EP1755901A1 - Verfahren zur herstellung eines wärmeempfindlichen aufzeichnungsmaterials sowie ein durch das verfahren hergestelltes aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines wärmeempfindlichen aufzeichnungsmaterials sowie ein durch das verfahren hergestelltes aufzeichnungsmaterial

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EP1755901A1
EP1755901A1 EP05756012A EP05756012A EP1755901A1 EP 1755901 A1 EP1755901 A1 EP 1755901A1 EP 05756012 A EP05756012 A EP 05756012A EP 05756012 A EP05756012 A EP 05756012A EP 1755901 A1 EP1755901 A1 EP 1755901A1
Authority
EP
European Patent Office
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carrier substrate
thermal reaction
reaction layer
recording material
smoothing
Prior art date
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EP05756012A
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English (en)
French (fr)
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EP1755901B1 (de
EP1755901B2 (de
Inventor
Michael Boschert
Georg Streif
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Papierfabrik August Koehler SE
Original Assignee
Papierfabrik August Koehler SE
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/30—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using chemical colour formers

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for producing a heat-sensitive recording material. Furthermore, the invention relates to a heat-sensitive recording material according to the preamble of claim 17, which is produced by such a method.
  • Heat sensitive recording materials have long been known in the art. They generally have a thin flat carrier substrate and a thin thermal reaction layer applied thereon. Paper, paper with a proportion of plastic fibers or also a suitable plastic film is usually used as the carrier substrate.
  • the thin thermal reaction layer applied to the carrier substrate contains, in finest distribution, a color former, for example crystal violet lactone, and a color developer, for example in the form of an acidic reactant.
  • the color formers and color developers are dispersed in a binder which is not or only insignificantly meltable when exposed to heat.
  • a printhead of a thermal printer acts directly on the heat-sensitive thermal reaction layer, the heat effect largely melting and diffusing the color formers and color developers contained in the binder, which react with one another with discoloration.
  • the binder remains largely unchanged in the form of a solid matrix.
  • the discoloration reaction between the color former and the color developer in the thermal reaction layer occurs only within a fraction of a second at the heated point.
  • a carrier substrate is usually used which has as uniform a distribution of the fibers as possible, a uniform surface morphology and an absorbency which is as uniform as possible when viewed over the surface.
  • the roughness of the surface of the carrier substrate, to which the thermal reaction layer is applied is adjusted during the production of the carrier substrate such that the thermal reaction layer can adhere well to the surface of the carrier substrate.
  • Suitable processes with which the application suspension is applied to the carrier substrate are also intended to achieve as uniform a distribution as possible of the thermoreaction layer which subsequently results on the surface of the carrier substrate.
  • a wide variety of processes are used for this, for example the curtain coating process, application with rollers or blades, or so-called doctoring.
  • the recording materials are additionally smoothed after drying in order to achieve a surface that is as homogeneous, smooth but matt as possible.
  • a so-called mole smoothing unit (Matt online smoothing unit) is usually used as the smoothing unit.
  • This is a pair of rollers between which the carrier substrate with the applied thermal reaction layer is passed.
  • the rollers are made of metal, for example.
  • pairs of rollers are also used in which one of the two rollers is provided with a paper covering, a plastic covering or a rubber covering, while the other roller is made, for example, from surface-hardened steel or chilled cast iron. If necessary, pairs of rollers are also used in which the lateral surfaces of both rollers are elastically deformable.
  • the raw material used for the production of the carrier substrate also has a significant effect on the creation of the mottling effect.
  • the type of cellulose, the sizing agent and the pigments of the paper stock influence the properties of the carrier substrate produced therefrom and thus the adhesiveness and homogeneity of the thermal reaction layer applied to the carrier substrate.
  • a shoe smoothing value is a smoothing unit consisting of a roller, which is usually made of surface-hardened steel, and an elastic press jacket which serves as a pressing element and, like the roller, moves with the carrier substrate when the carrier substrate passes through the gap between the roller and the Press jacket is passed through.
  • the press jacket is hollow cylindrical, rotatably supported at its open ends and is pressed against the roller which is arranged opposite with the aid of a so-called pressure shoe.
  • a hydraulic cushion is usually formed between the inner circumferential surface of the press cover and the pressure shoe, with which the press cover is pressed as evenly as possible against the roller that is carried along.
  • Such shoe smoothing units are usually only used in the production of cardboard boxes in order to prevent the cardboard boxes from compacting during smoothing, the shoe smoothing units smoothing the surfaces of the cardboard boxes before they are provided with the outer layers to be printed.
  • the thermal reaction layer of recording materials smoothed with the aid of the shoe smoothing device shows a significantly lower tendency to form the mottling effect compared to recording materials which have been smoothed in a conventional manner, as is the case have impressively demonstrated a wide variety of test series.
  • the recording material shows a uniformly matt surface, which tends to be slightly mottled even after printing.
  • the contact pressure with which the dried carrier substrate with the applied thermal reaction layer is pressed against the roller is set in such a way that a possible pre-reaction of the thermal reaction layer is negligibly small or does not occur.
  • This measure ensures that the finished recording material does not show any color veil caused by pre-reactions of the color formers and color developers in the thermal reaction layer, for example a gray veil, but the recording material shows its desired basic color, for example white, after passing through the shoe smoothing unit.
  • the contact pressure is chosen so high that there is sufficient surface smoothness with the desired mattness.
  • both the conveying speed of the carrier substrate through the smooth shoe, the contact pressure with which the carrier substrate with the applied thermal reaction layer is pressed against the roller, and the effective contact surface with which the carrier substrate is pressed against the roller during smoothing be coordinated so that the recording material can be produced with a high surface quality.
  • the conveying speed, the contact pressure and the effective contact surface are preferably selected so that the thermal reaction layer on the carrier substrate is only heated to such an extent when passing through the shoe smoothing unit that no visible discoloration reactions of the thermal reaction layer occur yet.
  • the maximum permissible temperature for a conventional heat-sensitive recording material is in a range from about 60 to 70 ° C., at which no visible discoloration reaction of the thermal reaction layer occurs yet.
  • the contact pressure can in particular also be increased in order to obtain a surface that is as smooth as possible.
  • you can the three process parameters of conveying speed, contact pressure and effective contact surface can be set to one another in a defined manner by using the discoloration reaction of the thermal reaction layer, so that a high quality of the recording material can be set with the lowest degree of discoloration.
  • the conveying speed of the carrier substrate through the smooth shoe is in a range from approximately 700 to 1750 m / min. At these conveying speeds, it is ensured on the one hand that the thermal reaction layer does not show any of the discoloration reactions described above, but that the recording material can be produced at the same time with a sufficiently high production speed.
  • the line load of the shoe smoothing plant i.e. the load on the carrier substrate in the shoe smooth, which acts along a line of contact transverse to the conveying direction of the carrier substrate, is preferably in a range from about 40 N / mm to 650 N / mm. It has been shown that most of the reactants in the thermal reaction layer are only warmed up by the high compressive forces at a higher effective line load to such an extent that a discoloration reaction occurs.
  • the nip width of the shoe smoothing unit i.e. seen the length in the conveying direction of the carrier substrate, along which the roller and the press jacket bear against the carrier substrate, chosen such that the nip width is in a range from 30 to 50 mm for a web width of the carrier substrate of 3500 to 4500 mm. Due to the significantly larger nip width of the shoe smoothing compared to the prior art, which is in the prior art in a range of 2 to 4 mm, the maximum effective contact pressure can be set comparatively low in the method according to the invention, since the recording material over a longer period Period is smoothed in shoe smoothing.
  • the carrier substrate with the applied thermal reaction layer is dried immediately before smoothing only to such an extent that the moisture content of the carrier substrate with the applied thermal reaction layer is in a range of 4 to 8% by weight. lies.
  • the dried carrier substrate with the applied thermoreaction layer before smoothing in the shoe smooth on its back facing away from the thermoreactive layer is moistened again dry the moistened carrier substrate with the applied thermal reaction layer before smoothing in the shoe smooth to the desired moisture content.
  • the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer is preferably applied to the carrier substrate by brushing.
  • a wide variety of known methods can be used for this purpose, for example applying the application suspension by doctor blade, with the aid of rollers or rollers or also with the aid of so-called blaids.
  • Another coating method with which the application suspension can be applied to the carrier substrate is the so-called curtain coating method.
  • the carrier substrate is guided through a curtain coating device in which the application suspension is applied to the surface of the carrier substrate in the form of a curtain or veil, the surface tension of the application suspension evenly distributing it on the surface to be coated.
  • the carrier substrate is preferably smoothed in a defined manner immediately prior to the application of the application suspension forming the subsequent thermoreaction layer. This gives the carrier substrate a uniformly homogenized surface on which the application suspension adheres well when applied.
  • thermoreaction layer on the flat carrier substrate In order to achieve a distribution of the thermoreaction layer on the flat carrier substrate that is as uniform as possible, in a particularly preferred variant of the method according to the invention it is proposed to apply an intermediate layer to the surface of the carrier substrate to which the thermoreaction layer is to be applied, with which the rough surface of the carrier substrate is leveled and homogenized.
  • the intermediate layer can be specifically adjusted so that it also serves as thermal insulation between the carrier substrate and the thermal reaction layer applied to the intermediate layer.
  • This heat-insulating effect also accelerates the discoloration reaction, since the amount of heat applied by the thermal print head to the thermal reaction layer during printing is reflected back from the intermediate layer back into the thermal reaction layer, while at most a small part of the amount of heat introduced is transferred to the carrier substrate and is radiated outward therefrom ,
  • the carrier substrate with the applied intermediate layer is additionally smoothed, for example by a coating, before the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer is applied conventional mole calender.
  • the carrier substrate which is usually a paper or plastic web, can either have been produced beforehand and can be supplied, for example in the form of rolls, to the system carrying out the method according to the invention. However, it is particularly advantageous to produce the recording material online on a single machine.
  • the carrier substrate is already made from known raw materials on the same system, dried, pressed and smoothed and then fed to the corresponding devices for application of the intermediate layer or for application of the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer.
  • the carrier substrate immediately before the application of the intermediate layer or before the application of the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer, but on a separate system from the system carrying out the method according to the invention, so that the system for applying the intermediate layer or the thermal reaction layer can be optimally adjusted in its process parameters, in particular the conveying speed.
  • the production of the carrier substrate immediately before the application of the intermediate layer or before the application of the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer has the advantage that online already during the production of the carrier substrate.
  • the properties of the carrier substrate can be specifically adjusted and, if necessary, readjusted in order to be able to produce the highest quality heat-sensitive recording material possible.
  • a paper web is preferably used as the carrier substrate.
  • a plastic film or also a paper web with a proportion of plastic fibers is also possible to use as the carrier substrate.
  • the invention relates to a heat-sensitive recording material with a carrier substrate and a thermal reaction layer containing a color former and a color developer.
  • the heat-sensitive recording material is preferably produced by a process as described in the various process variants described above.
  • the thermal reaction layer of the recording material according to the invention has been particularly preferably applied to the carrier substrate by the curtain coating method.
  • the use of the curtain coating process has the advantage that the recording material can be produced on the one hand at a very high production speed, while on the other hand a particularly fine and targeted metering and formation of the thermal reaction layer is possible.
  • the paper weight of the finished recording material is preferably in a range from 45 to 120 g / m 2 .
  • the whiteness or the white content of the finished recording material if it is a white recording material, measured in accordance with ISO 2469, is in a range from 85 to 98%.
  • a paper web was produced as a carrier substrate with an intermediate layer applied on a conventional paper production machine.
  • the paper web thus produced was then fed to the installation for applying the thermal reaction layer.
  • the aqueous application suspension forming the subsequent thermal reaction layer was applied to the carrier substrate using the curtain coating process.
  • the viscosity of the aqueous application suspension was 450 mPas (according to Brookfield, 100 rpm, 20 ° C).
  • the surface tension of the application suspension was 46 mN / m (statistical ring method).
  • the basis weight of the paper web was 43 g / m 2 .
  • the paper web was passed through the curtain coating device at a conveying speed of 1200 m / min.
  • an aqueous application suspension was applied in a known manner in order to form a thermal reaction layer with a weight of 5.8 g / m 2 (oven-dry).
  • the coated paper web was dried in the customary manner.
  • the flat side of the paper web opposite the cured thermal reaction layer was then moistened again and dried to such an extent that the moisture content of the paper web with the dried thermal reaction layer was approximately 7% by weight. This should ensure that the material properties of the paper web are as constant as possible over the entire width of the paper web.
  • the shoe smoothing unit was a shoe smoothing unit from Voith ® in the form of a so-called shoe calender.
  • the shoe smoothing unit used in the Voith ® test facility was a smoothing unit that was equipped with a cast iron roller and a pressure shoe unit.
  • the cast iron roller had a diameter of 1067 mm.
  • the pressure shoe unit was formed by a press jacket made of an elastomer with a diameter of 1100 mm, which was held on a holding device with rotatable clamping rings. in the
  • Pressure shoe a hydrostatic press zone could be formed.
  • the paper web coated with the thermoreaction layer was then passed through the smoothing gap of the shoe smoothing unit, the contact pressure with which the press jacket was pressed against the other roller being set such that a maximum line load of 600 N / mm and a minimum line load of 50 N / mm resulted.
  • the nip width depending on the size of the printing shoe was set to 40 mm with a web width in front of the calender of 800 mm.
  • the table below shows parameters of various heat-sensitive recording materials produced by the process according to the invention in comparison with recording materials which have been produced in a conventional manner.
  • optical density 1 the optical density 2
  • white content the smoothness measured according to Bekk and the pre-reactions were listed.
  • the patterns marked 100 and 300 were not smoothed.
  • the samples marked 101 to 105 were smoothed in a smoothing unit with a roller with a hard surface and a roller with an elastic surface, which had a Shore hardness of 90 ° Sh (D).
  • the samples marked with the number sequence 201 to 206 were smoothed in a smoothing unit with two rollers, the surfaces of which were each elastic and had a Shore hardness of 90 ° Sh (D).
  • optical density 1 and the optical density 2 are used to indicate how quickly a thermal paper reacts.
  • the optical densities were measured in each case with a Macbeth D 19 C remission densitometer, which measures the difference in contrast between the uncolored and heat-blackened measuring surface. The higher the measured value, the greater the blackening of the heat-sensitive recording material.
  • the optical density 1 indicates the maximum degree of blackening that occurs with a specific energy application (for example, obtained by an energization time of 1 millisecond). In order to obtain the optical density 2, the heat-sensitive recording material is treated under the same conditions but with half the energization time.
  • the white content which was determined in accordance with ISO 2469, it can be seen that a higher white content can be achieved with the method according to the invention than with the conventional smoothing method.
  • all of the samples smoothed with the shoe smooth show white contents of at least 92.0%, while the comparison samples each showed white contents of less than 92.0%, for example the sample 105 with a white content of 90.0%.
  • the smoothness values measured according to Bekk in Bekk seconds for the samples produced by the method according to the invention essentially corresponded to the usual values of the comparison samples.
  • the samples produced by the process according to the invention showed a matte appearance compared to the comparative samples produced by the conventional processes, which was retained even after going through a printing process, with almost no mottling effect.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Auf­zeichnungsmaterials, welches ein Trägersubstrat sowie eine einen Farbbildner und einen Farbentwickler enthaltende Thermoreaktionsschicht aufweist. Bei dem Verfahren wird auf das Trägersubstrat eine die Ausgangsmaterialien der Thermoreaktionsschicht enthaltende Auftragssuspension aufgebracht und das Trägersubstrat mit aufgebrachter Auftragssuspension anschließend getrocknet. Anschließend wird das getrocknete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht zum Glätten durch ein Schuhglättwerk geführt, in welchem das getrocknete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht mit vorgegebenem Anpressdruck großflächig gegen eine mitgeführte Walze gedrückt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Aufzeichnungsmaterial.

Description

Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnunqsmateri- als sowie ein durch das Verfahren hergestelltes Aufzeichnungsmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17, das durch ein derartiges Verfahren hergestellt ist.
Wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien sind seit langem im Stand der Technik bekannt. Sie weisen in der Regel ein dünnes flächiges Trägersubstrat sowie eine darauf aufgebrachte dünne Thermoreaktionsschicht auf. Als Trägersubstrat dient üblicherweise Papier, Papier mit einem Anteil an Kunststofffasern oder auch eine geeignete Kunststofffolie. Die auf das Trägersubstrat aufgebrachte dünne Thermoreaktionsschicht enthält in feinster Verteilung einen Farbbildner, beispielsweise Kristallviolettlacton, und einen Farbentwickler, beispielsweise in Form eines sauren Reaktionspartners. Die Farbbildner und Farbentwickler sind in einem bei Wärmeeinwirkung nicht bzw. nur unwesentlich schmelzbaren Bindemittel dispergiert.
Beim Thermodruckvorgang wirkt ein Druckkopf eines Thermodruckers auf die wärmeempfindliche Thermoreaktionsschicht unmittelbar ein, wobei die Wärmeeinwirkung ein weitgehendes Aufschmelzen und eine Diffusion der in dem Bindemittel enthaltenen Farbbildner und Farbentwickler bewirkt, welche unter Verfärbung miteinander reagieren. Das Bindemittel bleibt dabei jedoch in Form einer festen Matrix weitestgehend unverändert. Die Verfärbungsreaktion zwischen dem Farbbildner und dem Farbentwickler in der Thermoreaktionsschicht tritt dabei innerhalb des Bruchteils einer Sekunde lediglich an der aufgeheizten Stelle auf.
Trotz der hohen Präzision, mit der die zuvor beschriebenen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien hergestellt werden, tritt bei wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien immer wieder in mehr oder weniger starkem Umfang der sogenannte Mottling-Effekt auf. Hierbei handelt es sich um insbesondere erst nach dem Druck auftretende morphologische Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Thermoreaktionsschicht, die in Form unregelmäßig über die Oberfläche der Thermoreaktionsschicht verteilte, abwechselnd glänzende und matte Stellen mit bloßem Auge erkennbar sind. Zur Vermeidung des zuvor beschriebenen Mottling-Effektes, dessen Zustandekommen vielfältige und unterschiedliche Ursachen haben kann, werden bei der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials unterschiedlichste Maßnahmen ergriffen.
So wird zunächst versucht, durch Verwenden eines entsprechend qualitativ hochwertigen Trägersubstrats eine möglichst gleichmäßige ebene Oberfläche zu erreichen, auf die die Thermoreaktionsschicht aufgebracht wird. So wird üblicherweise ein Trägersubstrat verwendet, das eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Fasern, eine gleich- mäßige Oberflächenmorphologie sowie eine über die Oberfläche betrachtet möglichst gleichmäßige Saugfähigkeit aufweist. Gleichzeitig wird die Rauhigkeit der Oberfläche des Trägersubstrates, auf die die Thermoreaktionsschicht aufgebracht wird, bei der Herstellung des Trägersubstrates so eingestellt, dass die Thermoreaktionsschicht an der Oberfläche des Trägersubstrates gut anhaften kann.
Ferner wird versucht, durch entsprechend qualitativ hochwertige Ausgangsstoffe, aus denen die Thermoreaktionsschicht gebildet ist, den Mottling-Effekt weiter zu vermindern. So wird bei besonders hochwertigen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien der Mahlgrad der die Farbbildner und Farbentwickler bildenden Partikel möglichst fein eingestellt. Die verschiedenen Partikel weisen üblicherweise eine Partikelgröße von 0,5 bis 3,5 μm auf. Des weiteren wird durch geeignete Maßnahmen eine möglichst gleichmäßige Dispergierung der verschiedenen Partikel in der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension eingestellt.
Darüber hinaus wird versucht, durch das verwendete Bindemittel sowie die Bindemittelverteilung in der Auftragssuspension das Auftreten des zuvor beschriebenen Mottling-Effektes zu vermindern. Auch soll durch geeignete Verfahren, mit denen die Auftragssuspension auf das Trägersubstrat aufgebracht wird, eine möglichst gleichmäßige Verteilung der sich später ergebenden Thermoreaktionsschicht auf der Oberfläche des Trägersubstrates erreicht werden. Hierzu werden unterschiedlichste Verfahren eingesetzt, beispielsweise das Curtain-Coating-Verfahren, das Auftragen mit Walzen oder Klingen oder auch das sogenannte Rakeln. Schließlich wird versucht, durch geeignete Trocknungsverfahren eine möglichst gleichmäßige Thermoreaktionsschicht zu erzielen. Des Weiteren werden die Aufzeichnungsmaterialien nach dem Trocken zusätzlich geglättet, um eine möglichst homogene, glatte aber matte Oberfläche einzustellen. Hierzu ist es üblich, das Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht nach dem Trocknen durch ein Glättwerk zu führen. Als Glättwerk kommt üblicherweise ein so genanntes Mol-Glättwerk (Matt-Online-Glättwerk) zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um ein Walzenpaar, zwischen das das Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht hindurchgeführt wird. Die Walzen sind zum Beispiel aus Metall gebildet. Alternativ kommen jedoch auch Walzenpaare zum Einsatz, bei denen eine der beiden Walzen mit einer Papierummantelung, einer Kunststoffummantelung oder einer Gummiummantelung versehen ist, während die andere Walze beispielsweise aus oberflächengehärtetem Stahl oder Hartguss gefertigt ist. Gegebenenfalls werden auch Walzenpaare verwendet, bei denen die Mantelflächen beider Walzen elastisch verformbar sind.
Ferner hat sich gezeigt, dass beispielsweise der Rohstoff, der für die Herstellung des Trägersubstrates zum Einsatz kommt, gleichfalls eine deutliche Auswirkung auf die Entstehung des Mottling-Effektes hat. So beeinflusst beispielsweise die Zelluloseart, das Leimungsmittel und die Pigmente des Papierrohstoffes die Eigenschaften des daraus hergestellten Trägersubstrates und damit die Haftfähigkeit und Homogenität der auf das Trägersubstrat aufgebrachten Thermoreaktionsschicht.
Obwohl diese zuvor geschilderten unterschiedlichen Faktoren und Maßnahmen bekannt sind, ist es bisher auch bei optimierten Ausgangsbedingungen nicht gelungen, eine gleichbleibende Qualität des Aufzeichnungsmaterials mit gleichbleibend geringer Neigung zur Ausbildung des Mottling-Effektes zu erreichen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials bzw. ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestelltes Aufzeichnungsmaterial anzugeben, durch dessen Einsatz bzw. bei dem der zuvor beschriebene Mottling-Effekt verglichen mit bekannten Aufzeichnungsmaterialien nur mehr vermindert auftritt. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Des Weiteren löst die Erfindung diese Aufgabe durch ein Aufzeichnungsmaterial mit den Merkmalen nach Anspruch 17.
Ein wesentliches Merkmal, auf dem das erfindungsgemäße Verfahren basiert, ist die Verwendung eines sogenannten Schuhglättwerkes. Bei einem Schuhglättwert handelt es sich um ein Glättwerk, bestehend aus einer üblicherweise aus oberflächengehärtetem Stahl gefertigten Walze und einem als Anpresselement dienenden elastischen Pressmantel, welcher sich, wie die Walze, mit dem Trägersubstrat mitbewegt, wenn das Trägersubstrat durch den Spalt zwischen der Walze und dem Pressmantel hindurchgeführt wird. Der Pressmantel ist hohlzylinderförmig, an seinen offenen Enden drehbar gelagert und wird mit Hilfe eines sogenannten Druckschuhs gegen die gegenüber angeordnete mitgeführte Walze gedrückt. Hierzu wird üblicherweise zwischen der Innenumfangsfläche des Pressmantels und dem Druckschuh ein hydraulisches Polster ausgebildet, mit dem der Pressmantel möglichst gleichmäßig gegen die mitgeführte Walze gedrückt wird. Derartige Schuhglättwerke werden üblicherweise nur bei der Herstellung von Kartonagen eingesetzt, um ein Verdichten der Kartonagen beim Glätten zu verhindern, wobei die Schuhglättwerke die Oberflächen der Kartonagen glätten, bevor sie mit den zu bedruckenden Außenschichten versehen werden.
Überraschenderweise hat sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Schuhglättwerkes für wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial herausgestellt, dass die Thermoreaktionsschicht von mit Hilfe des Schuhglättwerkes geglätteten Aufzeich- nungsmaterialien verglichen mit Aufzeichnungsmaterialien, die in herkömmlicher Weise geglättet wurden, eine deutlich geringere Neigung zur Bildung des Mottling-Effektes zeigen, wie verschiedenste Versuchsreihen eindrucksvoll belegt haben. Das Aufzeichnungsmaterial zeigt eine gleichmäßig matte Oberfläche, die auch nach dem Bedrucken allenfalls geringfügig zu Mottling neigt.
Ferner hat sich gezeigt, dass der Einfluss der Qualltaten - der Ausgangsmaterialien, insbesondere der Einfluss der Qualität der Rohstoffe und der Einfluss der Qualität des Trägersubstrates, auf den Mottling-Effekt durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich abnimmt, so dass auch mit weniger hochwertigen Ausgangsmate- rialien hochwertige Aufzeichnungsmaterialien gefertigt werden können, bei denen der Mottling-Effekt kaum auftritt.
Diese und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungs- gemäßen Aufzeichnungsmaterials werden aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen noch deutlicher.
So wird bei einer bevorzugten Variante des erfϊndungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass der Anpressdruck, mit dem das getrocknete Trägersubstrat mit aufge- brachter Thermoreaktionsschicht gegen die Walze gedrückt wird, so eingestellt wird, dass eine eventuell auftretende Vorreaktion der Thermoreaktionsschicht vernachlässigbar klein ist oder nicht auftritt. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass das fertige Aufzeichnungsmaterial nach dem Durchlaufen des Schuhglättwerkes keinen durch Vorreaktionen der Farbbildner und Farbentwickler in der Thermoreaktionsschicht verursachten Farbschleier zeigt, beispielsweise einen Grauschleier, sondern das Aufzeichnungsmaterial seine gewünschte Grundfarbe, beispielsweise Weiß, zeigt. Der Anpressdruck ist jedoch wiederum so hoch gewählt, dass eine ausreichende Oberflächenglätte bei gleichzeitig gewünschter Mattigkeit gegeben ist.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn sowohl die Fördergeschwindigkeit des Trägersubstrates durch das Schuhglattwerk, der Anpressdruck, mit dem das Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht gegen die Walze gedrückt wird, sowie die wirksame Anpressfläche, mit der das Trägersubstrat beim Glätten gegen die Walze gepresst wird, so aufeinander abgestimmt werden, dass das Aufzeichnungsmaterial mit hoher Oberflächenqualität gefertigt werden kann. Die Fördergeschwindigkeit, der Anpressdruck und die wirksame Anpressfläche werden vorzugsweise dabei so gewählt, dass die Thermoreaktionsschicht auf dem Trägersubstrat beim Durchlaufen des Schuhglättwerkes nur so stark erwärmt wird, dass noch keine sichtbare Verfärbungsreaktionen der Thermoreaktionsschicht auftreten. So liegt die maximal zulässige Tempe- ratur bei einem herkömmlichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial in einem Bereich von etwa 60 bis 70°C, bei der noch keine sichtbare Verfärbungsreaktion der Thermoreaktionsschicht auftritt. Bei Spezialpapieren, bei denen Verfärbungsreaktionen erst bei deutlich höheren Temperaturen, beispielsweise in einem Bereich von 130 bis 170°C, auftreten, kann insbesondere der Anpressdruck auch zusätzlich erhöht werden, um eine möglichst glatte Oberfläche zu erhalten. Bei dieser Verfahrensführung können die drei Verfahrensparameter Fördergeschwindigkeit, Anpressdruck und wirksame Anpressfläche durch Heranziehen der Verfärbungsreaktion der Thermoreaktionsschicht definiert aufeinander eingestellt werden, so dass bei geringstem Verfärbungsgrad eine hohe Qualität des Aufzeichnungsmaterials eingestellt werden kann.
Die Fördergeschwindigkeit des Trägersubstrates durch das Schuhglattwerk liegt bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens in einem Bereich von etwa 700 bis 1750 m/min. Bei diesen Fördergeschwindigkeiten wird einerseits sichergestellt, dass die Thermoreaktionsschicht keine der zuvor beschriebenen Verfärbungsreaktionen zeigt, das Aufzeichnungsmaterial jedoch gleichzeitig mit einer ausreichend hohen Herstellgeschwindigkeit gefertigt werden kann.
Die Streckenlast des Schuhglättwerkes, d.h. die Belastung des Trägersubstrats im Schuhglattwerk, die entlang einer Berührungslinie quer zur Förderrichtung des Träger- Substrates wirkt, liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 40 N/mm bis 650 N/mm. So hat sich gezeigt, dass die meisten Reaktionspartner in der Thermoreaktionsschicht erst bei einer höheren wirksamen Streckenlast durch die hohen Druckkräfte so weit erwärmt werden, dass eine Verfärbungsreaktion auftritt.
Damit das Trägersubstrat möglichst schonend geglättet wird, wird die Nip-Breite des Schuhglättwerkes, d.h. die Länge in Förderrichtung des Trägersubstrates gesehen, entlang der die Walze und der Pressmantel am Trägersubstrat anliegen, so gewählt, dass die Nip-Breite bei einer Bahnbreite des Trägersubstrates von 3500 bis 4500 mm in einem Bereich von 30 bis 50 mm liegt. Durch die verglichen mit dem Stand der Technik deutlich größere Nip-Breite des Schuhglättwerkes, diese liegt beim Stand der Technik in einem Bereich von 2 bis 4 mm, kann der maximal wirkende Anpressdruck beim erfindungsgemäßen Verfahren vergleichsweise gering eingestellt werden, da das Aufzeichnungsmaterial über einen längeren Zeitraum im Schuhglattwerk geglättet wird.
Um eine ausreichende Elastizität des Trägersubstrates mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht während des Glättens im Schuhglattwerk sicherzustellen, wird das Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht unmittelbar vor dem Glätten nur so weit getrocknet, dass der Feuchtegehalt des Trägersubstrats mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht in einem Bereich von 4 bis 8 Gew.-% liegt. Um möglichst homogene Eigenschaften über die gesamte Breite des Trägersubstrates vor dem Glätten im Schuhglattwerk zu erreichen, wird bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante ferner vorgeschlagen, das getrocknete Trägersubstrat mit aufge- brachter Thermoreaktionsschicht vor dem Glätten im Schuhglattwerk auf seiner der Thermoreaktionsschicht abgewandten Rückseite nochmals zu befeuchten und das befeuchtete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht vor dem Glätten im Schuhglattwerk auf den gewünschten Feuchtegehalt zu trocknen.
Die die spätere Thermoreaktionsschicht bildende Auftragssuspension wird vorzugsweise durch Streichen auf das Trägersubstrat aufgebracht. Hierzu können unterschiedlichste bekannte Verfahren eingesetzt werden, so beispielsweise ein Aufbringen der Auftragssuspension durch Rakeln, mit Hilfe von Walzen oder Rollen oder auch mit Hilfe sogenannter Blaids. Ein weiteres Streichverfahren, mit dem die Auftragssuspension auf das Trägersubstrat aufgebracht werden kann, ist das sogenannte Curtain-Coating- Verfahren. Hierbei wird das Trägersubstrat durch eine Curtain-Coating-Einrichtung geführt, in der die Auftragssuspension in Form eines Vorhangs bzw. Schleiers auf die Oberfläche des Trägersubstrates aufgebracht wird, wobei sich die Auftragssuspension durch ihre Oberflächenspannung gleichmäßig auf der zu beschichtenden Oberfläche verteilt.
Damit ein besonders gleichmäßiges Verteilen der Auftragssuspension und ein besonders gleichmäßiges Anhaften der sich ausbildenden Thermoreaktionsschicht auf dem Trägersubstrat erreicht wird, ist es ferner von besonderem Vorteil, wenn das Träger- substrat vorzugsweise unmittelbar vor dem Auftragen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension definiert geglättet wird. Hierdurch erhält das Trägersubstrat eine gleichmäßig homogenisierte Oberfläche, auf der die Auftragssuspension beim Aufbringen gut anhaftet.
Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Thermoreaktionsschicht auf dem flächigen Trägersubstrat zu erreichen, wird bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, auf die Oberfläche des Trägersubstrates, auf die die Thermoreaktionsschicht aufgebracht werden soll, in einem vorgeordneten Verfahrensschritt eine Zwischenschicht aufzubringen, mit der die raue Oberfläche des Trägersubstrates egalisiert und homogenisiert wird. Durch Beimengen entsprechender Zusätze kann die Zwischenschicht gezielt so eingestellt werden, dass sie gleichzeitig als Wärmeisolierung zwischen dem Trägersubstrat und der auf die Zwischenschicht aufgebrachten Thermoreaktionsschicht dient. Durch diese wärmeisolierende Wirkung wird die Verfärbungsreaktion zusätzlich beschleunigt, da die vom Thermodruckkopf auf die Thermoreaktionsschicht beim Druck aufgebrachte Wärmemenge von der Zwischenschicht wieder in die Thermoreaktionsschicht zurückreflektiert wird, während allenfalls ein geringer Teil der eingebrachten Wärmemenge auf das Trägersubstrat übertragen und von diesem nach außen abgestrahlt wird.
Damit sich die die spätere Thermoreaktionsschicht bildende Auftragssuspension auch bei der Verwendung einer zusätzlichen Zwischenschicht gleichmäßig auf der zu beschichtenden Oberfläche verteilt, wird auch hier vorgeschlagen, dass das Trägersubstrat mit aufgebrachter Zwischenschicht vor dem Aufbringen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension zusätzlich geglättet wird, beispielsweise durch ein herkömmliches Mol-Glättwerk.
Das Trägersubstrat, bei dem es sich üblicherweise um eine Papier- oder Kunststoffbahn handelt, kann entweder vorab schon hergestellt sein und beispielsweise in Form von Rollen der das erfindungsgemäße Verfahren durchführenden Anlage zugeführt werden. Von besonderem Vorteil ist es jedoch, das Aufzeichnungsmaterial online auf einer einzigen Maschine zu fertigen. Hierzu wird bereits das Trägersubstrat aus bekannten Rohstoffen auf derselben Anlage gefertigt, getrocknet, gepresst sowie geglättet und anschließend zum Auftragen der Zwischenschicht bzw. zum Auftragen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension den entspre- chenden Einrichtungen zugeführt.
Alternativ ist es auch denkbar, das Trägersubstrat zwar unmittelbar vor dem Auftragen der Zwischenschicht bzw. vor dem Auftragen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension zu fertigen, jedoch auf einer getrennt von der das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden Anlage, so dass die Anlage zum Auftragen der Zwischenschicht bzw. der Thermoreaktionsschicht in ihren Verfahrensparametern, insbesondere der Fördergeschwindigkeit, optimal eingestellt werden kann. Das Herstellen des Trägersubstrates unmittelbar vor dem Auftragen der Zwischenschicht bzw. vor dem Auftragen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftrags- Suspension hat den Vorteil, dass online bereits bei der Herstellung des Trägersubstra- tes gezielt die Eigenschaften des Trägersubstrates eingestellt und gegebenenfalls nachgeregelt werden können, um ein möglichst hochwertiges wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial herstellen zu können.
Als Trägersubstrat dient vorzugsweise eine Papierbahn. Alternativ ist es jedoch auch möglich, eine Kunststofffolie oder auch eine Papierbahn mit einem Anteil an Kunststofffasern als Trägersubstrat zu verwenden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein wärmeempfindliches Aufzeich- nungsmaterial mit einem Trägersubstrat sowie einer einen Farbbildner und einen Farbentwickler enthaltenden Thermoreaktionsschicht. Das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial ist vorzugsweise durch ein Verfahren gefertigt, wie es in den verschiedenen zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten geschildert ist.
Besonders bevorzugt ist dabei die Thermoreaktionsschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials durch das Curtain-Coating-Verfahren auf das Trägersubstrat aufgebracht worden. Insbesondere die Anwendung des Curtain-Coating-Verfahrens hat den Vorteil, dass das Aufzeichnungsmaterial einerseits mit sehr hoher Herstellungsgeschwindigkeit gefertigt werden kann, während andererseits eine besonders feine und gezielte Dosierung und Ausbildung der Thermoreaktionsschicht möglich wird.
Das Papiergewicht des fertigen Aufzeichnungsmaterials liegt vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 120 g/m2.
Der Weißgrad bzw. der Weißgehalt des fertigen Aufzeichnungsmaterials liegt, wenn es sich um ein weißes Aufzeichnungsmaterial handelt, gemessen nach ISO 2469 in einem Bereich von 85 bis 98%.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert, wobei der Grundgedanke der Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist: Beispiel
Zunächst wurde auf einer herkömmlichen Papierherstellungsmaschine eine Papierbahn als Trägersubstrat mit Aufbringen einer Zwischenschicht gefertigt. Anschließend wurde die so gefertigte Papierbahn der Anlage zum Aufbringen der Thermoreaktionsschicht zugeführt.
Die die spätere Thermoreaktionsschicht bildende wässrige Auftragssuspension wurde mit Hilfe des Curtain-Coating-Verfahrens auf das Trägersubstrat aufgebracht. Die Viskosität der wässrigen Auftragssuspension betrug dabei 450 mPas (nach Brookfield, 100 U/min, 20°C). Die Oberflächenspannung der Auftragssuspension betrug 46 mN/m (statistische Ringmethode). Das Flächengewicht der Papierbahn lag bei 43 g/m2. Die Papierbahn wurde mit einer Fördergeschwindigkeit von 1200 m/min durch die Curtain- Coating-Einrichtung geführt. Hier wurde eine wässrige Auftragssuspension in bekannter Weise aufgebracht, um eine Thermoreaktionsschicht mit einem Gewicht von 5,8 g/m2 (ofentrocken) auszubilden.
Nach dem Auftragen der wässrigen Auftragssuspension erfolgte in üblicher Weise der Trocknungsvorgang der beschichteten Papierbahn. Anschließend wurde die der ausgehärteten Thermoreaktionsschicht entgegengesetzte Flachseite der Papierbahn erneut befeuchtet und so weit getrocknet, dass der Feuchtegehalt der Papierbahn mit getrockneter Thermoreaktionsschicht bei etwa 7 Gew.-% lag. Hierdurch sollten über die gesamte Breite der Papierbahn möglichst konstante Materialeigenschaften der Papierbahn eingestellt werden.
Anschließend wurde die so beschichtete und in ihrem Feuchtegehalt definiert eingestellte Papierbahn mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht durch ein Schuhglattwerk geführt, wobei auch hier die Geschwindigkeit bei 1200 m/min lag. Bei dem Schuh- glättwerk handelte es sich um ein Schuhglattwerk der Firma Voith® in Form eines sogenannten Schuhkalanders. Bei dem in der Versuchsanlage von Voith® verwendeten Schuhglattwerk handelte es sich um ein Glättwerk, dass mit einer Walze aus Hartguss sowie einer Druckschuheinheit ausgerüstet war. Die Walze aus Hartguss hatte einen Durchmesser von 1067 mm. Die Druckschuheinheit war durch einen aus einem Elastomer gefertigten Pressmantel mit einem Durchmesser von 1100 mm gebildet, welcher mit drehbaren Spannringen an einer Haltevorrichtung gehalten war. Im
Inneren des zylinderförmigen Pressmantels war ein Druckschuh angeordnet, welcher hydraulisch zu betätigen war und mit dem zwischen dem Pressmantel und dem
Druckschuh eine hydrostatische Presszone ausgebildet werden konnte.
Die mit der Thermoreaktionsschicht beschichtete Papierbahn wurde anschließend durch den Glättspalt des Schuhglättwerkes hindurchgeführt, wobei der Anpressdruck, mit dem der Pressmantel gegen die andere Walze gedrückt wurde, so eingestellt war, dass sich eine maximale Streckenlast von 600 N/mm und eine minimale Streckenlast von 50 N/mm ergaben. Die von der Größe des Druckschuhs abhängige Nip-Breite war auf 40 mm eingestellt bei einer Bahnbreite vor dem Kalander von 800 mm.
Nach dem Durchlaufen des Schuhglättwerkes wurde die so beschichtete und geglättete Papierbahn aufgewickelt.
In der nachfolgenden Tabelle sind Parameter verschiedener nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter wärmeempfindlicher Aufzeichnungsmaterialien im Vergleich zu Aufzeichnungsmaterialien gezeigt, welche in herkömmlicher Weise gefertigt worden sind.
So zeigte sich, dass entgegen der bisher getroffenen Annahme, dass sich nur mit einem ausreichend hohen Anpressdruck eine möglichst glatte Oberfläche bei der Thermoreaktionsschicht eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials erreichen lässt, mit Hilfe des Schuhglättwerkes bei deutlich geringerem Anpressdruck und deutlich höherer Verweilzeit des Aufzeichnungsmaterials im Glättspalt des Schuhglättwerkes, eine gleichbleibende, gegebenenfalls sogar bessere Oberflächenqualität einstellen lässt, ohne dass Vorreaktionen in der Thermoreaktionsschicht auftreten. Gleichzeitig zeigte das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Aufzeichnungsmaterial deutlich geringere Mottling-Effekte als die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien.
In der oben angegebenen Tabelle sind unterschiedliche wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien aufgelistet, die nach unterschiedlichen Verfahren geglättet worden sind. Dabei wurden die sogenannte optische Dichte 1, die optische Dichte 2, der Weißgehalt, die Glätte gemessen nach Bekk sowie die Vorreaktionen aufgelistet.
Die mit 100 und 300 gekennzeichneten Muster wurden nicht geglättet.
Die mit 101 bis 105 gekennzeichneten Muster wurden in einem Glättwerk mit einer Walze mit harter und einer Walze mit elastischer Oberfläche, welche eine Shore-Härte von 90° Sh (D) hatte, geglättet. Die mit der Nummernfolge 201 bis 206 gekennzeichneten Muster wurden in einem Glättwerk mit zwei Walzen geglättet, deren Oberflächen jeweils elastisch waren und eine Shore-Härte von 90° Sh (D) hatten.
Die mit der Nummernfolge 301 bis 306 gekennzeichneten Muster wurden erfϊndungs- gemäß mit dem zuvor beschriebenen Schuhglattwerk geglättet.
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, zeigen alle Muster annähernd die gleichen Werte für die optische Dichte 1 und die optische Dichte 2, mit der angegeben wird, wie schnell ein Thermopapier reagiert. Die optischen Dichten wurden jeweils mit einem Remissi- onsdensitometer der Type Macbeth D 19 C gemessen, das den Kontrastunterschied zwischen uneingefarbter und durch Wärmeeinwirkung geschwärzter Messfläche misst. Je höher der Messwert ausfallt, um so starker ist die Schwärzung des wärmeempfindli- chen Aufzeichnungsmaterials. Die optische Dichte 1 gibt dabei den maximalen Schwärzungsgrad an, der sich bei einer bestimmten Energiebeaufschlagung einstellt (zum Beispiel erhalten durch eine Bestromungszeit von 1 Millisekunde). Um die optischen Dichte 2 zu erhalten, wird das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial unter gleichen Bedingungen behandelt, jedoch mit der halben Bestromungszeit beaufschlagt.
Hinsichtlich des Weißgehaltes, der nach ISO 2469 ermittelt wurde, ist erkennbar, dass mit dem erfϊndungsgemäßen Verfahren ein höherer Weißgehalt erreicht werden kann als mit den herkömmlichen Glättverfahren. So zeigen alle mit dem Schuhglattwerk geglätteten Muster Weißgehalte von mindestens 92,0%, während die Vergleichsmuster jeweils Weißgehalte von weniger als 92,0% zeigten, so zum Beispiel das Muster 105 mit einem Weißgehalt von 90,0%.
Die Glättewerte gemessen nach Bekk in Bekk-Sekunden bei den nach den erfindungs- gemäßen Verfahren hergestellten Mustern entsprachen im Wesentlichen den üblichen Werten der Vergleichsmuster.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem erfindungsgemäß hergestellten Muster und den nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Mustern war jedoch in der sogenannten Vorreaktion erkennbar. Hierbei handelt es sich um einen Wert, mit dem angegeben wird, ob das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial nach dem Durchlaufen des Glättwerkes bereits eine geringfügige Verfärbungsreaktion zeigt.
Dabei gilt, je höher der Wert der Vorreaktion, desto deutlicher ist eine Verfärbungsre- aktion erkennbar. Wie der Tabelle entnommen werden kann, zeigte keines der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Muster eine Vorreaktion (Wert = 0), während die Vergleichsmuster teilweise deutliche Vorreaktionen zeigten (Werte bis zu 2,5).
Zusammenfassend war erkennbar, dass die nach dem erflndungsgemäßen Verfahren hergestellten Muster zumindest die gleichen Eigenschaften nach dem Glätten zeigten wie die Vergleichsmuster, jedoch deutlich weniger zu Vorreaktionen neigten.
Darüber hinaus zeigten die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Muster verglichen mit den nach den herkömmlichen Verfahren hergestellten Vergleichsmustern ein matteres Erscheinungsbild, das auch nach Durchlaufen eines Druckvorgangs erhalten blieb, wobei nahezu kein Mottling-Effekt auftrat.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, welches ein Trägersubstrat sowie eine einen Farbbildner und einen Farbentwickler enthaltende Thermoreaktionsschicht aufweist, insbesondere zur Herstellung eines Thermopapiers, wobei bei dem Verfahren auf das Trägersubstrat eine die Ausgangs- materialien der Thermoreaktionsschicht enthaltene Auftragssuspension aufgebracht wird, das Trägersubstrat mit aufgebrachter Auftragssuspension getrocknet und zum Glätten durch ein Glättwerk geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das getrocknete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht zum Glätten durch ein Schuhglattwerk geführt wird, in welchem das getrocknete Trägersubstrat mit aufge- brachter Thermoreaktionsschicht mit vorgegebenem Anpressdruck großflächig gegen eine mitgeführte Walze gedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck, mit dem das getrocknete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht gegen die Walze gedrückt wird, so eingestellt wird, dass eine eventuell auftretende Vorreaktion der Thermoreaktionsschicht vernachlässigbar klein ist oder nicht auftritt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördergeschwindigkeit des Trägersubstrates durch das Schuhglattwerk, der Anpressdruck, mit dem das Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht gegen die Walze gedrückt wird, sowie die wirksame Anpressfläche, mit der das Trägersubstrat beim Glätten gegen die Walze gepresst wird, so gewählt sind, dass sich die Thermoreaktionsschicht auf dem Trägersubstrat beim Durchlaufen des Schuhglättwerkes nur so stark erwärmt, dass noch keine sichtbare Verfärbungsreaktion der Thermoreaktions- schicht auftritt.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördergeschwindigkeit des Trägersubstrates in einem Bereich von 700 bis 1750 m/min liegt.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckenlast des Schuhglättwerkes in einem Bereich von
40 N/mm bis 650 N/mm liegt.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nip-Breite des Schuhglättwerkes bei einer Bahnbreite des Trägersubstrates von 3500 bis 4500 mm in einem Bereich von 30 bis 50 mm liegt.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegehalt des Trägersubstrates mit aufgebrachter
Thermoreaktionsschicht unmittelbar vor dem Durchlaufen des Schuhglättwerkes in einem Bereich von 4 bis 8 Gew.-% liegt.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das getrocknete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht vor dem Glätten im Schuhglattwerk auf seiner der Thermoreaktionsschicht abgewandten Rückseite befeuchtet und das befeuchtete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht vor dem Glätten im Schuhglattwerk nochmals getrocknet wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragssuspension durch Streichen auf das Trägersubstrat aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragssuspension unter Anwendung des Curtain-Coating-Verfahrens auf das Trägersubstrat aufgebracht wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat vor dem Auftragen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension geglättet wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat mit einer Zwischenschicht versehen wird, auf welche die Auftragssuspension aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht gleichfalls als Suspension auf das Trägersubstrat aufgebracht und das Trägersubstrat mit aufgebrachter Zwischenschicht getrocknet wird, bevor die die spätere Thermoreaktionsschicht bildende Auftragssuspension auf die Zwischenschicht aufgetragen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat mit aufgebrachter Zwischenschicht vor dem Aufbringen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension geglättet wird.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat unmittelbar vor dem Auftragen der Zwischenschicht bzw. vor dem Auftragen der die spätere Thermoreaktionsschicht bildenden Auftragssuspension gefertigt wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägersubstrat eine Papierbahn dient.
17. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einem Trägersubstrat sowie einer einen Farbbildner und einen Farbentwickler enthaltenden Thermoreaktionsschicht, wobei das Aufzeichnungsmaterial durch ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist.
18. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoreaktionsschicht durch das Curtain-Coating-Verfahren auf das Trägersubstrat aufgebracht worden ist.
19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Papiergewicht des fertigen Aufzeichnungsmaterials in einem Bereich von 45 bis 120 g/m2 liegt.
20. Aufzeichnungsmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Weißgrad bzw. Weißgehalt nach ISO 2469 des Aufzeichnungsmaterials in einem Bereich von 85 bis 98% liegt.
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