DE1671561B2

DE1671561B2 - Aufzeichnungspapier

Info

Publication number: DE1671561B2
Application number: DE19681671561
Authority: DE
Inventors: Gerald Titus; Fetters Robert Arthur; Chillicothe Ohio Davis (V.StA.)
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1967-01-23
Filing date: 1968-01-17
Publication date: 1972-08-24
Also published as: AT294860B; US3653357A; ZA6800330B; US3932695A; DE1671561A1; NL6800710A; US3653945A; FR1552444A; GB1223341A; US3649357A; BE709409A; CH539521A

Description

2. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungs- Gemisch dieser Polymere.

papiers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. Für die basisch reagierende, farblose, flüssige Ver-

daß das zum Aufbringen des Polymers benutzte bindung zur Erzielung der Farbreaktion läßt sich 7. B.

Lösungsmittel sofort abgedampft wird, bevor 20 ein Farbstoff des chinoid-ionischen Typs in Art von

nennenswerte Penetration in die Papierträgerunter- Leuko-, Lacton-, Lactam oder Auramin-Farbstoffen

lage stattfinden kann. verwenden, ebenso aber auch Malachitgrün-Lacton.

l,l-Bis-(para-aminophenyl)-phthalein oder 2.5-Dichlorphenylleukoauramin.

25 Als Lösungsmittel für das phenolische Polymer ist

z. B. ein schnelltrocknendes Mittel wie Toluol, Xylol.

Isopropylalkohol, Aceton, Methyläthylketon oder Butylacetat verwendbar.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung

30 läßt sich zur Herstellung des Aufzeichnungspapiers

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungspapier mit vorteilhaft ein Verfahren anwenden, bei dem das zum einem sauer reagierenden, im wesentlichen nahezu Aufbringen des Polymers benutzte Lösungsmittel sofesten, nicht flüssigen, wasserunlöslichen Phenol-Kon- fort abgedampft wird, bevor eine nennenswerte Penedensationspolymer, das mit einer basisch reagierenden, tration in die Papierträgerunterlage stattfinden kann, farblosen, flüssigen Verbindung eine Farbreaktion 35 Das auf die Trägerunterlage aufgebrachte Beschichgibt. tungsmittel wird also z. B. eine Lösung des Phenol-Die Anwendung des Phenol-Kondensationspoly- Kondensationspolymers in einem flüchtigen organimers für ein derartiges Aufzeichnungspapier ist Gegen- sehen Lösungsmittel sein, wobei dieses eine etwa der stand eines älteren Rechtes. Bei diesem Aufzeichnungs- eigenen Menge gleiche Menge des Polymers lösen papier ist die zur Farbbildung dienende flüssige Ver- 40 sollte, so daß man die gewünschte Menge an getrockbindung, die mit dem Polymer die Farbreaktion ergibt. netem Polymer möglichst genau in der von der Erfindurch Druckeinwirkung freigebbar, indem sie sich in dung vorgeschlagenen Stärke aufbringen kann. Die sprengbaren, in einem Deckblatt angeordneten Mikro- Aufbringung des Beschichtungsmaterials kann auf kapseln befindet. Bei einer Druckeinwirkung, deren verschiedene Weise erfolgen, wobei der auf dem BeForm der gewünschten Aufzeichnung entspricht, wer- 45 Schichtungsmaterial gebildete Film z. B. in einer Stärke den an den dem Druck ausgesetzten Stellen die Mikro- bis zu etwa 5,08 · 10~⁴ cm aufgetragen wird, was unter kapseln gesprengt, so daß die flüssige Verbindung aus- der zuvor genannten Voraussetzung einem auf das treten kann. Diese könnte aber auch auf anderem Wege Papier aufgebrachten Film von 2,54-1O^-4Cm Stärke in Berührung mit dem Phenol-Kondensationspolymer entsprechen würde. Wird eine größere Menge an Kongebracht werden, z. B. dadurch, daß sie durch einen 50 densationspolymer aufgebracht, so dringt dieses in die Stempel aufgetragen wird oder Bestandteil einer Tinte Trägerunterlage ein. Dies soll jedoch gerade vermieden ist, mit der eine Schreibfeder gefüllt ist. werden. Ist die Stärke des Films geringer als 12,7 · Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Auf- 10"^e cm, so ist die polymere Beschichtung zu dünn, zeichnungspapier zu schaffen, das bei guter Qualität um ein ausreichend klares Aufzeichnungsbild zu er- und geringem Gewicht die Erzielung eines optimalen 55 zielen. Geeignet sind vor allem Filmstärken zwischen Aufzeichnungsbildes gewährleistet. 5,08 · 10~⁶ und 20,32 · 10~⁵ cm.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß Besonders geeignet zum Aufbringen der Beschich-

vorgeschlagen, daß das Polymer in Form eines Über- tung ist eine modifizierte Offset-Druckeinrichtung.

zuges in einer Menge in der Größenordnung von 0,04 Das polymere Beschichtungsmaterial wird in abge-

bis 0,75 g/m² an Feststoffen auf die Trägeruntcrlage 60 messener Menge auf eine geätzte oder gravierte Walze

aufgebracht ist, so daß das Beschichtungsmaterial im in der Weise aufgebracht, daß man es zwischen der

wesentlichen nur auf den einzelnen Fasern der Ober- Walze und einer Walze mit einer harten Oberfläche,

fläche des Papierbogens verteilt ist. beispielsweise einer Hartgummiwalze, durchleitet und

Es hat sich herausgestellt, daß auch eine derart dazwischen abpreßt. Der auf diese Weise eingestellte

dünne Beschichtung ausreichend ist, um ein sauberes 65 Film wird dann teilweise auf eine weichere Walze, bei-

Aufzeichnungsbild zu erzielen. Infolge der geringen spielsweise eine solche aus Weichgummi, überwalzt und

Stärke der Beschichtung ist das Aufzeichnungspapier von dieser mittels Walzendruck auf die Oberfläche der

sehr leicht; auch läßt es sich mit guter Qualität her- Trägerunterlage aufgepreßt. Der Druck zwischen der

Weichgummiwalze und einer das Papier tragenden Walze ist nicht kritisch, liegt jedoch niedrig und braucht nur so groß zu sein, daß man einen gleichförmigen Kontakt des Beschichtungsfilmes mit der Oberfläche der Trägerunterlage herstellt.

Der in dem Beschichtungsmaterial befindliche Lösungsmittelanteil verdunstet nicht nur beim Ofentrocknen, sondern auch beim Lufttrocknen so schnell, daß eine Penetration der polymeren Substanz in tue Trägerunterlage weitgehend verhindert wird. Es konnten dünne polymere Beschichtungen auf die verschiedensten Papieroberflächen aufgebracht werden, und !.um aur μυιυϊη riucrpapier eoenso gut wie aut dichtes. pigm<*ntüberzogenes Druckpapier. In allen Fällen haftete die polymere Schicht fest an der mit ihr in Berührung gebrachten Oberfläche der Schicht aus Fasern oder Pigmentpartikeln.

Die Konzentration des Polymers in dem Beschichtungsmaterial beeinflußt die Penetration des Lösungsmittels nicht. Dies wurde mit Zusammensetzungen erprobt, die zwischen 1 und 40% eines Polymers ent hielten, das in Toluol gelöst war und auf formgeleimtes Papier aufgebracht wurde.

Bei der vorgeschlagenen Stärke d^s Beschichtungsfilms ist auch die Viskosität des Beschichtungsmaterials ohne Einfluß auf die Penetration in die Träger- Unterlage. Es wurde jedoch festgestellt, daß vorteilhaft die Viskosität des Beschichtungsmaterials niedrig gehalten wird, und zwar unterhalb derjenigen Viskosität, die einen Überschuß an flüssigem Gemisch gegenüber ίο derjenigen Menge erfordern würde, die in den Vertiefungen der Walze vorhanden ist und zwischen der Harteummiwalze und der Walze hindurchseleitet wird. Die farblose, farbgebende Verbindung laßt sich

mittels irgendeines geeigneten Trägers auf die trockne polymere Schicht aufbringen, wobei an den entsprechenden Stellen eine Farbreaktion entsteht, die eine farbige Aufzeichnung bildet. Dies geschieht nur an denjenigen Stellen, an denen die farbbildenden Komponenten in Berührung gebracht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen erläutert.

Eigenschaften	Bekannter Attapulgus Ton-Reaktionsbogen	Reaktion gewönne Beispiel 1	sbogen η nach Beispiel 2	Formgeleimtes Papier
Basisgewicht (g/m²)	0,135 19,4	0,127 24,2	0,124 25,0	0,127 23,6
Berstfaktor «»>	59,7	71,7	73,6	73,0
Zerreißfaktor <²> MD	68,8	84,9	85,7	86,3
AM	68,7	95,5	93,8	95,5
Gurley-Steifigkeit <³> MD	33,5 188	48,6 248	43,6 205	46,9 272
AM	305	411	406	469
Perforationsfestigkeit <⁴⁾ MD	93	113	116	124
AM	50,0	54,6	¹ 57,9
Sheffield-Glätte <⁶», Schichtseite	62,7	63,2	! 65,9	__
Kalander-Intensität <^e>	gut	gut	g^ut	_
Schreibmaschinen-Intensität ⁽⁷>
Lesbarkeit von schreibmaschinengeschriebenen Schriftzeichen

C) Der Berstfaktor wurde nach amerikanischer Norm bestimmt, wie sie in der Zeitschrift TAPPI veröffentlicht ist.
(^s) Der Zerreißfaktor wurde nach amerikanischer Norm bestimmt, wie sie in der Zeitschrift TAPPI veröffentlicht ist.
(^s) Die Gurley-Steifigkeit wurde nach amerikanischer Norm bestimmt, wie sie in der Zeitschrift TAPPI veröffentlicht ist.
(*) Die Perforationsfestigkeit wurde nach der in der USA.-Patentschrift 3 099 153 beschriebenen Methode bestimmt.

') Die Sheffield-Glätte wurde nach amerikanischer Norm bestimmt, wie sie in der Zeitschrift TAPPI veröffentlicht ist (Norm R.C-285).

(⁶) Die Kalander-Intensität ist ein Kontrast-Verhältniswert, wobei die Intensität der Färbung um so stärker ist, je niedriger die numerischen Werte liegen. Dieser Wert wird in der Weise bestimmt, daß man die beschichtete Seite eines Reaktionskomponenten aufweisenden überzogenen Papiers, das geprüft werden soll, in Kontakt bringt mit der überzogenen Seite eines genormten Ubertragungsbogens, wie es in der USA.-Patentschrift 2 741 375 beschrieben ist, und daß man dann die zusammengelegten Papiere durch einen Kalander schickt, dessen Walzen einer bekannten Standardbelastung ausgesetzt sind. Ein Trübungsmeßgerät von Bausch & Lomb wurde verwendet, und damit werden wenigstens drei Messungen der prozentualen Reflexion der bedruckten und unbedruckten Flächen des Reaktionskomponenten aufweisenden Papiers 30 Sekunden nach dem Kalandrieren durchgeführt, und von diesen Meßwerten wird der Mittelwert als Ergebnis genommen. Dann wird das Kalander-Intensitäts-Verhältnis in Prozent nach folgender Formel berechnet:

Kalander-Intensität =

Durchschnitt der Reflexion bedruckter Fläche Durchschnitt der Reflexion unbedruckter Fläche

100.

Die Schreibmaschinen-Intensität ist ein Kontrast-Verhältniswert ähnlich der Kalander-Intensität. Sie wird in ähnlicher Weise wie die Kalander-Intensität bestimmt, jedoch mit dem Unterschied, daß man die übereinandergelegten Bogen des Ubertragungspapiers und des die Reaktionskomponenten aufweisenden Papiers nicht durch einen Kalander führt, sondern eng nebeneinanderstehende •m« auf die übereinandergelegten Papiere unter Verwendung einer elektrischen Schreibmaschine ohne Farbband tippt und die Ablesungen an dem Trübungsmeßgerät auf dem die Reaktionskomponenten aufweisenden Papier 20 Minuten nach dem Auftippen durchführt.

I 671 561

Beispiel 1

Ein nicht überzogenes, formgeleimtes Papier, das etwa 6% Ton-Füllstoff enthielt, wurde mit Hilfe einer Offset-Druckeinrichtung der zuvor beschriebenen Art beschichtet, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 243,84 m je Minute. Es wurde eine 17,2%ige Lösung von para-Phenylphenolformaldehyd-Kondensat in Toluol in einer Feu.htfHmstärke von etwa 18,5 · 10-* cm aufgebracht und in einem Ofen, in den Luft eingepreßt wurde, bei 86,8 ⁰C getrocknet. Hierbei entstand eine getrocknete Polymerschicht von 0,279 g je Quadratmeter auf der Oberfläche rW T

Beispiel 2

Eine 13°/oige Lösung von para-HienylphenoIformaldehyd-Kondensat in Toluol wurde auf dasselbe Papier wie im Beispiel 1 aufgebracht, das ein Gewicht von knapp 60 g je Quadratmeter hatte. Die Lösung wurde in einer Menge auf die Trägerunterlage aufgebracht, die eine Feuchtfilmstärke von 18 · 10-⁵cm ergab. Der getrocknete Beschichtungsfilm hatte eine Stärke von 0,206 g je Quadratmeter.

In der vorstehenden Tabelle sind die Eigenschaften von gemäß den Beispielen 1 und 2 beschichtetem Papier mit den Eigenschaften eines handelsüblichen Papiers verglichen, das mit Attapulgus-Ton überzogen war. Die überlegenen Festigkeitseigenschaften des mit para-Phenylphenolformaldehyd-Kondensar wie i.i den Beispielen 1 und 2 beschriebenen beschichteten Papiers gegenüber den auf bekannte Weise mit Attapulgus-Ton S beschichteten Bogen werden ersichtlich, wenn man die Berst-, Zerreiß-, Steifigkeits- und Perforations-Festigkeitsergebnissc vergleicht. Die Lesbarkeit von mit Schreibmaschine aufgebrachten Schriftzeichen ist gleichwertig derjenigen, die man mit bekannten, ίο Reaktionskomponenten aufweisenden Boden erzielt. Kalander- und Schreibmaschinen-Intensität des gemäß Beispiel 1 hergestellten Bogens betrugen 54,6 bzw. 63,2. .Tuiiiiig\,£A.u ait tiii^icincnueu werte Dei dem bekannten Bogen 50,0 bzw 62,7 ausmachten. Beim Ka- landrieren des ReaktioiiaLomponenten aufweisenden Bogens gemäß Beispiel 1 wurde eine Sheffield-Glätte von 113 erzielt, im Gegensatz zu einem Glätte-Wert von 93 bei dem bekannten Bogen, und der dabei gebildete Reaktionskomponenten aufweisende Bogen

ao hatte einen Kalander-Intensitätwert von 52,3 und einen Schreibmaschinen-Intensitätwert von 62,5.

Die Handhabungs- und Bedruckungseigenschaften des gemäß Beispiel 1 hergestellten Reaktionskomponenten aufweisenden Bogens waren, wie gefunden wurde, die gleichen wie diejenigen eines nicht überzogenen formgeleimten Papiers, wenn man die Papiere durch eine Offset-Formpresse laufen ließ und anschließend sammelte.

Claims

stellen. Im übrigen ist es natürlich auch vorteilhaft, daß nur verhältnismäßig wenig polymeres Material Patentansprüche: zatHerstellung der Beschichtung benötigt wird. Als Polymer kann z. B. ein substituiertes Phenol/

1. Aufzeichnungspapier mit einem sauer reagie- 5 Formaldehyd-Novolak-Kondensationsprodukt verrenden, im wesentlichen nahezu festen, nicht fluch- wendet werden, das in wenigstens einer ortno-Stellung ligen, wasserunlöslichen Phenol-Kondensations- zu der phenolischen OH-Gruppe ein Wasserstoffatom, polymer, das mit einer basisch reagierenden, färb- eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine Methyllosen, flüssigen Verbindung eine Farbreaktion gibt, oder eine Methylengruppe trägt. Besonders geeignet ist dadurch gekennzeichnet, daß das 10 ein Novolak-Kondensationspolymer von para-Alkyl-Polymer in Form eines Überzuges in einer Menge phenolformaldehyd, dessen AJkylgruppe 4 b»s 8 C-Ato- : <=ο1λ : s hl Chlholfomaluehyd od

g g py, ygpp

j„ <=,=ο 1—.__β — λ,ολ ν:. n,ne _e/—s „- ™« enthalt vnn nara-ChlorDhenolformaluehyd oder

Feststoffen auf die Trägerunterlage aufgebracht ist, von para-Phenylphenolformaldehyd. tbenso geeignet

so daß das Beschichtungsmaterial im wesentlichen ist aber auch ein Misch-Novolak-Kondensationspoly-

nur auf den einzelnen Fasern der Oberfläche des _x5 mer von para-Chlor-para-Alkylphenolen in einem MoI-

Papierbogens verteilt ist. verhältnis von 1 : 1 bis 3 : 1 mit Formaldehyd oder ein