Farbstoff im Papier 31.01.2014, 09:10 Uhr

Chinesisches Spezialpapier lässt sich mit Wasser bedrucken

Mit Wasser auf Papier zu drucken: Diesen Traum wollen chinesische Forscher realisieren. Dafür haben sie in den Toner eines herkömmlichen Druckers Wasser gefüllt und Farbstoff ins Papier integriert. Es lässt sich vielfach wiederverwenden, denn die Schrift verblasst nach 22 Stunden von selbst. 

Das Spezialpapier besteht aus vier Schichten, in die ein Farbstoff eingelagert ist. Dieser lässt sich mit Wasser aktivieren und verblasst von selbst. Bis zu 50 Mal lässt sich dieser Vorgang wiederholen.

Das Spezialpapier besteht aus vier Schichten, in die ein Farbstoff eingelagert ist. Dieser lässt sich mit Wasser aktivieren und verblasst von selbst. Bis zu 50 Mal lässt sich dieser Vorgang wiederholen.

Foto: dpa/Daniel Reinhardt

„Die Tage des wiederbeschreibbaren Papiers werden kommen, die Drucker der Zukunft werden Wasserstrahlpapier verwenden“, schreiben chinesische Wissenschaftler der Jilin Universität in Changchun im Magazin Nature Communications. Dort stellen sie jetzt ihr neues Spezialpapier vor, bei dem der Farbstoff im Papier sitzt und durch den Kontakt mit Wasser aktiviert wird.

Durch Hitzeeinwirkung, etwa im Backofen, lasse sich die Schrift wieder löschen. Das Papier könne mindestens 50 Mal wiederverwendet werden, berichten Lan Sheng und seine Kollegen. Gedruckt haben die Forscher mit einem handelsüblichen Tintenstrahldrucker, bei dem sie den Toner durch Wasser ersetzten.

Spezialpapier soll deutlich günstiger sein als Tinte

Die Kosten des Wasserstrahldrucks würden pro Seite nur ein Prozent der Kosten des Tintenstrahldrucks betragen, rechnen die Wissenschaftler vor. Das könnte sich lohnen, denn das vielerorts angestrebte papierlose Büro ist noch in weiter Ferne. Die chinesischen Forscher berufen sich auf internationale Erhebungen, nach denen immer noch rund 90 Prozent aller Informationen in gedruckter Form vorliegen. Von diesen Ausdrücken würden wiederum etwa 40 Prozent nur ein einziges Mal gelesen. 

Für ihr neues Verfahren suchten Sheng und seine Kollegen nach Farbstoffen, die im trockenen Zustand farblos sind, aber bei Kontakt mit Wasser farbig werden. Der gesuchte Farbstoff musste außerdem nach dem Wasserkontakt seine chemische Struktur schnell genug ändern, damit das Gedruckte sofort lesbar ist. Der Druck sollte zudem kontrastreich sein und lange genug auf dem Papier erhalten bleiben. 

Nach Tests mit drei verschiedenen Farbstoffen stellten die Wissenschaftler fest, dass die Gruppe der sogenannten Oxazolidine für ihre Zwecke geeignet sind. Manche dieser chemischen Verbindungen enthalten wasserempfindliche Farbstoffe. Ihre Ringstruktur wird durch Wasser geöffnet.

Gedruckte Schrift verblasst nach rund 22 Stunden von selbst

Für den Praxistest entwickelten die Wissenschaftler ein Papier, das aus vier Schichten besteht. Die unterste Schicht besteht aus Papier, darüber liegt eine Schicht aus Polyethylenglykol, das unerwünschte Reaktionen zwischen Papier und Farbstoff unterbindet. Es folgt ein dünner Film mit Farbstoff, danach eine Schutzschicht aus Polyethylenglykol. Sie soll verhindern, dass schon die Feuchtigkeit der Raumluft das Papier färbt. Giftig ist das Ganze nach Angaben der Forscher nicht, denn die Schutzschicht verhindert, dass sich die Farbstoffe aus dem Papier lösen. 

Im Praxistest füllten die Forscher Patronen eines HP Deskjet 2010 mit Wasser und druckten eine Textseite auf dem Spezialpapier. Die Schrift war gut zu lesen und wurde auch bereits nach einer Sekunde sichtbar. Nach rund 22 Stunden verblasste sie von selbst. Bei 70 Grad Celsius im Ofen verschwand sie schon nach 30 Sekunden. 

Mindestens 50 Mal könne man das Papier wiederverwenden, ohne dass die Druckqualität nennenswert leide, schreiben die Wissenschaftler. Bisher gelangen Drucke in Blau, Violett, Magenta und Gold – allerdings nur mit einer Farbe pro Papier. Jetzt wollen Lan Sheng und seine Kollegen ein mehrfarbiges Papier entwickeln, bei dem das Druckbild länger als 22 Stunden sichtbar bleibt.

Von Gudrun von Schoenebeck

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