DE2348350A1 - Papier fuer reprografische, insbesondere fotografische zwecke und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

• Papier für reprografische, insbesondore fotografische Zwecke und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein kunststoffbeschichtetes Papier oder einen kunststoffbeschichteten Karton für reprografische, insbesondere fotografische Zwecke und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
• Es ist bekannt, Papiere für fotografische Zwecke zur Verbesserung der Dimensionsstabilität, der Stabilität gegenüber den fotografischen Bädern zur Verbesserung des Glanzes im Extrusionsbeschichtungsverfahren mit Kunststoffen, insbesondere mit Polyolefinen zu beschichten. Um eine Haftung zwischen dem Papiersubstrat und den im Extrusionsverfahren aufgetragenen Polyolefinan zu orreichen, wird eine Vorbehandlung der zu schichtenden Papieroberfläche oder der Oberfläche des Polyolefinfilms mit chemischen Substanzen (Haftvormittlern) durchgeführt. Solche chomischen Substanzen sind u.a. Polyalkylsilane, Polyalkylenimin, gesättigte Fettsäuren und kolloidale Kieselsäure. Auch die Vorbehandlung durch Koronaentladung ist bekannt. Weiterhin wirkt sich eine Vorwärmung des Papiers mittels Infrarotheizung oder durch einen dampfbeheizten Vorwärmzylinder günstig auf die Haftung zwischen Papier und Polyolefin aus.
• Im allgemeinen werden die Papiere beidseitig beschichtet.
• Die Seite des Papiers, die mit der strahlungsempfindlichen Schicht versehen werden soll, erhält meistens eine hochglänzende Polyolefinschicht, während die andere Seite einen matten Polyolefinüberzug erhält. Die Kunststoffe können mit Weißpigmanten wie Titandioxid und blank fixe sowie optischen Aufhellern und Farbpigmenten eingefärbt sein.
• Um eine guts Hatung des strahlungsempfindlichen Materials auf der Polyolefinschicht zu erreichen, wird deren Oberfläche mit chemischen Substanzen, durch Flammenbehandlung mit Gasflammen oder durch eine Koronaentladung nachbehandelt. Der Auftrag von Haftschichten auf die behandelten Polyolefinoberflächen zur weiteren Verbesserung der Haftung ist auch geläufig.
• Als Substrat werden vollgeleinte und mit Naßfestharzen naßverfestigte Papiere verwendet. Als Leimungsmittel werden Kolophonium, Paraffine, Stearate, Fettsä@ren und Salze polyfunktioneller Karbonsäuren angewendet.
• Bei derartigen Papieren ist es nacnteilig, daß die fotografischen Bäder durch die Schnittkanten mehr oder weniger tief in das Papiergefüge eindringen und unerwünschte Verfärpungen der Papierränder hervorrufen oder sogar zum Aufspalten der Ränder führen. Ferner ist die Haftung zwischen dem Papiersubstrat und den Polyolefinschichten auch nach der Vorbehandlung mit Haftvermittlern oder durch Koronaentladung nur teilweise befriedigend und führt besonders bei dünnen Polyolefinschichten (unter 15g/m2 Auftragsmenge) zu großen Schwierigkeiten. Ein Teil der Polyolefinschicht haftet nicht auf dem Papiersubstrat und zeichnet sich durch Streifenbildung ab. Die fotografischen Bäder treten von den Schnittkanten her unter die Polyole finschicht und heben diese vom Papier ab. Weiterhin ist die Oberfläche des beschichteten Papiers, insbesondere bei Papieren mit dünnen Polyolefinschichten narbig, da auch bei Anwendung eines satinierten Papiersubstrats dessen Faserstruktur durch die Polyolefinschicht abzeichnet.
• Um die Schwierigkeiten bei der Haftung, die Streifenbildung und die Narbigkeit weitgehend zu vermeiden, wird in der Regel eine Auftragsmenge von mehr als 15 g/m2 Polyole fin gewählt, was zu einem hohen Verbrauch an Polyolefin führt.
• Es ist bekannt, zur Beseitigung des Eindringens der fotografischen Bäder zwei dünne, naßverfestigte Papiere mit Polyäthylen zu kaschieren, so daß ein Papiersubstrat mit einer Polyäthylenzwischenschicht entsteht, das dann mit Polyolefinen beidseitig beschichtet wird.
• Mit diesem Verfahren wird zwar weitgehend das Eindringen der fotografischen Bäder in das Papiersubstrat und das Aufspalten der Ränder vermieden. Die übrigen Nachteile werden jedoch nicht beseitigt. Das Verfahren wird durch den Einsatz dünnerer Papiere und den zusätzlichen Kaschiervorgang sowie das dazu erforderliche Polyäthylen kostenaufwendiger.
• Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines kunststoffbeschichteten Papiers, bei dem die Polyolefinschicht trotz geringer Dicke zuverlässig auf dem Papiersubstrat haftet, ohne daß sich die Papierstruktur auf der Oberfläche der Polyolefinschicht abzeichnet und ohne daß die fotografischen Bäder in das Papiergefüge eindringen. Dabei soll das Kaschieren zweier dünner Papiere vermieden werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zusammen mit dem Papiersubstrat geeignete Mittel einzusetzen, mit denen der genannte Zweck erreicht wird.
• Es wurde gefunden, daß durch eine Zwischenschicht aus esintertem Polyäthylenpulver zviischen einem naßverfestigtem Papiersubstrat und einer Deckschicht aus einem Polyolefin in Verbindung mit einer Volleimung des Papiersubstrats mit dimeren Alkylketenen vom Typ in einer Menge von 0,2 bis 1,5 % ein Papier erhalten wird, das die genannten Nachteile nicht aufweist. In der Strukturformel bedeuten R1 und R2 unterschiedliche oder gleiche gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 16 C-Atomen. Die Zwischenschicht hat eine Stärke von 0,5 bis 10 g/m2. Das Papier kann sowohl ein- als auch beidseitig mit einer Zwischenschicht aus Polyäthylenpulver und einer Deckschicht aus Polyole fin überzogen werden.
• Vorteilhaft ist es, wenn das Papiersubstrat mit einem formalinfreien Naßverfestigungsmittel naßverfestigt ist.
• Weiterhin ist es günstig, für die Zwischenschicht aus gegesintertem Polyäthylenpulver eine Stärke von 0,5 bis 5 g/2 zu wählen.
• Das Polyäthylenpulver kann zu einem Anteil bis zu 90 % durch Weißpigmente wie Titandioxid, Blanc fixe oder jedes beliebige andere Pigment ersetzt werden. Desweiteren kann die Zwischenschicht auch optische Aufheller und Farbpigmente bzw. Farbstoffe enthalten.
• Eine besonders gute Eigenschaft wird erzielt, wenn die Zwischenschicht auch Bindemittel enthält. Ein Zusatz bis zu 30 %, bezogen auf das Polyäthylenpulver bzw. das Gemisch von Polyäthylenpulver und Pigment hat sich dabei als ausreichend erwiesen. Besonders günstig ist ein Bindemittel anteil von 3 bis 10 %. Als Bindemittel sind Polyakrylate, Polyvinylazetate, niedermolekulare Polyäthylenwachse, Styrol-Butadien-Kopolymere u.a. geeignet.
• Die Polyolefine in der Deckschicht können insbesonde@o Polyäthylen oder Polypropylen sein. Dic Auftragsmenge je Deckschicht beträgt vorzugsweise 3 bis 3O2g/m2.3esonders günstig ist der Auftrag von 10 bis 30 g/m2 je Deckschicht.
• Der Deckschicht können Pigmente, optische Aufheller und farbige Pigmente bzw. Farbstoffe zugesetzt sein. Zum Zweck der besseren Haftung der strahlungsempfindlichen Schicht ist es zweckmäßig, eine oder beide Polyolefinoberflächen des beschichteten Papiers durch eine Koronaentladung zu behandeln. Dabei unterstützt der nachträgliche Auftrag einer gelatinehaltigen Haftschicht mit oder ohne Zusatz eines Härters noch die Wirkung der Koronaentladung.
• Gemäß der Erfindung wird das Polyäthylenpulver in Wassar, dem ein kationenaktives oder anionenaktives und/oder nicht ionogenes Dispergiermittel zugesetzt wurde, dispergiert und in dispergierter Form mittels eines bekannten Streverfahrens ein- oder beidseitig auf ein vollgeleimtes nafestes Papiersubstrat aufgetragen. Dieser Auftrag wird getrocknet und anschließend durch geeignete Sintervorrichtungen wie Infrarotstrahler oder dampfbeheizte Hochglanzwalzen in Verbindung mit hochgl&nzverchromten krühiwalzen gesintert.
• Dadurch erhält die Zwischenschicht eine innige Verankerung mit dem Papiersubstrat und eine glatte Oberfläche. Anschließend wird die Zwischenschicht in bekannter Weise durch Extrudieren mit einer Deckschicht aus einem Polyolefin versehen.
• Zum Dispergieren in Wasser viird vorzugsweise ein Hochdruck-, Mitteldruck- oder Niederdruckpolyäthylen-Pulver mit eime Korngröße von weniger als 300 µm oder ein Gemisch ion ver.
• wendet. Die erforderlichen Weißpigmente, optischen Aufhelier, Farbpigmente bzw. Farbstoffe und Bindemittel werden dem dispergierten Polyäthylenpulver zu1esetzt.
• Im Zusammenwirken mit dem vorgeschlagenen Leimungsmittel und durch das vorgeschlagene Verfahren stellt die Zwischenschicht aus gesintertem Polyäthylenpulver eine festhaftende und glatte Unterlage für die Dockschicht aus Polyolefin dar, auf der diese Deckschicht ebenfalls zuverlässig haftet.
• Die Zwischenschicht verhindert das Abzeichnen der Papierstruktur auf der Oberfläche der Deckschicht, so daß diese absolut glatt und nicht narbig ist. Das lieimungsnittel vehindert das Eindringen der fotografischen Bäder in das Papiergefüge. Das Aufspalten der Ränder wird dadurch ebenfalls ausgeschaltet.
• Die Erfindung soll an den folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: ein beidseitig kunststoffbeschichtetes Papier Fig. 2: ein Papier, das beidseitig mit Polyäthylenpulver und einseitig mit Polyolefin beschichtet ist Fig. 3: ein einseitig kunststoffbeschichtetes Papier.
• Das in Fig. 1 gezeigte Papier ist beidseitig mit einer Zwischenschicht aus gesintertem Polyäthylenpulver 2; 3 und einer Deckschicht aus Polyäthylen 4; 5 versehen. Das Papiersubstrat 1 ist durch einen Zusatz von dimerem A lkylketen vollgeleimt und mit Epichlorhydrinharz naßverfestigt. Die beiden Zwischenschichten 2; 3 gleichen die Unebenheiten der Oberfläche des Papiersubstrats 1 aus. Dadurch ist die Oberfläche 6 der Deckschichten 4; 5 glatt. Außerdem sind die Zwischenschichten 2; 3 fest in der Oberfläche des Papiersubstrats verankert. Sie können je nach dem Erfordernis Weißpigmente wie Titandioxid oder Blane fixe, andere Pigmente wie z. B. Ruß, Farbpigmente oder Farbstoffe und Bindemittel wie Polyakrylate, Polyvinylazetate, niodermolekulare Polyäthylenwachse oder Styrol-Butadien-Kopolymere enthalten. Die Oberfläche 6 der Deckschicht 4 ist durch Koronaentlädung nachbehandelt und mit einer Haftschicht 7 aus Fotogelatine mit Zusatz einer Epoxidverbindung als Härter versehen.
• Das in Fig. 2 dargestellte Papier besteht aus dem gleichen Papiersubstrat 1 wie in Fig. 1. Auch die Zwischenschichten 2; 3 haben den gleichen Aufbau. Hier ist jedoch lediglich die obere Zwischenschicht 2 mit einer Deckschicht 4 aus Polyäthylen versehen. Diese Deckschicht 4 ist durch Koronaentladung nachbehandelt.
• In Fig. 3 ist ein Papier dargestellt, das lediglich auf der Oberseite beschichtet ist. Der Aufbau des Papiersubstrats 1 und der Schichten 2; 4 entspricht dem in Fig. 2.
• Die Oberfläche 6 der Deckschicht 4 ist durch Koronaentladung nachbehandelt.
• Zur Herstellung des kunststoffbeschichteten Papiers wird ein Papiersubstrat 1 verwendet, das bereits während dessen Herstellung in der Masse :nit dimeren Alkylketten vollgeleimt und mit Epichlorhydrin naßverfestigt worden ist.
• Zur Herstellung der Dispersion wird das Polyäthylenpulver portionsweise unter Rühren in Wasser, das ein handelsübliches, anionisches oder kationisches oder nichtionogenes Dispergiermittel enthält, eingetragen. Der so gewonnenen Dispersion werden die erforderlichen Weißpigmente, anderen Pigmente, optischen Aufheller und Farbpigmente bzw. Farbstoffe zugefügt sowie die Bindemittel in Form einer Dispersion zugemischt. Die so erhalten Streichmasse v:ird mittels einer Luftbürstenstreichanlage auf das Papiersubstrat 1 aufgebracht. Durch Trocknen und Sintern mittels Infrarotstrahlern und anschließendes Kühlen mittels einer hochglanzverchromten Kühlwalze entstehen aus dem Auftrag die Zwischenschichten 2; 3. Auf beide Zwischenschichten 2; 3 oder die obere Zwischenschicht 2 wird mittels einer Extrusionsbeschichtungsanlage eine Polyäthylenschmelze aufgetra gen, die die Deckschichten-4; 5 bildet. Zur Erzielung einer Oberfläche 6 mit einer hohen Glätte werden die Deckschicht ten 4; 5 ebenfalls mittels einer hochglanzverchromten Kühlwalze gekühlt. Anschließend erfolgt die Koronabehandlung und bei Bedarf der Auftrag einer gelatinehaltigen Haftschicht mit oder ohne Zusatz eines Härters.
• Die nachfolgenden Beispiele sollen die Vorteile der Erfindung hervorheben.
• Beispiel 1 Es wurde ein maschinenglattes, vollgeleimtes, naßverfestigtes Fotorohpapier mit einer Masse je Fläche von 135 g/m² unter Zusatz von 0,4 % dinerem Alkylksten als Masseleimungsmittel und von Epichlorhydrinharz als Naßverfestigungsmittel hergestellt. Auf dieses Papier wirde anschließend beiderseits mit einer Luftbürstenstreichanlage eine wäßrige Streichmasse folgender Zusammensetzung aufgetragen: Niederdruckpolyäthylen-Pulver mit einer Korngröße von 20 bis 30 µm 25 % Nichtionogenes Dispergiermittel 0,5 % +) Polyakrylat 3 % +) Niedermolekulare Polyäthylenwachs-Dispersion 5 % +) +) bezogen auf den Polyäthylenanteil Die Auslaufzeit der Streichmasse bei Verwendung des Fordbechers ( 4 mm Lochdurchmesser) betrug 14 s. Von dieser Streichmasse wurde so viel aufgen, da3 der Auftrag der getrockneten Masse 3 g/m2 betrug. Nach dem Trocknen und Sintern mittels infrarotstrahlern wurden auf die sb erhaltene obere Zwischenschicht 20 g/m² unpigmentiertes Hochdruckpolyäthylen mit einer Dichte von 0,923 g/cm3 als Hochglänzende Deckschicht und auf die untere Zwischenschicht 20 g desgleichen Polyäthylens als matte Deckschich extrudiert. Die hochglänzende Deckschicht wurde anschließeneiner Koronabehandlung unterzogen und mit einer füniprozent@-gen Fotogelatinelösung, die 1 % einer Epoxidverbindung als Härtezusatz enthält, nachbehandelt.
• Die Haftung der Polyäthylenschichten auf dem Papiersubstrat war vorzüglich. Beim Abzugsvarsuch war sie größer als die Haftfestigkeit der Fasern im Papiergefüge untoreinender.
• Ein Eindringen der fotografischen Bäder in das Papiergefüge und zwischen Papiersubstrat und Polyäthylenschichten erfolgte selbst nach einer Eintauchzeit von sechs Stunden nicht. Die Deckschichten waren nicht narbig.
• Beispiel 2 Das gleiche Fotorohpapier wie im Beispiel 1 wurde beidseitig mit einer Streichmasse folgender Zusammensetzung beschichtet: Niederdruckpolyäthylen-Pulver mit einer Korngröße von 20 bis 30 µm 25 % Nichtionogenes Dispergiermittel 0,5 S0 +) Polyakrylat 3 % +) Niedermolekulare Polyäthylenwachs-Dispersion 5 % +) Titandioxid 10 % +) +) bezogen auf den Polyäthylenanteil Die iuslaufzeit bei Anwendung des Fordbechers betrug 13,5 5.
• Die Auftragsmengen lagen bei der Ober- und Unterseite je 3 g/m² Trockenmasse. Wie im Beispiel 1 wurden nach dem Trocknen und Sintern mittels Infrarotstrahlern auf die so erhaltenen Zwischenschichten je 20 g/m² Hochdruckpolyäthylen mit einer Dichte von 0,923 g/cm³ extrudiert.
• Auch hier konnte durch den Abzugsversuch eine einwandfreie Haftung der Polyäthylenschichten auf dem Papieraubstrat festgestellt werden. Nach sechsstündigem Eintauchen des beschichteten Papiers zeigte sich kein Eindringen fotografischer Bäder in das Papiergefüge. Die Deckschichten waren nicht narbig.
• Beispiel 3 Es wurde ein vollgeleimter, naßfester Fotorohkarton mit einer Masse je Fläche von 235 g/m2 durch Zusatz von 0,5 5 % dimerem Alkylketen und von Epichlorhydrinharz hergestellt und anschließend hochgeglättet. In einer Luftbürstenstreichanlage wurde eine Streichmasse folgender Zusammensetzung beidseitig auf diesen Karton aufgetragen: Hochdruckpolyäthylen-Pulver mit einer Korngröße von 20 bis 30 µm 25 % Nichtionogenes Dispergiermittel 0,5 % Polyakrylat 3 % +) Niedermolekulare Polyäthylendispersion 5 % +) bezogen auf den Polyäthylenanteil Die Auslaufzeit, gemessen mit dem Fordbecher, betrug 13,4 s.
• Die Auftragsmenge lag je Seite bei 4 g/m Trockenmasse.
• Der Auftrag wurde getrocknet, mittels Infrarotstrahlern gesintert und anschließend mittels einer hochglanzverchromten Kühlwalze mit Anpreßwalze gekühlt. Danach wurden auf die Oberseite 20 g/m² mit Titandioxid pigmentiertes Hochdruckpolyäthylen mit einer Dichte von 0,923 g/cm³ und einem Titandioxidgehalt von 10 % und auf die Unterseite 20 g/m² unpigmentiertes Hocharuckpolyäthylen gleicher Dichte im Extrusionsverfahren aufgetragen. Die Beschichtung der Oberseite war hochglänzend und die Beschichtung der Unterseite matt. Die Haftung der Polyäthylenschichten auf dem Kartonsubstrat war vorzüglich. Der Karton zeichnete sich durch eine außerordentlich glatte Oberfläche aus. Wach einem sechsstündigen Eintauchen in fotografische Bäder zeigte sich kein Eindringen der Bäder in das Kartongefüge und zwischen die Sphichten.

Claims (14)

Patentansprüche

1. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton für reprografische, insbesondere fotografische Zwecke, gekennzeichnet durch ein Papiersubstrat (1), das mit dimeren Alkylketenen vom Typ wobei R1 und R2 unterschiedliche oder gleiche gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 16 C-Atomen sind, in Mengen von 0,2 bis 1,5 % vollgeleimt und mit einem Naßverfestigungsmittel naßverfestigt ist und ein- oder beidseitig mit einer Zwischenschicht aus gesintertem Polyäthylenpulver (2; 3) mit einer Stärke von 0,5 bis 10 g/m2 versehen ist, auf der j@weils eine Deckschicht aus einem Polyolefin (4; 5) ist.

2. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiersubstrat (1) mit einem formalinfreien Naßverfestigungsmittel naßverfestigt ist.

3. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Zwischenschicht (2; 3) 0,5 bis 5 @@@ beträgt.

4. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zwischenschicht (2; 3) aus einem C-emisch 100 bis 10 % Polyäthylenpulver und 0 bis 90 % eines Weißpigments oder eines anderen Pigments besteht.

5. Kunststoffbescicbtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (2; 3) optische Aufheller und Farbpigmente bzw. Farbstoffe enthält.

6. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (2;3) bis zu 30 %, vorzugsweise 3 bis 10 % eines Bindemittels enthält, bezogen auf das Polyäthylenpulver bzw. das Gemisch von Polyäthylenpulver und Pigment.

7. Kunststolfbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten (4; 5) aus Polyäthylen und/oder Polypropylen bestehen.

8. Kunststoffbeschichtetes Papier nach Anspruch 1 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Deckschichten (4; 5) eine Stärke von 3 bis 30 g/m2, vorzugsweise von 10 bis 30 g/m2 haben.

9. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Pigmenten, optischen Aufheller@@ farbigen Pigmenten bzw. Farbstoffen in einer oder beiden Deckschichten (4; 5).

10. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 1, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Polyolefinoberflächen (6) einer Koronabehandlung unterworfen sind.

11. Kunststoffbeschichtetes Papier oder kunststoffbeschichteter Karton nach Anspruch 101 dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefinoberflächen (6) nach der Koronabehandlung mit einer gelatinehaltigen gehärteten oder ungehärteten Haftschicht (7) versehen sind.

12. Verfahren zur Herstellung eines kunststoffbeschichteten Papiers oder Kartons für reprografische, insbesondere fotografische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß Polyäthylenpulver in Wasser, dem ein kationenaktives oder anionenaktives und/oder nichtionogenes Dispergiermittel zugesetzt wurde, dispergiert und in dispergierter Form ein oder beidseitig auf ein vollgeleimtes, naßfestes papiersubstrat aufgetragen wird, dieser Auftrag getrocknet und anschließend gesintert, über einer hochglänzenden Fläche gekühlt und in bekannter Weise durch Extrudieren mit einer Deckschicht aus einen Polyolefin versehen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Hochdruck-, Mitteldruck- und/oder Niederdruckpolyäthylen-Pulver mit einer Korngröße von we@iger als 300 µm verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß Weißpigment, optische Aufheller, Farbpigmente bzw. Farbstoffe und Bihdemittel der Polyäthylendispersion zugesetzt werden.

L e e r s e i t e