EP1755901B2 - Method for producing thermosensitive recording material and recording material produced according to said method - Google Patents

Method for producing thermosensitive recording material and recording material produced according to said method Download PDF

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EP1755901B2
EP1755901B2 EP05756012.0A EP05756012A EP1755901B2 EP 1755901 B2 EP1755901 B2 EP 1755901B2 EP 05756012 A EP05756012 A EP 05756012A EP 1755901 B2 EP1755901 B2 EP 1755901B2
Authority
EP
European Patent Office
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carrier substrate
layer
suspension
thermoreactive
thermal reaction
Prior art date
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EP05756012.0A
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French (fr)
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EP1755901A1 (en
EP1755901B1 (en
Inventor
Michael Boschert
Georg Streif
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Papierfabrik August Koehler SE
Original Assignee
Papierfabrik August Koehler SE
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Publication date
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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 for producing a heat-sensitive recording material.
  • Heat-sensitive recording materials have long been known in the art. As a rule, they have a thin, flat carrier substrate and a thin thermal reaction layer applied thereto.
  • the carrier substrate is usually paper, paper with a proportion of plastic fibers or a suitable plastic film.
  • the thin thermal reaction layer applied to the carrier substrate contains in the finest distribution a color former, for example crystal violet lactone, and a color developer, for example in the form of an acidic reaction partner.
  • the color formers and color developers are dispersed in a binder that is not or only slightly meltable when exposed to heat.
  • US 5068133 describes a method for producing a heat-sensitive recording material.
  • thermosensitive thermal reaction layer In the thermal printing process, a printhead of a thermal printer directly acts on the thermosensitive thermal reaction layer, the action of heat causing a substantial melting and diffusion of the color formers and color developers contained in the binder, which react with each other 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 at the heated point within a fraction of a second.
  • a carrier substrate which has the most uniform possible distribution of the fibers, a uniform surface morphology and a uniform as possible absorbency over the surface.
  • the roughness of the surface of the support substrate to which the thermal reaction layer is applied is set in the preparation of the support substrate so that the thermal reaction layer can adhere well to the surface of the support substrate.
  • the degree of grinding of the particles forming the color formers and color developers is adjusted as finely as possible.
  • the various particles usually have a particle size of 0.5 to 3.5 microns.
  • the most uniform possible dispersion of the various particles in the subsequent thermal reaction layer forming application suspension is adjusted by suitable measures.
  • an attempt is made to reduce the occurrence of the mottling effect described above by the binder used and the binder distribution in the application suspension. It is also to be achieved by suitable methods, with which the application suspension is applied to the carrier substrate, a uniform distribution of the later resulting thermal reaction layer on the surface of the carrier substrate. For this purpose, a variety of methods are used, for example, the curtain coating method, the application with rollers or blades or the so-called doctoring. Finally, an attempt is made to achieve the most uniform possible thermal reaction layer by suitable drying methods.
  • the recording materials are additionally smoothed after drying in order to set the most homogeneous, smooth but matt surface possible.
  • calender usually a so-called Mol-calender (Matt-Online-calender) is used.
  • Mol-calender Moatt-Online-calender
  • roller pairs are also used, in which one of the two rollers is provided with a paper casing, a plastic casing or a rubber casing, while the other roller is made of, for example, surface hardened steel or chilled cast iron.
  • roller pairs are used in which the lateral surfaces of both rollers are elastically deformable.
  • the raw material used for the production of the carrier substrate for Use comes, also has a significant impact on the emergence of the mottling effect.
  • the type of cellulose, the sizing agent and the pigments of the paper raw material 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.
  • the invention solves this problem by a method having the features of claim 1.
  • a shoe caliper value is a calender consisting of a roller usually made of surface-hardened steel and an elastic press cover serving as a contact element, which, like the roller, moves with the carrier substrate when the carrier substrate passes through the gap between the roller and the roller Pressing jacket is passed.
  • the press cover is hollow cylindrical, rotatably mounted at its open ends and is pressed by means of a so-called pressure shoe against the oppositely arranged entrained roller.
  • a hydraulic pad is usually formed between the inner peripheral surface of the press jacket and the pressure shoe, with which the press cover is pressed as uniformly as possible against the entrained roller.
  • Such shoe straighteners are usually used only in the manufacture of cardboard to prevent compression of the cardboard when smoothing, the shoe calf smooth the surfaces of the cardboard before they are provided with the outer layers to be printed.
  • thermosensitive recording material it has been found in the inventive use of the shoe caliper for thermosensitive recording material that the thermal reaction layer of smoothed by the Schuhglätttechnikes recording materials compared to recording materials that have been smoothed in a conventional manner, a much lower tendency to form the Mottling effect show how a variety of experimental series impressively proved.
  • the recording material shows a uniformly matte surface, which tends to be slightly mottling even after printing.
  • the influence of the qualities of the starting materials in particular the influence of the quality of the raw materials and the influence of the quality of the carrier substrate, on the mottling effect by using the method according to the invention significantly decreases, so that even with less high-quality starting materials high-quality recording materials can be made, where the mottling effect hardly occurs.
  • the contact pressure with which the dried carrier substrate with applied thermal reaction layer is pressed against the roller be adjusted so that a possibly occurring pre-reaction of the thermal reaction layer is negligibly small or does not occur.
  • the finished recording material after passing through the shoe calender does not show any color haze caused by pre-reactions of the color formers and color developers in the thermal reaction layer, for example a gray haze, but the recording material shows its desired base color, for example white.
  • the contact pressure is in turn chosen so high that a sufficient surface smoothness is given at the same time desired languor.
  • both the conveying speed of the carrier substrate through the shoe calender, the contact pressure with which the carrier substrate with 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 manufactured with high surface quality.
  • the conveying speed, the contact pressure and the effective contact surface are preferably selected such that the thermal reaction layer on the carrier substrate is only heated to such an extent when passing through the shoe calender that no visible discoloration reactions of the thermal reaction layer occur.
  • the maximum allowable temperature in a conventional thermosensitive recording material is in a range of about 60 to 70 ° C, at which no visible discoloration reaction of the thermal reaction layer yet occurs.
  • the three process parameters conveying speed, contact pressure and effective contact surface can be set defined by the use of the discoloration reaction of the thermal reaction layer, so that a high degree of discoloration at a low degree of discoloration Quality of the recording material can be adjusted.
  • the conveying speed of the carrier substrate through the shoe calender is in a preferred variant of the method in a range of about 700 to 1750 m / min. On the one hand, it is ensured at these conveying speeds that the thermal reaction layer does not exhibit any of the previously described discoloration reactions, but that the recording material can be produced simultaneously at a sufficiently high production rate.
  • the line load of the shoe calender i.
  • the load of the carrier substrate in the shoe caliper which acts along a contact line transversely to the conveying direction of the carrier substrate, is preferably in a range of about 40 N / mm to 650 N / mm. It has been shown that most reaction partners in the thermal reaction layer are heated to such an extent only at a higher effective line load due to the high pressure forces that a discoloration reaction occurs.
  • the nip width of the shoe caliper i. the length seen in the conveying direction of the carrier substrate, along which the roller and the press cover rest on the carrier substrate, is selected such that the nip width is within a range of 30 to 50 mm for a web width of the carrier substrate of 3500 to 4500 mm.
  • the maximum acting contact pressure in the inventive method can be set comparatively low, since the recording material is smoothed over a longer period in the shoe caliper.
  • the carrier substrate with applied thermal reaction layer is dried just prior to smoothing so far that the moisture content of the carrier substrate with applied thermal reaction layer in a range of 4 to 8 wt .-% lies.
  • the application suspension forming the later thermal reaction layer is preferably applied to the carrier substrate by brushing.
  • a variety of known methods can be used, such as application of the application suspension by doctoring, with the help of rollers or rollers or 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 passed through a curtain coating device in which the application suspension is applied in the form of a curtain or veil on the surface of the carrier substrate, wherein the application suspension distributed by their surface tension evenly on the surface to be coated.
  • the carrier substrate is preferably smoothed in a defined manner before the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer is smoothed. This gives the carrier substrate a uniformly homogenized surface on which the application suspension adheres well during application.
  • the thermal reaction layer on the planar carrier substrate, it is proposed in a particularly preferred variant of the method according to the invention to apply to the surface of the carrier substrate, to which the thermal reaction layer is to be applied, an intermediate layer in an upstream process step, with which the rough surface of the carrier substrate is equalized and homogenized.
  • the intermediate layer can be selectively adjusted so; at the same time serving as thermal insulation between the support substrate and the thermal reaction layer applied to the intermediate layer.
  • the discoloration reaction is further accelerated, since the heat applied from the thermal print head on the thermal reaction layer heat amount from the intermediate layer is reflected back into the thermal reaction layer, while possibly a small part of the amount of heat transferred transferred to the carrier substrate and is emitted to the outside thereof ,
  • the carrier substrate with applied intermediate layer is additionally smoothed, for example by means of a coating, before the application of the subsequent thermal reaction layer conventional molten calender.
  • the carrier substrate which is usually a paper or plastic web, can either be prepared beforehand and fed, for example, in the form of rolls, to the plant carrying out the process according to the invention.
  • the carrier substrate is already made from known raw materials on the same system, dried, pressed and smoothed and then fed to the corresponding facilities for applying the intermediate layer or for applying the subsequent thermal reaction layer forming application suspension.
  • the carrier substrate directly before the application of the intermediate layer or before the application of the subsequent thermal reaction layer forming application suspension, but on a separate from the process of the invention exporting plant, so that the system for applying the intermediate layer or The thermal reaction layer in its process parameters, in particular the conveying speed, can be optimally adjusted.
  • the production of the carrier substrate immediately before the application of the intermediate layer or before the application of the subsequent thermal reaction layer forming application suspension has the advantage that online the properties of the carrier substrate can be adjusted and optionally readjusted in order to obtain the highest possible heat-sensitive To produce recording material.
  • the carrier substrate used is preferably a paper web.
  • a plastic film or even a paper web with a proportion of plastic fibers as the carrier substrate.
  • thermosensitive recording material is manufactured by a method as described in the various method variants described above.
  • the thermal reaction layer of the recording material has been applied to the carrier substrate by the curtain-coating method.
  • the use of the curtain-coating method has the advantage that the recording material can be produced on the one hand with a very high production rate, while on the other hand a particularly fine and targeted dosing and training of the thermal reaction layer is possible.
  • the paper weight of the final recording material is preferably in a range of 45 to 120 g / m 2 .
  • the whiteness or the whiteness of the finished recording material is, if it is a white recording material measured in accordance with ISO 2469 in a range of 85 to 98%.
  • a paper web was produced as a carrier substrate with an intermediate layer applied thereto. Subsequently, the paper web thus produced was fed to the system for applying the thermal reaction layer.
  • the aqueous application suspension forming the later thermal reaction layer was applied to the carrier substrate by means of 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 at a conveying speed of 1200 m / min through the curtain coating device.
  • an aqueous coating suspension was applied in a known manner to form a thermal reaction layer having a weight of 5.8 g / m 2 (oven-dry).
  • the shoe calender was a shoe calender from Voith® in the form of a so-called shoe calender.
  • the shoe calender used in the test facility of Voith® was a calender 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 assembly was formed by a 1100 mm diameter elastomeric press jacket which was held on a holder with rotatable tension rings. Inside the cylindrical press jacket, a pressure shoe was arranged, which was hydraulically operated and with which a hydrostatic press zone could be formed between the press cover and the pressure shoe.
  • the coated with the thermal reaction layer paper web was then passed through the smoothing nip of the Schuhglätttechnikes, wherein the contact pressure with which the press cover pressed against the other roller was set to give a maximum line load of 600 N / mm and a minimum line load of 50 N / mm.
  • the size of the pressure shoe dependent nip width was set to 40 mm with a web width in front of the calender of 800 mm.
  • thermosensitive recording materials prepared by the method of the present invention are shown in comparison to recording materials conventionally produced.
  • optical Density 1 optical Density 2 Brightness smoothness to Bekk pre-reaction 100 1.40 0.86 92.4 157 0 101 1.41 0.92 91.5 285 0.5 102 1.38 1.00 91.1 315 1 103 1.38 1.02 90.5 336 1.5 104 1.39 1.00 90.2 346 2 105 1.39 1.02 90.0 358 2.5 201 1.40 0.90 91.8 252 202 1.40 0.93 91.7 260 0.5 203 1.40 0.93 91.1 269 0.5 204 1.39 0.94 91.1 275 0.5 205 1.40 0.94 91.2 279 1 300 1.41 0.86 93.0 167 0 301 1.40 0.90 92.4 236 0 302 1.41 0.93 92.2 267 0 303 1.40 0.94 92.0 295 0 304 1.41 0.96 92.1 311 0 305 1.40 0.96 92.0 328 0 306 1.40 0.99 91.6 334 0
  • thermosensitive recording materials which have been smoothed by various methods.
  • optical density 1 the optical density 2
  • whiteness the smoothness measured according to Bekk and the pre-reactions were listed.
  • the patterns marked 100 and 300 were not smoothed.
  • the samples indicated at 101 to 105 were smoothened in a calender with a hard roller and an elastic surface roller having a Shore hardness of 90 ° Sh (D).
  • the samples labeled 201-205 were smoothed in a two-roll calender whose surfaces were each elastic and had a Shore hardness of 90 ° Sh (D).
  • the patterns show approximately the same values for the optical density 1 and the optical density 2, which indicates how fast a thermal paper reacts.
  • the optical densities were each measured with a Macbeth D 19 C remission densitometer, which measures the contrast difference between uninteged and heat-blackened measuring surface. The higher the reading, the stronger the blackening of the thermosensitive recording material.
  • the optical density 1 gives the maximum degree of blackening, which occurs at a certain energy input (for example, obtained by a current of 1 millisecond). In order to obtain the optical density 2, the thermosensitive recording material is treated under the same conditions, but applied with half the energization time.
  • thermosensitive recording material already shows a slight discoloration reaction after passing through the calender.
  • the samples produced by the method of the present invention showed a duller appearance as compared with the comparative samples produced by the conventional methods, which remained even after undergoing a printing operation, with almost no mottling effect.

Abstract

The invention relates to a method for producing thermosensitive recording material, comprising a carrier substrate and a thermal reaction layer containing a color former and a color developer. According to the invention, an application suspension, containing the starting materials of the thermal reaction layer, is applied to the carrier substrate and the carrier substrate is subsequently dried with the applied application suspension. Then the dried carrier substrate with the applied thermal reaction layer is guided through a smoothing mechanism in order to be smoothed, wherein the dried carrier substrate with the applied thermal reaction layer is pressed extensively against a roller by means of a predetermined contact pressure. The invention also relates to a recording material which is produced according to the inventive method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials.The invention relates to a method for producing a heat-sensitive recording material.

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.Heat-sensitive recording materials have long been known in the art. As a rule, they have a thin, flat carrier substrate and a thin thermal reaction layer applied thereto. The carrier substrate is usually paper, paper with a proportion of plastic fibers or a suitable plastic film. The thin thermal reaction layer applied to the carrier substrate contains in the finest distribution a color former, for example crystal violet lactone, and a color developer, for example in the form of an acidic reaction partner. The color formers and color developers are dispersed in a binder that is not or only slightly meltable when exposed to heat.

US 5068133 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. US 5068133 describes a method for producing a heat-sensitive recording material.

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.In the thermal printing process, a printhead of a thermal printer directly acts on the thermosensitive thermal reaction layer, the action of heat causing a substantial melting and diffusion of the color formers and color developers contained in the binder, which react with each other with discoloration. However, 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 at the heated point within a fraction of a second.

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.Despite the high precision with which the heat-sensitive recording materials described above are produced, occurs in heat-sensitive recording materials again and again to a greater or lesser extent the so-called mottling effect. These are in particular after the printing occurring morphological irregularities on the surface of the thermal reaction layer, which are in the form of irregularly distributed over the surface of the thermal reaction layer, alternately glossy and dull areas visible to the naked eye.

Zur Vermeidung des zuvor beschriebenen Mottling-Effektes, dessen Zustandekommen vielfältige und unterschiedliche Ursachen haben kann, werden bei der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials unterschiedlichste Maßnahmen ergriffen.In order to avoid the mottling effect described above, the occurrence of which can have many and varied causes, a wide variety of measures are taken in the production of the recording material.

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 gleichmäßige 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.Thus, it is first attempted to achieve as uniform a flat surface as possible by using a correspondingly high-quality carrier substrate, to which the thermal reaction layer is applied. Thus, a carrier substrate is usually used which has the most uniform possible distribution of the fibers, a uniform surface morphology and a uniform as possible absorbency over the surface. At the same time, the roughness of the surface of the support substrate to which the thermal reaction layer is applied is set in the preparation of the support substrate so that the thermal reaction layer can adhere well to the surface of the support substrate.

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.Furthermore, it is attempted to further reduce the mottling effect by means of correspondingly high-quality starting materials, from which the thermal reaction layer is formed. Thus, in the case of particularly high-quality heat-sensitive recording materials, the degree of grinding of the particles forming the color formers and color developers is adjusted as finely as possible. The various particles usually have a particle size of 0.5 to 3.5 microns. Furthermore, the most uniform possible dispersion of the various particles in the subsequent thermal reaction layer forming application suspension is adjusted by suitable measures.

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.In addition, an attempt is made to reduce the occurrence of the mottling effect described above by the binder used and the binder distribution in the application suspension. It is also to be achieved by suitable methods, with which the application suspension is applied to the carrier substrate, a uniform distribution of the later resulting thermal reaction layer on the surface of the carrier substrate. For this purpose, a variety of methods are used, for example, the curtain coating method, the application with rollers or blades or the so-called doctoring. Finally, an attempt is made to achieve the most uniform possible thermal reaction layer by suitable drying methods.

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.Furthermore, the recording materials are additionally smoothed after drying in order to set the most homogeneous, smooth but matt surface possible. For this purpose, it is customary to guide the carrier substrate with applied thermal reaction layer after drying through a calender. As calender usually a so-called Mol-calender (Matt-Online-calender) is used. This is a pair of rollers between which the carrier substrate with applied thermal reaction layer is passed. The rollers are formed, for example, of metal. Alternatively, however, roller pairs are also used, in which one of the two rollers is provided with a paper casing, a plastic casing or a rubber casing, while the other roller is made of, for example, surface hardened steel or chilled cast iron. Optionally, roller pairs are used in which the lateral surfaces of both rollers are elastically deformable.

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.Furthermore, it has been shown that, for example, the raw material used for the production of the carrier substrate for Use comes, also has a significant impact on the emergence of the mottling effect. For example, the type of cellulose, the sizing agent and the pigments of the paper raw material 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.

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.Although these previously described different factors and measures are known, it has not been possible to achieve a consistent quality of the recording material with consistently low tendency to form the Mottling effect even with optimized initial conditions.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials anzugeben, durch dessen Einsatz bzw. bei dem der zuvor beschriebene Mottling-Effekt verglichen mit bekannten Aufzeichnungsmaterialien nur mehr vermindert auftritt.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a method for producing a heat-sensitive recording material, by whose use or in which the mottling effect described above only occurs in a reduced manner compared with known recording materials.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1.The invention solves this problem by a method having the features of claim 1.

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.An essential feature on which the method according to the invention is based is the use of a so-called shoe calender. A shoe caliper value is a calender consisting of a roller usually made of surface-hardened steel and an elastic press cover serving as a contact element, which, like the roller, moves with the carrier substrate when the carrier substrate passes through the gap between the roller and the roller Pressing jacket is passed. The press cover is hollow cylindrical, rotatably mounted at its open ends and is pressed by means of a so-called pressure shoe against the oppositely arranged entrained roller. For this purpose, a hydraulic pad is usually formed between the inner peripheral surface of the press jacket and the pressure shoe, with which the press cover is pressed as uniformly as possible against the entrained roller. Such shoe straighteners are usually used only in the manufacture of cardboard to prevent compression of the cardboard when smoothing, the shoe calf smooth the surfaces of the cardboard before they are provided with the outer layers to be printed.

Überraschenderweise hat sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Schuhglättwerkes für wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial herausgestellt, dass die Thermoreaktionsschicht von mit Hilfe des Schuhglättwerkes geglätteten Aufzeichnungsmaterialien 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.Surprisingly, it has been found in the inventive use of the shoe caliper for thermosensitive recording material that the thermal reaction layer of smoothed by the Schuhglättwerkes recording materials compared to recording materials that have been smoothed in a conventional manner, a much lower tendency to form the Mottling effect show how a variety of experimental series impressively proved. The recording material shows a uniformly matte surface, which tends to be slightly mottling even after printing.

Ferner hat sich gezeigt, dass der Einfluss der Qualitäten 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 Ausgangsmaterialien hochwertige Aufzeichnungsmaterialien gefertigt werden können, bei denen der Mottling-Effekt kaum auftritt.Furthermore, it has been found that the influence of the qualities of the starting materials, in particular the influence of the quality of the raw materials and the influence of the quality of the carrier substrate, on the mottling effect by using the method according to the invention significantly decreases, so that even with less high-quality starting materials high-quality recording materials can be made, where the mottling effect hardly occurs.

Diese und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des Aufzeichnungsmaterials werden aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen noch deutlicher.These and other advantages of the method according to the invention and of the recording material will become clearer from the following description and the subclaims.

So wird bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, 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. 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.Thus, in a preferred variant of the method according to the invention, it is proposed that the contact pressure with which the dried carrier substrate with applied thermal reaction layer is pressed against the roller be adjusted so that a possibly occurring pre-reaction of the thermal reaction layer is negligibly small or does not occur. By this measure it is ensured that the finished recording material after passing through the shoe calender does not show any color haze caused by pre-reactions of the color formers and color developers in the thermal reaction layer, for example a gray haze, but the recording material shows its desired base color, for example white. However, the contact pressure is in turn chosen so high that a sufficient surface smoothness is given at the same time desired languor.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn sowohl die Fördergeschwindigkeit des Trägersubstrates durch das Schuhglättwerk, 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 Temperatur bei einem herkömmlichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial in einem Bereich von etwa 60 bis 70°C, bei der noch keine sichtbare Verfärbungsreaktion der Thermoreaktionsschicht auftritt. 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.Furthermore, it is advantageous if both the conveying speed of the carrier substrate through the shoe calender, the contact pressure with which the carrier substrate with 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 manufactured with high surface quality. The conveying speed, the contact pressure and the effective contact surface are preferably selected such that the thermal reaction layer on the carrier substrate is only heated to such an extent when passing through the shoe calender that no visible discoloration reactions of the thermal reaction layer occur. Thus, the maximum allowable temperature in a conventional thermosensitive recording material is in a range of about 60 to 70 ° C, at which no visible discoloration reaction of the thermal reaction layer yet occurs. In this process, the three process parameters conveying speed, contact pressure and effective contact surface can be set defined by the use of the discoloration reaction of the thermal reaction layer, so that a high degree of discoloration at a low degree of discoloration Quality of the recording material can be adjusted.

Die Fördergeschwindigkeit des Trägersubstrates durch das Schuhglättwerk 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.The conveying speed of the carrier substrate through the shoe calender is in a preferred variant of the method in a range of about 700 to 1750 m / min. On the one hand, it is ensured at these conveying speeds that the thermal reaction layer does not exhibit any of the previously described discoloration reactions, but that the recording material can be produced simultaneously at a sufficiently high production rate.

Die Streckenlast des Schuhglättwerkes, d.h. die Belastung des Trägersubstrats im Schuhglättwerk, die entlang einer Berührungslinie quer zur Förderrichtung des Trägersubstrates 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.The line load of the shoe calender, i. The load of the carrier substrate in the shoe caliper, which acts along a contact line transversely to the conveying direction of the carrier substrate, is preferably in a range of about 40 N / mm to 650 N / mm. It has been shown that most reaction partners in the thermal reaction layer are heated to such an extent only at a higher effective line load due to the high pressure forces that a discoloration reaction occurs.

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 Schuhglättwerk geglättet wird.So that the carrier substrate is smoothed as gently as possible, the nip width of the shoe caliper, i. the length seen in the conveying direction of the carrier substrate, along which the roller and the press cover rest on the carrier substrate, is selected such that the nip width is within a range of 30 to 50 mm for a web width of the carrier substrate of 3500 to 4500 mm. By compared with the prior art significantly larger nip width of the shoe calender; this is in the prior art in a range of 2 to 4 mm, the maximum acting contact pressure in the inventive method can be set comparatively low, since the recording material is smoothed over a longer period in the shoe caliper.

Um eine ausreichende Elastizität des Trägersubstrates mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht während des Glättens im Schuhglättwerk 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.In order to ensure sufficient elasticity of the carrier substrate with applied thermal reaction layer during smoothing in the shoe calender, the carrier substrate with applied thermal reaction layer is dried just prior to smoothing so far that the moisture content of the carrier substrate with applied thermal reaction layer in a range of 4 to 8 wt .-% lies.

Um möglichst homogene Eigenschaften über die gesamte Breite des Trägersubstrates vor dem Glätten im Schuhglättwerk zu erreichen, wird das getrocknete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht vor dem Glätten im Schuhglättwerk auf seiner der Thermoreaktionsschicht abgewandten Rückseite nochmals zu befeuchten und das befeuchtete Trägersubstrat mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht vor dem Glätten im Schuhglättwerk auf den gewünschten Feuchtegehalt zu trocknen.In order to achieve highly homogeneous properties over the entire width of the carrier substrate before smoothing in the shoe calender, the dried carrier substrate with applied thermal reaction layer before smoothing in Schuhglättwerk on its side facing away from the thermal reaction layer back to moisten the moistened carrier substrate with applied thermal reaction layer before smoothing in Shoe caliper to dry to the desired moisture content.

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.The application suspension forming the later thermal reaction layer is preferably applied to the carrier substrate by brushing. For this purpose, a variety of known methods can be used, such as application of the application suspension by doctoring, with the help of rollers or rollers or 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. Here, the carrier substrate is passed through a curtain coating device in which the application suspension is applied in the form of a curtain or veil on the surface of the carrier substrate, wherein the application suspension distributed by their surface tension evenly on the surface to be coated.

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 Trägersubstrat 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.In order to achieve a particularly uniform distribution of the application suspension and a particularly uniform adhesion of the forming thermal reaction layer on the carrier substrate, it is also of particular advantage if the carrier substrate is preferably smoothed in a defined manner before the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer is smoothed. This gives the carrier substrate a uniformly homogenized surface on which the application suspension adheres well during application.

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.In order to achieve the most uniform possible distribution of the thermal reaction layer on the planar carrier substrate, it is proposed in a particularly preferred variant of the method according to the invention to apply to the surface of the carrier substrate, to which the thermal reaction layer is to be applied, an intermediate layer in an upstream process step, with which the rough surface of the carrier substrate is equalized and homogenized. By adding appropriate additives, the intermediate layer can be selectively adjusted so; at the same time serving as thermal insulation between the support substrate and the thermal reaction layer applied to the intermediate layer. By this heat-insulating effect, the discoloration reaction is further accelerated, since the heat applied from the thermal print head on the thermal reaction layer heat amount from the intermediate layer is reflected back into the thermal reaction layer, while possibly a small part of the amount of heat transferred transferred to the carrier substrate and is emitted to the outside thereof ,

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.In order for the application suspension forming the subsequent thermal reaction layer to be uniformly distributed on the surface to be coated even when using an additional intermediate layer, it is also proposed here that the carrier substrate with applied intermediate layer is additionally smoothed, for example by means of a coating, before the application of the subsequent thermal reaction layer conventional molten calender.

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 entsprechenden Einrichtungen zugeführt.The carrier substrate, which is usually a paper or plastic web, can either be prepared beforehand and fed, for example, in the form of rolls, to the plant carrying out the process according to the invention. However, it is particularly advantageous to manufacture the recording material online on a single machine. For this purpose, the carrier substrate is already made from known raw materials on the same system, dried, pressed and smoothed and then fed to the corresponding facilities for applying the intermediate layer or for applying the subsequent thermal reaction layer forming application suspension.

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 Auftragssuspension hat den Vorteil, dass online bereits bei der Herstellung des Trägersubstrates gezielt die Eigenschaften des Trägersubstrates eingestellt und gegebenenfalls nachgeregelt werden können, um ein möglichst hochwertiges wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial herstellen zu können.Alternatively, it is also conceivable to manufacture the carrier substrate directly before the application of the intermediate layer or before the application of the subsequent thermal reaction layer forming application suspension, but on a separate from the process of the invention exporting plant, so that the system for applying the intermediate layer or The thermal reaction layer in its process parameters, in particular the conveying speed, can be optimally adjusted. The production of the carrier substrate immediately before the application of the intermediate layer or before the application of the subsequent thermal reaction layer forming application suspension has the advantage that online the properties of the carrier substrate can be adjusted and optionally readjusted in order to obtain the highest possible heat-sensitive To produce recording material.

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.The carrier substrate used is preferably a paper web. Alternatively, it is also possible to use a plastic film or even a paper web with a proportion of plastic fibers as the carrier substrate.

Das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial ist durch ein Verfahren gefertigt, wie es in den verschiedenen zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten geschildert ist.The thermosensitive recording material is manufactured by a method as described in the various method variants described above.

Besonders bevorzugt ist dabei die Thermoreaktionsschicht des 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.Particularly preferably, the thermal reaction layer of the recording material has been applied to the carrier substrate by the curtain-coating method. In particular, the use of the curtain-coating method has the advantage that the recording material can be produced on the one hand with a very high production rate, while on the other hand a particularly fine and targeted dosing and training of the thermal reaction layer is possible.

Das Papiergewicht des fertigen Aufzeichnungsmaterials liegt vorzugsweise in einem Bereich von 45 bis 120 g/m2.The paper weight of the final recording material is preferably in a range of 45 to 120 g / m 2 .

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%.The whiteness or the whiteness of the finished recording material is, if it is a white recording material measured in accordance with ISO 2469 in a range of 85 to 98%.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert, wobei der Grundgedanke der Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist:The invention is explained in more detail below by means of an example, wherein the basic idea of the invention is not limited to this example:

Beispielexample

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.First, on a conventional papermaking machine, a paper web was produced as a carrier substrate with an intermediate layer applied thereto. Subsequently, the paper web thus produced was fed to the system for applying the thermal reaction layer.

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.The aqueous application suspension forming the later thermal reaction layer was applied to the carrier substrate by means of 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 at a conveying speed of 1200 m / min through the curtain coating device. Here, an aqueous coating suspension was applied in a known manner to form a thermal reaction layer having a weight of 5.8 g / m 2 (oven-dry).

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.After application of the aqueous application suspension was carried out in the usual way the drying process of the coated paper web. Subsequently, the flat side of the paper web opposite the cured thermal reaction layer was moistened again and dried to such an extent that the moisture content of the paper web with dried thermal reaction layer was about 7% by weight. As a result, as constant as possible material properties of the paper web should be adjusted over the entire width of the paper web.

Anschließend wurde die so beschichtete und in ihrem Feuchtegehalt definiert eingestellte Papierbahn mit aufgebrachter Thermoreaktionsschicht durch ein Schuhglättwerk geführt, wobei auch hier die Geschwindigkeit bei 1200 m/min lag. Bei dem Schuhglättwerk handelte es sich um ein Schuhglättwerk der Firma Voith® in Form eines sogenannten Schuhkalanders. Bei dem in der Versuchsanlage von Voith® verwendeten Schuhglättwerk 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.Subsequently, the thus coated and set in its moisture content defined paper web was applied with applied thermal reaction layer through a shoe calender, which was also the speed at 1200 m / min. The shoe calender was a shoe calender from Voith® in the form of a so-called shoe calender. The shoe calender used in the test facility of Voith® was a calender 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 assembly was formed by a 1100 mm diameter elastomeric press jacket which was held on a holder with rotatable tension rings. Inside the cylindrical press jacket, a pressure shoe was arranged, which was hydraulically operated and with which a hydrostatic press zone could be formed between the press cover and the pressure shoe.

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.The coated with the thermal reaction layer paper web was then passed through the smoothing nip of the Schuhglättwerkes, wherein the contact pressure with which the press cover pressed against the other roller was set to give a maximum line load of 600 N / mm and a minimum line load of 50 N / mm. The size of the pressure shoe dependent nip width was set to 40 mm with a web width in front of the calender of 800 mm.

Nach dem Durchlaufen des Schuhglättwerkes wurde die so beschichtete und geglättete Papierbahn aufgewikkelt.After passing through the Schuhglättwerkes so coated and smoothed paper web was wound up.

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.In the following table, parameters of various thermosensitive recording materials prepared by the method of the present invention are shown in comparison to recording materials conventionally produced.

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. Nr. Optische
Dichte 1 Optische
Dichte 2 Weißgehalt Glätte
nach Bekk Vorreaktion 100 1,40 0,86 92,4 157 0 101 1,41 0,92 91,5 285 0,5 102 1,38 1,00 91,1 315 1 103 1,38 1,02 90,5 336 1,5 104 1,39 1,00 90,2 346 2 105 1,39 1,02 90,0 358 2,5 201 1,40 0,90 91,8 252 202 1,40 0,93 91,7 260 0,5 203 1,40 0,93 91,1 269 0,5 204 1,39 0,94 91,1 275 0,5 205 1,40 0,94 91,2 279 1 300 1,41 0,86 93,0 167 0 301 1,40 0,90 92,4 236 0 302 1,41 0,93 92,2 267 0 303 1,40 0,94 92,0 295 0 304 1,41 0,96 92,1 311 0 305 1,40 0,96 92,0 328 0 306 1,40 0,99 91,6 334 0 Thus, it was found that, contrary to the assumption made so far, that the smoothest possible surface in the thermoreactive layer of a heat-sensitive recording material can be achieved only with a sufficiently high contact pressure, with the help of the shoe caliper with significantly lower contact pressure and significantly higher residence time of the recording material in the nip of the shoe calender , can set a consistent, possibly even better surface quality without pre-reactions occur in the thermal reaction layer. At the same time, the recording material prepared by the process of the present invention showed significantly lower Mottling effects than the heat-sensitive recording materials prepared by the conventional process. No. optical
Density 1 optical
Density 2 Brightness smoothness
to Bekk pre-reaction 100 1.40 0.86 92.4 157 0 101 1.41 0.92 91.5 285 0.5 102 1.38 1.00 91.1 315 1 103 1.38 1.02 90.5 336 1.5 104 1.39 1.00 90.2 346 2 105 1.39 1.02 90.0 358 2.5 201 1.40 0.90 91.8 252 202 1.40 0.93 91.7 260 0.5 203 1.40 0.93 91.1 269 0.5 204 1.39 0.94 91.1 275 0.5 205 1.40 0.94 91.2 279 1 300 1.41 0.86 93.0 167 0 301 1.40 0.90 92.4 236 0 302 1.41 0.93 92.2 267 0 303 1.40 0.94 92.0 295 0 304 1.41 0.96 92.1 311 0 305 1.40 0.96 92.0 328 0 306 1.40 0.99 91.6 334 0

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.The above table lists various thermosensitive recording materials which have been smoothed by various methods. The so-called optical density 1, the optical density 2, the whiteness, the smoothness measured according to Bekk and the pre-reactions were listed.

Die mit 100 und 300 gekennzeichneten Muster wurden nicht geglättet.The patterns marked 100 and 300 were not smoothed.

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.The samples indicated at 101 to 105 were smoothened in a calender with a hard roller and an elastic surface roller having a Shore hardness of 90 ° Sh (D).

Die mit der Nummernfolge 201 bis 205 gekennzeichneten Muster wurden in einem Glättwerk mit zwei Walzen geglättet, deren Oberflächen jeweils elastisch waren und eine Shore-Härte von 90° Sh (D) hatten.The samples labeled 201-205 were smoothed in a two-roll calender whose surfaces were each elastic and had a Shore hardness of 90 ° Sh (D).

Die mit der Nummernfolge 301 bis 306 gekennzeichneten Muster wurden erfindungsgemäß mit dem zuvor beschriebenen Schuhglättwerk geglättet.The identified with the number sequence 301 to 306 samples were smoothed according to the invention with the shoe caliper described above.

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 Remissionsdensitometer 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 wärmeempfindlichen 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.As can be seen from the table, all the patterns show approximately the same values for the optical density 1 and the optical density 2, which indicates how fast a thermal paper reacts. The optical densities were each measured with a Macbeth D 19 C remission densitometer, which measures the contrast difference between uninteged and heat-blackened measuring surface. The higher the reading, the stronger the blackening of the thermosensitive recording material. The optical density 1 gives the maximum degree of blackening, which occurs at a certain energy input (for example, obtained by a current of 1 millisecond). In order to obtain the optical density 2, the thermosensitive recording material is treated under the same conditions, but applied with half the energization time.

Hinsichtlich des Weißgehaltes, der nach ISO 2469 ermittelt wurde, ist erkennbar, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein höherer Weißgehalt erreicht werden kann als mit den herkömmlichen Glättverfahren. So zeigen alle mit dem Schuhglättwerk 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%.With regard to the whiteness determined according to ISO 2469, it can be seen that a higher whiteness can be achieved with the method according to the invention than with the conventional smoothing methods. For example, all the patterns smoothed with the shoe calender show white contents of at least 92.0%, while the comparison samples each showed white contents of less than 92.0%, for example pattern 105 with a whiteness of 90.0%.

Die Glättewerte gemessen nach Bekk in Bekk-Sekunden bei den nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mustern entsprachen im Wesentlichen den üblichen Werten der Vergleichsmuster.The smoothness values measured according to Bekk in Bekk seconds in the samples produced by the methods according to the invention corresponded essentially to the usual values of the comparative samples.

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.However, a significant difference between the pattern produced according to the invention and the patterns produced by conventional methods was evident in the so-called pre-reaction. This is a value indicating whether the thermosensitive recording material already shows a slight discoloration reaction after passing through the calender.

Dabei gilt, je höher der Wert der Vorreaktion, desto deutlicher ist eine Verfärbungsreaktion 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).In this case, the higher the value of the pre-reaction, the clearer a discoloration reaction can be seen. As can be seen from the table, none of the samples prepared by the process according to the invention showed a pre-reaction (value = 0), while the comparative samples showed in some cases distinct pre-reactions (values up to 2.5).

Zusammenfassend war erkennbar, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Muster zumindest die gleichen Eigenschaften nach dem Glätten zeigten wie die Vergleichsmuster, jedoch deutlich weniger zu Vorreaktionen neigten.In summary, it could be seen that the samples produced by the process according to the invention showed at least the same properties after smoothing as the comparative samples, but tended to be much less prereactive.

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.Moreover, the samples produced by the method of the present invention showed a duller appearance as compared with the comparative samples produced by the conventional methods, which remained even after undergoing a printing operation, with almost no mottling effect.

Claims (13)

  1. A method of producing a heat-sensitive recording material comprising a carrier substrate and a thermoreactive layer containing a colour-generating substance and a colour developer, especially for producing a heat-sensitive paper, wherein in the method a suspension containing the materials for forming the thermoreactive layer is deposited onto the carrier substrate, the carrier substrate with the applied suspension is dried and conveyed for smoothing through a calendar, in which the dried carrier substrate with the applied thermoreactive layer is moistened on its rear surface remote from the thermoreactive layer before the smoothing in the shoe calendar and the moistened carrier substrate with the applied thermoreactive layer is dried again before the smoothing in the shoe calendar, wherein the conveying speed of the carrier substrate through the shoe calendar, the contact pressure, with which the carrier substrate with the applied thermoreactive layer is pressed against the roller and the effective contact surface, with which the carrier substrate is pressed against the roller during the smoothing are so selected that the thermoreactive layer on the carrier substrate is heated only so strongly that when passing through the shoe calendar no visible discolouration reaction of the thermoreactive layer occurs, wherein the maximum permissible temperature, at which no visible discolouration reaction of the thermoreactive layer occurs, lies in a range of 60 to 70°C.
  2. A method as claimed in Claim 1, characterised in that the conveying speed of the carrier substrate lies in a range of 700 to 1750 m/min.
  3. A method as claimed in Claim 1 or 2, characterised in that the line load of the shoe calendar lies in a range of 40 N/mm to 650 N/mm.
  4. A method as claimed in one of the preceding claims, characterised in that with a web width of the carrier substrate of 3500 to 4500 mm, the nip width of the shoe calendar lies in a range of 30 to 50 mm.
  5. A method as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the moisture content of the carrier substrate with the applied thermoreactive layer directly before running through the shoe calendar lies in a range of 4 to 8 wt.%.
  6. A method as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the suspension is applied to the carrier substrate by coating.
  7. A method as claimed in Claim 6, characterised in that the suspension is applied to the carrier substrate by using the curtain coating process.
  8. A method as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the carrier substrate is smoothed before the application of the suspension which forms the subsequent thermoreactive layer.
  9. A method as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the carrier substrate is provided with an intermediate layer, on which the suspension is applied.
  10. A method as claimed in Claim 9, characterised in that the intermediate layer is also applied to the carrier substrate in the form of a suspension and the carrier substrate with the applied intermediate layer is dried before the suspension forming the subsequent thermoreactive layer is applied to the intermediate layer.
  11. A method as claimed in Claim 9 or 10, characterised in that the carrier substrate with the applied intermediate layer is smoothed before the application of the suspension forming the subsequent thermoreactive layer.
  12. A method as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that the carrier substrate is produced directly before the application of the intermediate layer or before the application of the suspension forming the subsequent thermoreactive layer.
  13. A method as claimed in at least one of the preceding claims, characterised in that a paper web serves as the carrier substrate.
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