Wenn wir üblicherweise von Drucken sprechen, meinen wir damit einen speziellen Vorgang, bei dem Tinte auf einen bestimmten Bereich des Papiers übertragen wird, um die gewünschten Wörter oder Grafiken zu erhalten.
Die chemischen Bestandteile von Papier absorbieren Licht jeglicher Farbe nur sehr schwach. Wenn also Licht von der Oberfläche des Papiers reflektiert wird und in unsere Augen gelangt, sehen wir es als weiß.
Das Pigment oder der Farbstoff in der Tinte absorbiert einen Teil oder das gesamte sichtbare Licht, sodass sich die Oberfläche des weißen Papiers färbt, wenn die Tinte darauf aufgetragen wird.
Die gängigsten Druckertypen, die wir zu Hause oder im Büro verwenden, sind Tintenstrahldrucker und Laserdrucker.
Im Gegensatz zu Tintenstrahldruckern, die winzige Tintentröpfchen auf Papier sprühen, ziehen Laserdrucker Toner an eine Lichttrommel und übertragen sie mittels elektrostatischer Anziehung auf das Papier.
Der Kassenbon wird jedoch nicht auf diese Weise gedruckt. Er wird auf einer speziellen Papiersorte, dem sogenannten Thermopapier, gedruckt.
Im Vergleich zu normalem Papier besitzt thermosensitives Papier eine dünne Beschichtung auf seiner Oberfläche, die spezielle Chemikalien, sogenannte kryptische Farbstoffe, enthält.
Der Blindfarbstoff selbst ist farblos, daher sieht das neu gekaufte Thermopapier so weiß aus wie normales Papier.
Sind jedoch die richtigen Bedingungen gegeben, reagieren sie chemisch miteinander, das neue Material absorbiert sichtbares Licht, und wir sehen Farbe.
Viele Substanzen, wie zum Beispiel kristallines Violettlacton, sind zwar von Natur aus farblos, färben sich aber in Gegenwart einer Säure violett.
Das heißt, beim Drucken auf thermosensitivem Papier wird die Tinte nicht im Drucker gespeichert, sondern befindet sich bereits auf dem Papier.

Das Bild
Abb. 1 Kristallines violettes Lacton ändert seine Farbe in Gegenwart von sauren Substanzen von farblos zu violett und wird in Gegenwart von alkalischen Substanzen wieder farblos.

Aber kryptische Farbstoffe wie Kristallacton, das leicht mit Säuren reagiert, sind bei Raumtemperatur fest, und die Moleküle sind an ihrem Platz fixiert.
Wenn es sich um eine Säure handelt, die gleichzeitig ein Feststoff ist, können die beiden Stoffe bei Raumtemperatur lange Zeit zusammenbleiben, selbst wenn sie in engem Kontakt stehen.
Daher können wir diese dunklen Farbstoffe, die bei Raumtemperatur fest sind, mit dem Feststoff einer anderen sauren Substanz zu einem feinen Pulver vermahlen, es vermischen und auf die Oberfläche des Papiers streichen, und wir erhalten Thermopapier.
Bei Raumtemperatur sieht Thermopapier genauso aus wie normales Papier;
Sobald die Temperatur steigt, verschmelzen der dunkle Farbstoff und die Säure zu einer Flüssigkeit, und die frei beweglichen Moleküle treffen aufeinander und reagieren sofort miteinander, sodass das weiße Papier schnell Farbe annimmt.
Daher kommt der Name „thermosensitives Papier“ – es wird nur so heiß, dass es seine Farbe ändert.
Wenn Sie mit Thermopapier Text oder Grafiken auf die Oberfläche drucken möchten, benötigen Sie außerdem einen speziellen Drucker, nämlich einen Thermodrucker.
Wenn Sie jemals einen Thermodrucker auseinandernehmen, werden Sie feststellen, dass sein Innenleben sehr einfach ist: Es gibt keine Tintenpatrone. Die Hauptbestandteile sind die Trommel und der Druckkopf.
Das Thermopapier, das zum Drucken von Belegen verwendet wird, wird üblicherweise auf Rollen hergestellt.
Wenn eine Rolle Thermopapier in den Drucker eingelegt wird, wird sie von der Walze nach vorne geschoben und kommt mit dem Druckkopf in Kontakt.
Auf der Oberfläche des Druckkopfes befinden sich viele winzige Halbleiterelemente, die je nach den zu druckenden Wörtern oder Grafiken bestimmte Bereiche des Papiers erhitzen.
Im Moment des Kontakts zwischen dem Thermopapier und dem Druckkopf bewirkt die vom Druckkopf erzeugte hohe Temperatur, dass der Farbstoff und die Säure auf der Oberfläche des Thermopapiers miteinander verschmelzen und chemisch reagieren, wodurch auf der Papieroberfläche Zeichen oder Grafiken erscheinen.
Durch das Abtropfen auf der Walze wird ein Kaufbeleg ausgedruckt.
Das Bild
Abbildung 2: Funktionsprinzip des Thermodruckers: Das Thermopapier wird von der Trommel angetrieben. Beim Kontakt mit dem Druckkopf schmilzt die vom Druckkopf erzeugte Hitze den Farbstoff und die Säure auf der Oberfläche des Thermopapiers. Diese reagieren chemisch miteinander und erzeugen so die Farbe.

Warum verwenden Unternehmen Thermopapier und Thermodrucker zum Drucken von Kassenbons anstatt der bekannteren Laser- oder Tintenstrahldrucker?
Erstens benötigen Laser- und Tintenstrahldrucker komplexe Vorrichtungen, um Tinte bzw. Toner vom Drucker auf das Papier zu übertragen. Beide Druckertypen sind sperrig und benötigen üblicherweise Wechselstrom als Stromversorgung.
Unternehmen benötigen oft kleine Drucker, insbesondere beim Verkauf von Waren im Freien oder in Transportmitteln wie Flugzeugen und Zügen. Schwere Drucker zum Drucken von Quittungen für Kunden mitzuführen, ist offensichtlich nicht praktikabel.
Zweitens ist das Austauschen von Tintenpatronen oder Toner bei Laser- oder Tintenstrahldruckern oft zeitaufwändig und mühsam, wenn es den Bezahlvorgang verzögert, was wiederum bei Unternehmen und Kunden sehr unerwünscht ist.
Diese Probleme lassen sich lösen, indem man Thermodrucker und Thermopapier anstelle von Laser- oder Tintenstrahldruckern verwendet.
Da die Tinte bereits auf dem Papier vorab gespeichert ist, benötigen Thermodrucker keine komplexen Strukturen zur Speicherung und Übertragung der Tinte und können sehr klein sein.
Es ist außerdem batteriebetrieben und eignet sich daher ideal für Unternehmen, die es mit sich führen möchten, insbesondere im Freien oder während des Transports, um Quittungen für Kunden auszudrucken.
Dank seiner einfachen Bauweise ist der Thermodrucker auch wartungsarm, und der Benutzer muss sich keine Gedanken über den Austausch von Tintenpatronen machen. Er kann einfach eine neue Thermopapierrolle einlegen, sobald das Papier aufgebraucht ist. Dadurch wird sichergestellt, dass Kunden keine unnötige Zeit verlieren.
Darüber hinaus zeichnet sich der Thermodrucker durch hohe Druckgeschwindigkeit und geringe Geräuschentwicklung aus und eignet sich daher hervorragend für den Einsatz in Einkaufszentren.
Aufgrund dieser Vorteile ist der Thermodruck nicht nur die bevorzugte Methode zum Drucken von Einkaufsbelegen, sondern wird auch häufig zum Drucken von Tickets, Etiketten und sogar Faxen verwendet.
Thermosensitives Papier hat jedoch auch einen großen Nachteil: Die Schrift auf einem bedruckten Dokument verblasst mit der Zeit.
Das Ausbleichen tritt auch aufgrund der speziellen Farbstoffe auf, die im Thermopapier verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, ist der kryptische Farbstoff, der das Thermopapier bedeckt, bei Raumtemperatur farblos und bildet durch eine chemische Reaktion bei hoher Temperatur eine andere farbige Struktur.
Die neue Struktur ist jedoch nicht so stabil und kehrt unter den richtigen Bedingungen zu ihrer vorherigen farblosen Struktur zurück.
Beispielsweise wandelt sich kristallines violettes Lacton, wie bereits erwähnt, in Gegenwart einer sauren Substanz in eine farbige Struktur um, und diese farbige Struktur wandelt sich in Gegenwart einer alkalischen Substanz wieder in eine farblose Struktur um.
Nach der Aufbewahrung kann ein gedruckter Kassenbon mit verschiedenen Chemikalien in der Umgebung in Kontakt kommen. Auch Sonneneinstrahlung oder hohe Temperaturen können dazu führen, dass der Farbstoff auf dem Thermopapier seine Farbe verliert und der Bon verfärbt wird.
Um dieses Problem zu lösen, fügen viele Thermopapierhersteller eine zusätzliche Schutzschicht über der Farbstoffschicht hinzu, um den Kontakt des Farbstoffs mit anderen Chemikalien zu minimieren und die Haltbarkeit der auf Thermopapier gedruckten Dokumente zu verlängern.
Diese Methode wird jedoch die Kosten für Thermopapier erhöhen, sodass es weiterhin Unternehmen geben wird, die auf die Verwendung von herkömmlichem Thermopapier ohne Schutzschicht verzichten.
Falls Sie befürchten, dass Ihre Quittung mit der Zeit verblasst, ist es immer ratsam, sie zu kopieren oder einzuscannen.
In den letzten Jahren hat thermosensitives Papier bei vielen Verbrauchern Besorgnis ausgelöst, da es Bisphenol A enthält.
Bisphenol A ist eine saure Substanz und wird daher in wärmeempfindlichem Papier verwendet, wo es bei hohen Temperaturen mit dunklen Farbstoffen reagiert und so Farbe erzeugt.
Darüber hinaus wird Bisphenol A häufiger als Rohstoff zur Herstellung bestimmter Kunststoffe oder Beschichtungen verwendet.
Der Hauptweg, über den BPA in den Körper gelangt, besteht also darin, dass beim Befüllen von Lebensmitteln mit diesen Behältern kleine Mengen BPA zusammen mit den Lebensmitteln in den Körper gelangen.
Doch in den letzten Jahren haben Studien gezeigt, dass der Kontakt mit auf wärmeempfindlichem Papier gedruckten Notizen auch dazu führen kann, dass BPA in den Körper gelangt.
Eine aktuelle Studie ergab beispielsweise, dass der BPA-Gehalt im Urin nach längerem Kontakt mit hitzeempfindlichem Papier anstieg.
Da Bisphenol A eine ähnliche chemische Struktur wie Estradiol, das wichtigste vom Körper produzierte Östrogen, aufweist, besteht die Sorge, dass es die normale Hormonsekretion beeinträchtigen und das Risiko einer Reihe von Krankheiten erhöhen könnte.
Es ist jedoch wichtig darauf hinzuweisen, dass die BPA-Konzentrationen im Körper durch Lebensmittel und Thermopapier sehr gering sind, weshalb es schwierig ist, die gesundheitlichen Auswirkungen von BPA beim Menschen zu bestätigen.
Obwohl BPA derzeit bei der Herstellung von Thermopapier nicht verboten ist, verwenden viele Hersteller mittlerweile andere Säuren.
Falls Sie Bedenken haben, dass durch den Kontakt mit Kassenbons eine geringe Menge BPA in Ihren Körper gelangt, ist eine wahrscheinlichere Vorsichtsmaßnahme, die Kassenbons so schnell wie möglich isoliert aufzubewahren, ohne sie zu berühren, und sich nach dem Berühren der Kassenbons die Hände zu waschen.
Natürlich ist die Umstellung von Papierbelegen auf elektronische Belege möglicherweise gesünder und umweltfreundlicher.

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