-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verkleben eines Papierbogens
mit einem biegsamen, zähen und durchsichtigen Kunststoffifin mit Hilfe eines Klebstoffüberzugs
auf der dem Papierbogen zugewandten Seite des Kunststoffilms unter Erwärmen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für das überziehen
von wärmeempfindlichen thermographischen Papieren mit zähen, schmutzabweisenden,
reißfesten und transparenten Deckfilmen. Thermographische Kopierpapiere ändern im
besonderen ihre Farbe, wenn sie erwärmt werden, und werden weitgehend zur Herstellung
von Kopien von Originaldokumenten, beispielsweise von Schreibmaschinenbriefen, benutzt.
-
Wegen der sehr großen Wärmeempfindlichkeit dieser thermographischen
Papiere ist es an sich nicht zu erwarten, daß sie durch ein unter Anwendung von
Wärme aktivierbares Klebmittel thermoplastischer Art mit transparenten Schutzüberzügen
fest verbunden oder überzogen werden können, ohne daß eine Farbänderung erfolgt.
Der Schutzfilm soll dabei mit dem darunterliegenden Papierunterlagebogen fest verbunden
sein und dem Ablösen bei denjenigen und sogar höheren Temperaturen widerstehen,
die zur anfänglichen Aktivierung des thermoplastischen Klebmittels für die Herstellung
der Verbindung erforderlich sind. Die mehrlagigen Blätter oder Bogen sollen biegsam
sein und in derselben Weise wie ein gewöhnliches Papierblatt gehandhabt werden können.
Der dünne, transparente Schutzüberzug soll ein Zerreißen und Verschmutzen des darunterliegenden
Papiers verhindern, ohne jedoch irgendwelche Markierungen auf diesem zu verdecken.
Besteht das darunterliegende Papierblatt aus einem Originaldokument mit Anmerkungen,
die ohne Änderung erhalten bleiben sollen, so soll der mit dem Dokument fest verbundene
Schutzüberzug außerdem eine Änderung der Anmerkungen und Zusätze durch Bleistift
und Feder verhindern.
-
Verfahren zum Verkleben eines Papierbogens mit einem biegsamen, zähen
und durchsichtigen Kunststoffilm mit Hilfe von Klebstoffen sind bekannt. Die bisher
zur Verfügung stehenden Verfahren gestatteten jedoch keine Verbindung der Kunststoffilme
unter Wärmeeinwirkung mit wärmeempfindlichen thermographischen Papieren. Bei einem
solchen Versuch tritt eine starke Verwerfung oder Verformung ein, oder es erfolgt
eine Farbänderung bei den thermographischen Papieren unter den Bedingungen, die
zum Überziehen der Papiere unter Anwendung von Wärme erforderlich sind, wobei oftmals
bei den Verfahren eine unzuverlässige Verbindung hergestellt wurde. Beispielsweise
ist Zelluloseazetat, das mit einem unter Wärmeeinwirkung verschweißbaren Gummi-Wax-Klebemittel
überzogen ist, ein bekanntes Handelserzeugnis; wird jedoch versucht, diesen im Handel
erhältlichen Film unter Wärmeeinwirkung mit graphischen Originalen oder mit thermographischen
Kopierpapieren unter Anwendung von Strahlungsenergie zu verbinden, so ist das Ergebnis
eine mangelhafte Verbindung oder eine Verwerfung oder ein Verschrumpeln des Azetatfilms
oder des darunterliegenden Materialbogens. Ferner sind Filme aus Polyesteruntergrund
bekannt, der mit durch Wärmeeinwirkung verschweißbarem Polyäthylen überzogen ist.
Diese im Handel erhältlichen Filme sind gleichfalls nicht verwendbar, da sie eine
mangelhafte Verbindung ergeben oder zu einer vollständigen Zerstörung des wärmeempfindlichen
thermographischen Papiers führen.
-
Ferner ist bei dem Verfahren zum Verkleben des insbesondere wärmeempfindlichen
Papierbogens mit dem Kunststoffilm die Wahl eines geeigneten Klebstoffs sehr bedeutsam.
Der Klebstoff darf bis zu der Aktivierungstemperatur nicht klebrig sein, und die
Aktivierungstemperatur darf nicht zu hoch liegen. Ein geeigneter Klebstoff, der
innerhalb eines für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbaren Temperaturbereichs
von 50 bis 85' C eine große Klebkraft entwickelt, andererseits gut
an dem Kunststoffilm haftet, durchsichtig ist und den Kunststoffilm ohne Bildung
von Falten mit dem Papierbogen verklebt, lag nicht ohne weiteres nahe.
-
Es wurde nun ein Verfahren zum Verkleben eines Papierbogens mit einem
biegsamen, zähen und durch--3ichtigen Kunststoffilm mit Hilfe eines Klebstoffübermgs
auf der dem Papierbogen zugewandten Seite des Kunststoffilms unter Erwärmen gefunden,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf einen wärmeempfindlichen Papierbogen
den Kunststoffilm und auf diesen einen strahlungsabsorbierenden Bogen legt, wobei
der Klebstoffüberzug des Kunststoffilms thermoplastisch, zwischen 50 und
851 C aktivierbar und bis zu 501 C nicht klebrig ist und Polyvinylbutyralharz,
einen flüssigen, organischen Weichmacher und hydriertes Rieinusölwachs enthält,
und daß man von der Seite des strahlungsabsorbierenden Bogens aus eine intensive
Strahlungsenergie zur Aktivierung des Klebstoffs einwirken läßt.
-
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschweißbare Kunststoffihn
kann so außerordentlich dünn sein, daß er mit einem nur einmal verwendeten biegsamen
Trennbogen versehen wird, um das Ab-
nehmen eines einzelnen überzogenen Films
von einem Stapel zu erleichtern. Der Kunststoffilm ist so dünn, daß er sich durch
leichte Luftströmung rasch faltet, wenn der Film allein von einem Tisch unter Benutzung
von zwei Fingern an einer Kante des Films hochgehoben wird. Trotzdem liegt dieser
Kunststofffilm flach, wenn er auf einen Papierbogen zwecks Verbindung mit diesem
aufgelegt wird. Er kann mit dem Papierbogen unter Anwendung von Strahlungsenergie
und eines nur geringen Druckes beispielsweise dadurch fest verbunden werden, daß
der Papierbogen zusammen mit dem Kunststoffilm und einem strahlungsabsorbierenden
Bogen zwischen einer Führungswalze und einem Förderband hindurchgeführt wird. Unter
den bei der Lamellierung herrschenden Bedingungen liegt der Kunststoffilm nicht
nur plan, sondern bleibt auch in seinen Ab-
messungen stabil.
-
Der Papierbogen kann aus mehreren Lagen bestehen (wie bei den wärmeempfindlichen
thermographischen Kopierpapierbogen), von denen nur einige zellulosehaltig zu sein
brauchen. Er kann aus einer Zusammensetzung aus Zellulosematerial und anderen organischen
oder anorganischen Stoffen bestehen.
-
Der transparente und durch Wärme aufschweißbare, mit Klebstoff überzogene
transparente Kunststoffilm wird den Verbrauchern vorzugsweise von einer Vorratsrolle
aus mit einem Trennblatt zugehrt, das dem genannten Film beiliegt und an diesem
nicht haftet. Ein geeignetes Trennblatt weist etwa die Dicke und die Eigenart des
Zwiebelhaut-Schreibmaschinenpapiers
auf. Da zusammen mit den nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren miteinander zu verbindenden Papierbögen und Kunststoffilmen
ein die Strahlungsenergie absorbierendes Mittel erforderlich ist, so ist es zuweilen
erwünscht, Trennblätter zu verwenden, die selbst in einigem Ausmaß Strahlung absorbieren
können. Trennblätter aus dünnem Kraftpapier oder aus Graupapier sind für diesen
Zweck geeignet; doch können auch mit Kohlenstoff .imprägnierte Papierblätter oder
solche Blätter verwendet werden, die mit Infrarotstrahlen absorbierenden Mitteln
gefärbt oder getönt sind.
-
Bei Durchführung des Verfahrens kann der mit dem wärmeempfindlichen
Klebmittel zu überziehende transparente Kunststoffilm von einer Vorratsrolle aus
über Führungswalzen und dann zwischen zwei Walzen geleitet werden, die über einer
das Klebmittel enthaltenden Wanne angeordnet sind. Durch Drehung und Druck der überziehwalzen
kann auf den zwischen diesen hindurchgeführten Film ein Zug ausgeübt werden. Zugleich
wird ein sehr dünner Klebstofffilm aufgetragen. Während dieser Vorgang abläuft,
kann von einer anderen Vorratsrolle ein Trennbogen in Form einer Papierbahn abgezogen
werden, dessen Breite gleich der Breite des transparenten Kunststofffilms ist und
an die Rückseite des transparenten Films angelegt wird. Nach dem Abkühlen der mit
Klebstoff überzogenen freien oder offenen Seite des transparenten Kunststoffilms
werden die lose zusammenliegenden Bahnen aus Papier und Film direkt zu einer Vorratsrolle
aufgewickelt. Von der Vorratsrolle des aufgewickelten überzogenen Materials kann
dieses abgewickelt und zu entsprechenden Formaten zugeschnitten werden, wonach die
einzelnen Bogen oder Blätter zu einem Stapel zusammengelegt werden; oder die Vorratsrolle
selbst kann als Abwickelrolle zum selbsttätigen Auflegen des transparenten Films
auf gedruckte Originale, thermographische Papiere od. dgl. dienen.
-
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden, durch Wärme
aufschweißbaren transparenten Kunststoffilme weisen vorzugsweise einen transparenten,
aus Polyester oder einem gleichwertigen Material bestehenden Filmuntergrund mit
einer Dicke bis zu ungefähr 0,0254 mm auf. Geeignet sind Filme mit einer Dicke von
0,00762 und sogar 0,00508 mm, wobei auch Filme mit einer Dicke von
ungefähr 0,0508 oder 0,0762 mm zu einigermaßen befriedigenden Ergebnissen
führen, obwohl dabei ein Teil der bei den mit dem Schutzüberzug versehenen Papieren
erwünschten Biegsamkeit verlorengeht. Filme mit einer Dicke bis zu ungefähr 0,0254
mm verändern die Biegsamkeit der mehrlagigen Bogen nur wenig und verleihen diesen
die erforderliche Reißfestigkeit und den Schutz gegen Verschmutzen. Die dünneren
Filme sind insofern von Vorteil, da deren geringere Masse das Aufbringen beschleunigt,
weil die Masse des transparenten Films weniger Wärme absorbiert.
-
Soll auf einen transparenten Film mittels eines Heißschmelzverfahrens
ein thermoplastischer Kunststoffüberzug aufgetragen werden, so müssen transparente
Filme verwendet werden, die bei der Temperatur, bei der das Klebmittel aufgetragen
wird, nicht schmelzen. Polyesterfilme, beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat,
genügen dieser Forderung und weisen außerdem noch verschiedene weitere Vorzüge auf.
Eine Verformung durch Wärme erfolgt erst bei Temperaturen über 901 C. Beim
Altern entfärben sie sich nicht und werden nicht spröde, so daß sie für lange Zeit
den erforderlichen Schutz bieten. Sie sind reiß- und schrumpffest, widerstehen dem
Angriff durch öle und Fette und widerstehen den meisten herkömmlichen Lösungsmitteln,
beispielsweise Azeton, Kohlenstoff-Tetrachlorid, Heptan usw. Sie unterliegen keiner
Degradation, wenn sie der Einwirkung von Wasser ausgesetzt werden, und sind in den
mehrlagigen Bogen beständig, wenn diese wiederholt gehandhabt und dabei mit Hautölen,
Feuchtigkeit oder anderen Fremdstoffen in Berührung gelangen. Selbst Lösungen von
Säuren, beispielsweise von Schwefelsäure, und Alkalien, beispielsweise von Natriumhydroxyd,
bewirken im wesentlichen keine bemerkbare Degradation dieser Filme, besonders wenn
diese nach der Verunreinigung in verhältnismäßig kurzer Zeit abgewischt werden.
Das Material des transparenten Films soll in den verwendeten Dicken die Strahlungsenergie
nur in sehr geringem Maße absorbieren oder gar nicht.
-
In den Fällen, in denen auf eine lange Lagerfähigkeit verzichtet werden
kann, können an Stelle des Polyäthylenterephthalatfilms auch Filme aus Zellulosederivaten,
beispielsweise aus Zellulose-Triazetat, verwendet werden. Es können auch orientierte
Polypropylenfilme verwendet werden, und selbst transparente Polyvinylchloridfilme
können zu befriedigenden Ergebnissen führen, wenn die diesem Material eigene Thermoplastizität
und große Streckbarkeit dadurch ausgeglichen wird, daß nicht streckbare Trennblätter
und Klebstoffe verwendet werden, deren Aktivierung unter einer Temperatur liegt,
bei der der Polyvinylchloridfilm sich verformt. Bei Verwendung von Kunststoffilmen,
deren Verformungstemperatur in der Nähe der Temperaturen liegt, bei denen der Klebstoffüberzug
aktiviert wird, ist besondere Sorgfalt erforderlich, um ein Verschrumpeln oder Verwerfen
während der Lamellierung zu vermeiden, weshalb über ungefähr 901 C liegende
Verformungstemperaturen für die Kunststoffilme im allgemeinen vorzuziehen sind.
In den Fällen, in denen größte Zähigkeit, Wärmestabilität, Widerstand gegen Sprödewerden,
lange Lagerfähigkeit und andere Vorzüge der Erfindung erwünscht sind, werden vorzugsweise
Polyäthylenterephthalatfilme oder transparente Filme aus Äthylenfluorinaten verwendet.
-
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete thermoplastische
Klebstoff entwickelt rasch seine Klebrigkeit innerhalb eines begrenzten, ziemlich
niedrigen Temperaturbereichs, bleibt jedoch bei Temperaturen bis ungefähr
500 C nicht klebend. Die Aktivierung erfolgt bei einer ganz bestimmten Temperatur
oder innerhalb eines schmalen Temperaturbereichs von ungefähr 50 bis
851 C und vorzugsweise zwischen 50 und 701' C. Der Klebstoff
wird in einer außerordentlich dünnen Schicht verwendet, beispielsweise in einer
Menge von 0,562 kg/100 qm und vorzugsweise von 1,12 kg/100 qm, jedoch nicht
mehr als 1,875 kg/100 qm. Bei größeren Mengen entstehen Schwierigkeiten bei
der Lamellierung, z. B. Unebenheiten und Herausdringen des Klebstoffs an den Kanten;
außerdem wird das Material in unnötig großen Mengen verbraucht. Erhöhte Mengen führen
ferner zu einer Vermehrung der Masse des überzuges, die erwärmt werden muß, und
verursachen eine Unschärfe bei den durch das Thermokopierverfahren erzeugten Zeichen,
wenn das Kopieren nach dem
Aufbringen des Schutzfilmes auf ein darunterliegendes
thermographisches Kopierpapier durchgeführt wird.
-
Die Bestandteile des Klebsystems sind optisch miteinander verträglich
und bilden nach der Aktivierung und dem Auftragen auf ein Papier bei dem beschriebenen
Lamellierungsverfahren eine Masse, die unter den Gebrauchsbedingungen transparent
ist.
-
Flüssige Weichmacher sind in der Klebstoffschicht von Nutzen, da sie
den mehrschichtigen Erzeugnissen nach der Erfindung Biegsamkeit verleihen, besonders
wenn zähe oder etwas spröde polymerische Harze mit hohem Schmelzpunkt als Kleber
verwendet werden. Die genannten Weichmacher dienen auch zusammen mit dem wachsartigen
oder kristallinischen organischen Bestandteil, wie hydriertes Ricinusölwachs, zum
Ändern der Endeigenschaften des Klebstoffgemisches, so daß dieses in dem begrenzten
niedrigen Temperaturbereich von 50 bis 85' C eine hohe Klebkraft aufweist,
selbst wenn das verwendete Klebeharz allein bei diesen Temperaturen noch nicht erweicht
werden kann.
-
Die Eigenschaften des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden
Klebstoffs sind im Hinblick auf dessen Bestandteile überraschend. Es war nicht anzunehmen,
daß diese Bestandteile einen Klebstoff ergeben würden, der bis zu ungefähr
50' C
nicht klebt, der jedoch bei einer ziemlich scharfen Temperatur oder
innerhalb eines scharfen Temperaturbereichs innerhalb des größeren Bereichs von
50
bis 85' C klebrig wird. So beginnt Polyvinylbutyralharz erst bei
einer Temperatur von ungefähr 200' C
zu erweichen, während die synthetische
wachsartige Mischung schon bei ungefähr 50' C schmilzt.
-
Durch den Zusatz des wachsartigen Bestandteils verliert der Klebstoff
überraschenderweise nicht seine Fähigkeit, an dem Kunststoffilm zu haften.
-
In das Klebmittel können auch besondere Bestandteile nach Wahl aufgenommen
werden, die dem Klebmittel bestimmte Eigenschaften, etwa eine besondere Adhäsion
verleihen, wobei die Verwendung eines chlorierten Terphenylharzes zur Verbesserung
der Verankerung des thermoplastischen Klebstoffüberzugs auf dem grundierten Polyäthylenterephthalat-Untergrund
als Beispiel angeführt sei. Das Terphenylharz sucht auch vorteilhafterweise den
Erweichungspunkt des Polyvinylbutyralharzes zu senken und dient als Hilfsmittel
zum Klebrigmachen wie auch als Zähmachungsmittel; jedoch sind die hiermit bei dem
Klebmittel erzielten Verbesserungen nicht wesentlich. Beispiel Eine 0,01524 mm starke
Folie aus biaxial orientiertem Polyäthylenterephthalat wird an der einen Seite in
einer Dicke von ungefähr 1 bis 5 Mikron mit einer gut verankerten
Grundierungsklebstoffschicht überzogen, z. B. aus einem Copolymer des Vinylidenchlorids,
einem Akrylester und Itakonsäure, oder mit einer Schicht aus Polyisozyanat oder
Polyisothiozyanat.
-
Der Film wird an der grundierten Seite mit einem in Wasser unlöslichen
Klebstoffgernisch überzogen, das sich gewichtsteilmäßig wie folgt zusammensetzt:
4 Teile Polyvinylbutyralharz, 6 Teile eines bei Raumtemperatur flüssigen
Arylphosphates, im besonderen 2-Biphenyl-diphenylphosphat, als Plastifizierungsmittel
für das Harz, 6 Teile einer synthetischen, wachsartigen Verbin. dung mit
einem ziemlich genau bei 8511 C liegen den Schmelzpunkt, die durch Hydrierung
vor Ricinusöl erhalten wird und in der Hauptsache ein Glyzerid der 12-Hydroxy-stearinsäure
un( kleinere Mengen vermischter Glyzeride diese: Säure und andere Stearinsäuren
enthält, und 2 Teile eines gelblichen transparenten chlorinier. ten Terphenylharzes
mit einer gewichtsmäßiger Chlorinierung von ungefähr 60 1/o und einen Erweichungspunkt
(ASTM E-28) von ungefähi 100 bis 105' C.
-
Diese Bestandteile werden zu Beginn unter Umrühren bei einer Temperatur
von ungefähr 130' C miteinander zu einer frei strömenden gleichförmiger Masse
vermischt, wonach das in Wasser unlösliche Klebstoffgemisch als heiße Schmelze in
der Wanne zum Überziehen auf einer Temperatur von ungefähr 130' C gehalten
wird. Es wird ein überzug in einer Menge von ungefähr 0,75 kg/100 qm aufgetragen.
-
Das in der Mischung enthaltene Polyvinylbutyralharz beginnt normalerweise
bei einer Temperatur von ungefähr 2001 C zu erweichen. Durch Anwesenheit
der Zusätze zum Klebmittel werden die Erweichungseigenschaften vollständig geändert,
und die gesamte Masse besitzt eine ziemlich scharfe Aktivierung zur Klebrigkeit
bei einer Temperatur von ungefähr 600 C.
-
Das Klebmittel wird nach dem Auftragen auf den Kunststoffilm abgekühlt
und das Erzeugnis zu einer Rolle aufgewickelt.
-
Bei der Lamellierung wird der beschichtete Kunststoffilm zusammen
mit dem die Strahlungsenergie absorbierenden Trennband und mit einem wärmeempfindlichen
thermographischen Kopierpapier (bei dem bei ungefähr 80'C eine Farbänderung
erfolgt) zwischen einer Führungswalze und einem für Strahlungsenergie durchlässigen
Förderband an einer in einem Reflektor angeordneten Quelle intensiver Strahlungsenergie
mit einer Geschwindigkeit vorbeigeleitet, die von den Umgebungsbedingungen der durch
Wärmeeinwirkung herzustellenden mehrlagigen Anordnung bestimmt wird. Die Lamellierung
kann mit großer Geschwindigkeit durchgeführt werden.
-
Als für die Lamellierung geeignet haben sich die nachstehenden Bedingungen
erwiesen: Besteht die Strahlungsenergiequelle aus einer röhrenförinigen, Infrarotstrahlen
aussendenden Quarzlampe, die mit einer Farbtemperatur von ungefähr 2800'
Kelvin betrieben wird, wobei der Innenfokus eines elliptischen Reflektors von der
durch Wärmeeinwirkung herzustellenden mehrlagigen Anordnung eine Entfernung von
ungefähr 25 oder 50 mm aufweist, und erreicht die Umgebungstemperatur
des Förderbandes und der Führungswalze in den Bezirken, die von den Bezirken entfernt
liegen, zwischen denen die herzustellende mehrlagige Anordnung hindurchgeführt wird,
ungefähr 26 bis 321 C, so bewirkt eine Bewegung des mehrlagigen Aufbaus
durch die Laminiereinrichtung mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 7,6
cm/Sek. eine vollständige Aktivierung des Klebmittels auf dem transparenten Kunststoffilm
und eine Verankerung dieses aktivierten Klebmittels mit dem wärmeempfindlichen thermographischen
Kopierpapier der mehrlagigen Anordnung, ohne jedoch eine Farbänderung im Kopierpapier
zu verursachen. Soweit bekannt, war eine derartige Geschwindigkeit bei der Herstellung
permanenter mehrlagiger Anordnungen
durch Einwirkung von Wärme bisher
nicht möglich. Eine überprüfung der ersten nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse
läßt ohne Schwierigkeit erkennen, ob eine etwas langsamere Bewegung des Mehrlagenbandes
zur Verbesserung der Verbindung zwischen dem Kuntststoffilm und dem darunterliegenden
Papier oder aber eine noch raschere Bewegung erforderlich ist, um eine Ver- oder
Entfärbung des wärmeempfindlichen Papiers zu vermeiden. Bei einer Lamellierungstemperatur
von ungefähr 82 bis 88' C,
die unter der Temperatur liegt, die eine
Farbänderung der Papierbahn auslöst, werden die besten Ergebnisse erzielt, selbst
wenn die Aktivierungstemperatur für den thermoplastischen überzug aus dem transparenten
Kunststoffilm nur 60' C beträgt. Da zwischen dem klebenden Teil einer mehrlagigen
Anordnung und dem Inneren eines thermographischen Papiers ein kleiner Temperaturunterschied
auftreten kann, ist es möglich, daß die in einer Klebschicht selbst erreichte tatsächliche
Temperatur ein wenig über der Temperatur liegt, die eine Farbänderung in dem darunterliegenden
Kopierpapier bewirkt. Erhöht sich die Temperatur in der Umgebung der mehrlagigen
Anordnung, so muß auch die Durchlaufgeschwindigkeit erhöht werden; nach einiger
Betriebszeit werden die Temperaturbedingungen stabil, so daß nur noch selten weitere
Einstellungen, wenn überhaupt, vorgenommen zu werden brauchen. Als Anwendungsbeispiel
für die Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens seien angeführt: Preislisten,
Verkaufsliteratur, Photographien, Frachtrechnungen, Zeitungsausschnitte, Geburtsurkunden,
Landkarten, graphische Darstellungen und Etiketten, ganz gleich, ob das Dokument
aus einem Original oder einer Kopie auf wärmeempfindlichem thermographischem Papier
besteht.