glättwerks aus zwei harten Walzen gebildet.
  • Als UV-vemetzende Druckfarben kommen bevorzugt flüssige, aber auch Pulverlacke zum Einsatz, wobei sich gerade letztere einer zunehmenden Beliebtheit erfreuen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im gleichen Maße eine Streichmaschine zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, wobei das Aufzeichnungsmaterial mindestens ein Substrat, eine Farbbildner und Farbakzeptoren enthaltende wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Schutzschicht umfasst, wobei die Streichmaschine mindestens die folgenden Komponenten aufweist:
    • Abrollaggregat zur Abrollung des zuvor separat hergestellten bahnförmigen Substrates
    • Ein erstes Streichwerk zum Auftrag einer die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Rakelstreichwerk, Bladestreichwerk, Curtain-Coater, Luftbürste
    • Trocknungsaggregate zur Trocknung der im ersten Streichwerk aufgetragenen Streichfarbe, die die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht ausbildet
    • Ein erstes Druckwerk zum Auftrag einer UV-vemetzenden Druckfarbe
    • Erste UV-Härtungsaggregate zur UV-Härtung der im ersten Druckwerk aufgetragenen Druckfarbe, die die Schutzschicht ausbildet
    • Ein Aufrollaggregat zur Aufrollung des geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
  • Als erstes Druckwerk wird ein Flexo- oder Tiefdruck-Druckwerk bevorzugt Um eine besonders flexible Streichmaschine vorzuhalten, wird bevorzugt, das erste Druckwerk als Teil eines zweiten Streichwerks zu konstruieren, so dass wahlweise entweder das erste Druckwerk zum Auftrag einer UV-vemetzenden, die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe oder das zweite Streichwerk beispielsweise zum konventionellen Auftrag einer eine Schutzschicht ausbildenden Streichfarbe nutzbar ist. Dabei bietet sich beim zweiten Streichwerk insbesondere ein Rakelstreichwerk, Bladestreichwerk oder eine Luftbürste an.
  • Mit Hilfe der Figuren wird die im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform beanspruchte Integrierung eines Druckwerks in ein Streichwerk weitergehend verdeutlicht:
  • Figur 1 zeigt in Teil a) eine Luftbürstenanordnung. In einer Farbwanne (2) laufen zwei angetriebene, einzeln alternativ oder gemeinsam einsetzbare Tauchwalzen (6) und (7) in einem Farbensumpf. Die durch die zur Gegenwalze (4) gegen- oder mitläufig rotierenden Tauchwalzen (6, 7) aufgenommene Farbe wird an die angetriebene Übertragungswalze (4) abgegeben. Das mit einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bereits beaufschlagte bahnförmige Substrat (1) wird zwischen Gegenwalze (3) und Übertragungswalze (4) durchgeführt und so mit einem Überschuss an Streichfarbe versehen, wobei der Farbüberschuss anschließend mittels Luftbürste (5) abgerakelt wird.
  • In Teil b) ist die gleiche Anordnung zu sehen, die hier als Flexo-Druckwerk variiert ist. Während Tauchwalze (6) so verschwenkt oder verschoben ist, dass sie keinen Kontakt mehr zur Übertragungswalze (4) hat, ist die Tauchwalze (7) gegen eine geätzte oder gelaserte Näpfchen an der Oberfläche aufweisende Rasterwalze (8) mit anliegendem Kammerrakel (9) ausgetauscht. Der Farbensumpf in der Farbwanne (2) ist soweit abgesenkt, dass zumindest Rasterwalze (8) nicht mehr in den Farbensumpf - nunmehr aus UV-vemetzender Druckfarbe - eintaucht. Die Rasterwalze (8) gibt die mittels Kammerrakel (9) vordosierte Druckfarbe an die Übertragungswalze (4) ab, die wiederum die Druckfarbe an das Substrat (1) angibt Die Luftbürste (5) aus Teil a) ist weggeklappt oder lediglich nicht im Einsatz. Zur Härtung der aufgedruckten Farbe wird das Substrat (1) an UV-Härtungsaggregaten (11) vorbeigeführt.
  • Figur 2 zeigt in Teil a) ein Bladestreichwerk. In einer Farbwanne (2) läuft eine angetriebene Tauchwalze (7) in einem Farbensumpf. Die durch die zur Bewegungsrichtung des Substrates gegen- oder mitläufig rotierende Tauchwalze (7) aufgenommene Farbe wird an das mit einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bereits beaufschlagte Substrat (1) im Überschuss abgegeben. Dabei umschlingt das Substrat teilweise eine Gegenwalze (3). Anschließend wird mittels Blade (10) der Farbüberschuss abgerakelt.
  • In Teil b) ist die gleiche Anordnung zu sehen, die hier als Tiefdruck-Druckwerk variiert ist. Die Tauchwalze (7) ist gegen eine geätzte oder gelaserte Näpfchen an der Oberfläche aufweisende Rasterwalze (8) mit anliegendem Kammerrakel (9) ausgetauscht. Der Farbensumpf in der Farbwanne (2) ist soweit abgesenkt, dass die Rasterwalze (8) nicht mehr in den Farbensumpf - nunmehr aus UV-vernetzender Druckfarbe - eintaucht. Die Rasterwalze (8) gibt die mittels Kammerrakel (9) vordosierte Druckfarbe an das die Gegenwalze (3) teilweise umschlingende Substrat (1) ab. Das Blade (10) aus Teil a) ist weggeklappt oder lediglich nicht im Einsatz. Zur Härtung der aufgedruckten Farbe wird das Substrat (1) an UV-Härtungsaggregaten (11) vorbeigeführt.
  • Die in den Figuren und der zugehörigen Figurenbeschreibung dargestellte jeweilige Integrierung eines Druckwerks in ein Streichwerk ist beispielhaft. Die Erfindung ist auf die hier dargestellten Beispiele in keinster Weise beschränkt.
  • Weiterhin bevorzugt ist es, wenn die Streichmaschine nach den ersten UV-Härtungsaggregaten ein zweites Druckwerk zum Auftrag einer UV-vernetzenden Druckfarbe auf die Seite des Substrates, die der Seite mit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegt, und nachgeschaltete zweite UV-Härtungsaggregate aufweist.
  • Die Erfindung beansprucht weiterhin ein Verfahren zur Herstellung bahnförmiger, geschichteter wärmeempfindlicher Aufzeichnungsmaterialien, wobei Papier als Substrat bevorzugt ist.

Claims (24)

  1. Verfahren zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials mit mindestens einem Substrat, einer Farbbildner und Farbakzeptoren enthaltenden wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und einer auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildeten Schutzschicht, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Verfahrenschritte aufweist:
    • Kontinuierliche Zuführung des bahnförmigen Substrates,
    • Aufbringen einer die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe zur Ausbildung der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht,
    • Trocknung der aufgebrachten Streichfarbe,
    • Aufbringen einer UV-vemetzenden Druckfarbe zur Ausbildung der Schutzschicht,
    • UV-Härtung der aufgebrachten Druckfarbe,
    • dadurch gekennzeichnet, dass
    • die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltende Streichfarbe mit einem Streichwerk aufgebracht wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Rakelstreichwerk, Bladestreichwerk, Curtain-Coater, Luftbürste und
    • die obigen mindestens fünf Verfahrensschritte durchgängig auf einer durchgängigen Maschine erfolgen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substrat vor Aufbringen der Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe eine pigmenthaltige Zwischenschicht ausgebildet und getrocknet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht mit einem die Oberfläche egalisierenden Streichwerk ausgebildet wird, wobei das Streichwerk ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Walzenstreichwerk, Rakelstreichwerk, Biadestreichwerk
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe durch Zuführung von Wärme geschieht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe durch Mikrowellenbestrahlung geschieht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das geschichtete wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial vor Aufbringung und UV-Härtung der die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe geglättet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das geschichtete wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial nach Aufbringung und UV-Härtung der die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe geglättet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollflächig abdeckt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenntzeichnet, dass die Schutzschicht die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht teilweise abdeckt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach Aufbringung und UV-Härtung der die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe auf der Seite des Substrates, die der Seite mit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegt, eine UV-vemetzende Druckfarbe zur Ausbildung einer Rückseitenbeschichtung aufgebracht und UV-gehärtet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das geschichtete wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial nach Aufbringung und UV-Härtung der die Rückseitenbeschichtung ausbildenden Druckfarbe geglättet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Glättung der die Schutzschicht ausbildenden Druckfarbe und der die Rückseitenbeschichtung ausbildenden Druckfarbe gleichzeitig geschieht.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat Papier ist.
  14. Streichmaschine zur Herstellung eines bahnförmigen, geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, wobei das Aufzeichnungsmaterial mindestens ein Substrat, eine Farbbildner und Farbakzeptoren enthaltende wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und eine auf der Aufzeichnungsschicht ausgebildete Schutzschicht umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmaschine mindestens die folgenden Komponenten aufweist:
    • Abrollaggregat zur Abrollung des zuvor separat hergestellten bahnförmigen Substrates
    • Erstes Streichwerk zum Auftrag einer die Farbbildner und Farbakzeptoren beinhaltenden Streichfarbe, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Rakelstreichwerk, Bladestreichwerk, Curtain-Coater, Luftbürste.
    • Trocknungsaggregate zur Trocknung der im ersten Streichwerk aufgetragenen Streichfarbe, die die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht ausbildet
    • Erstes Druckwerk zum Auftrag einer UV-vemetzenden Druckfarbe
    • Erste UV-Härtungsaggregate zur UV-Härtung der im ersten Druckwerk aufgetragenen Druckfarbe, die die Schutzschicht ausbildet
    • Aufrollaggregat zur Aufrollung des geschichteten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
  15. Streichmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Trocknungsaggregate zur Trocknung der im ersten Streichwerk aufgetragenen Streichfarbe ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend Heissluft-Schwebetrockner, Kontakttrockner, Mikrowellenstrahler oder einer Kombination daraus.
  16. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckwerk ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Flexo- und Tiefdruck-Druckwerke.
  17. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckwerk Teil eines zweiten Streichwerks ist.
  18. Streichmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Druckwerk alternativ zum zweiten Streichwerk nutzbar ist.
  19. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Streichwerk ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Rakelstreichwerk, Bladestreichwerk, Luftbürste.
  20. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmaschine zusätzlich vor dem ersten Druckwerk eine Glätteeinheit aufweist.
  21. Streichmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Glätteeinheit ein Kalander oder ein Glättwerk ist.
  22. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmaschine nach den ersten UV-Härtungsaggregaten ein zweites Druckwerk zum Auftrag einer UV-vernetzenden Druckfarbe auf die Seite des Substrates, die der Seite mit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegt, und nachgeschaltete zweite UV-Härtungsaggregate aufweist.
  23. Streichmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmaschine nach den ersten und/oder zweiten UV-Härtungsaggregaten eine Glätteeinheit aufweist.
  24. Streichmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Glätteeinheit ein Kalander oder ein Glättwerk ist.
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