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Klebepapier mit verbesserter Flachlage und Verfahren zu dessen
Herstellung"
Die Erfindung betrifft ein gummiertes Papier mit verbesserten Flachlageeigenschaften
bei unterschiedlichen Klimabedingungen und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Gummierte Papiere sind Papiere, die einseitig mit einem Kleber auf
Basis von Stärke, Dextrin, Polyvinylverbindungen, Celluloseäthern, Tierleim und/oder
natürlichen Gummen beschichtet sind. Die Gummierung wird durch Wiederanfeuchten
zum Kleben aktiviert. Bekanntlich haben diese wiederanfeuchtbaren Klebepapiere infolge
ihrer hygroskopischen Gummierung den Nachteil einer mehr oder weniger starken Rollneigung
bei unterschiedlicher Klimabedingung, insbesondere bei stärkeren Schwankungen der
Feuchtigkeitsverhältniese. Diese Rollneigung wirkt sich bei der Weiterverarbeitung
dieser Papiere sehr unangenehm aus, so dass man versucht, diese Rolltendenz durch
verschiedene Massnahmen zu beheben.
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Dies geschieht durch Zusätze in der Klebstoffrezeptur oder durch eine
mechanische Behandlung des Papieren durch einen Brechprozess, bei welchem die kontinuierliche,
körperlich miteinander verbundene Fläche des Kleberfilms auf dem Papier in kleine
geometrioche Gebilde aufgeteilt wird. Diese Massnahmen zeigen aber nur eine begrenzte
Wirksamkeit.
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Zusätee zur KIebstoffrezeptur können die Klebkraft der Gummierung
nacht$ilig beeinflussen oder ein Blocken bei höherer Luftfeuchtigkeit verursachen.
Der Austausch des Wassere gegen ein organisches Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische
im Klebersystem ist oftmals auch aus wirtschaftlichen Gründen uninteressant.
Das
Brechen der gummierten Papiere zur Erzielung einer besseren Flachlage ist deshalb
problematisch, weil durch diese Behandlung die Papiere sehr starken mechanischen
Beanspruchungen, und dadurch der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt werden, ganz
abgesehen von der bekannt hohen Ausschussquote dieser Verarbeitungsstufe.
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Es kommt hinzu, dass die Beseitigung der Rollneigung des gummierten
Papieren durch das Brechen nur vorübergehender Art oder von geringem Erfolg ist,
wenn das so behandelte Papier nicht unter, ganz bestimmten Klimaverhältnissen gelagert
und weiterverarbeitet wird. Derartige Bedingungen, unter denen keine Veränderung
der Spannung in der Klebstoffschicht stattfinden kann, erfordern jedoch einen Aufwand,
der dem möglichen Erfolg nicht entspricht, denn es tritt häufig durch spätere Feuchtigkeitsaufnahme
ein Quellen den hygroskopischen Kleberfilrnen ein. Dann wird die erzielte Brechwirkung
durch Zuquellen der künstlich erzeugten Brechlinien und erneuter Bildung eines zusammenhängenden
Kleberfilmes teilweise oder ganz aufgehoben. Damit ist der alte Zustand des gummierten
Papieren; wie vor dem Brechen, wieder eingetreten, jedoch mit dem Nachteil, dass
durch dieses, dann nutzlose Brechen, das Papier erheblich strapaziert worden ist.
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Man hat weiterhin versucht, durch Einlegen einer Zwischenschicht
zwischen dem Trägerpapier und dem Gummierfilm, wie in der Auslegeschrift
1 116 849 dargestellt, oder durch Überschichten der Klebstofischicht mit Weichmachern,
Konditionier- und Netzmitteln, wie im US-Patent 2 992 129 beschrieben, die Flachlage
zu verbessern. Die Erfolge waren, entweder vom technischen oder wirtschaftlichen
Standpunkt aus gesehen, unbefriedigend: Schliesslich sind Verfahren bekannt geworden,
bei welchen die bei der Klebstoffbeschichtung in der Trockenpartie der Beschichtungemaschine
eingetrockneten Spannungen durch rückseitige Befeuchtung
der Papierbahn
mit Wasser oder Wasserdampf behoben werden sollen. Diese Massnahme hat aber bei
gummierten P^pieren bisher wenig Anwendung gefunden, weil teilweise durch die erhöhte
Wasseraufnahme das Papier zu stark befeuchtet wurde und gewisse Papiereigenschaften
wie Glätte, Festigkeit und Widerstand gegen Penetration des Klebstoffes nachteilig
beeinflusst wurden, oder auch, weil eine gleichmässig dosierte Feuchtigkeit, abgestimmt
auf die jeweiligen Spannungen und Einrollungen, sich als sehr problematisch erwies.
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Bei der Herstellung gestrichener Papiere oder beschichteter Spezialpapiere
existieren ferner Verfahren, die gleichzeitig eine zweiseitige Beschichtung mit
der gleichen Beschichtungsmasse auf dem Papier durchführen, etwa bei oberflächengeleimten
Papieren oder zweiseitig gestrichenen Kunstdruck- und Offsetpapieren, wobei eine
verbesserte Planlage der so behandelten Papiere beobachtet werden kann.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesteilt, ein Klebepapier und ein
Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, welches innerhalb eines grösseren
Bereiches von Luftfeuchtigkeitsschwankungen verbesserte Flachlage aufweist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie von einem Klebepapier
ausgeht, dessen, auf der Vorderseite angebrachte, wiederbefeuchtbare Kleberschicht
reaktivierbar ist, und sie kennzeichnet sich dadurch, dass die auf der Rückseite
angebrachte Schicht hohen Wasserhaltevermögens Bindemittel aus wasserlöslichen Stärkederivaten,
vorgelatinierten Stärken, wasserlöslichen Polysacchariden vom Typ Galaktomannan,
wasserlöslichen, hochgereinigten Celluloseäthern, einzeln, für sich oder in Kombination
miteinander, enthält und der Schicht ein Härtemittel, welches Formaldehyd, Glyoxal
oder ein Formaldehyd abspaltendes Mittel oder ein Harnstoff-Formaldehydharz enthält,
hinzugefügt ist.
Es wurde erfindungsgemäss gefunden, dass die Rollneigung
gummierter Papiere, also Papiere, die auf der einen Seite eine hygroskopische Kleberschicht
haben und frei von einem pigmentierten Abschlusstrich sind, durch den gleichzeitigen
oder nacheinander folgenden Auftrag mit einer nichtklebenden und nichtanfeuchtbaren
Beschichtungsmasse auf der Papierrückseite aufgehoben werden kann. Statt einer Rückseitenbefeuchtung
mit Wasser oder Wasserdampf werden in diesem Falle die während des Beschichtungs-
und Trocknungsprozesses des Papieres entstandenen Spannungen durch eine Rückseitenbeschichtung
mit einer wässrigen Lösung von Polysacchariden oder von künstlichen Polymeren, welche
nach dem Trocknen einen wasserunlöslichen Film ergeben, beseitigt. Die dafür eingesetzten
Verbindungen sind Galaktomannane, Celluloseäther, modifizierte Stärken, wasserlösliche
oder wasserdispergierbare Polyvinylverbindungen, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat,
Polyvinylpyrrolidon oder Mischpolymerisate von Polyvinylpyrrolidon mit Polyvinylacetat,
Polyvinylacetat mit Maleinsäure oder Polyvinylmethyläther mit Maleinsäure, insbesondere
Verbindungen, die sich durch ein hohes Wasserrückhaltevermögen auszeichnen und die
ausserdem durch Zusätze in der Rezeptur wasserunlösliche Beschichtungen liefern.
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Das Wasserrückhaltevermögen dieser Bindermittel, also die Fähigkeit,
die wässrige Phase gegen die Kapillarkräfte des Papieres zurückzuhalten, ist von
besonderer Bedeutung. Bei einem hohen Wasserrückhaltevermögen werden die bei der
einfachen Wasser- oder Dampfbefeuchtung der Papierrückseite geschilderten nachteiligen
Einflüsse einer zu starken Wasseraufnahme durch das Trägerpapier vermieden.
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Das Herstellverfahren kennzeichnet sich durch das Aufbringen der rückseitigen
Schicht mit hohem Wasserhaltevermögen in einem Arbeitsgang oder in zwei nacheinander
geschalteten Arbeitsgängen derart; dass Vorder- und Rückseite auf etwa gleichen
Wassergehalt eingestellt sind. Für viele Anwendungen genügt allerdings ein technisch
noch durchaus brauch-
barer Bereich, der im Minimum 80 und im Maximum 120%
des Wassergehaltes
der Vorderseite hat.
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Man kann während des Herstellprozesses die Feuchtigkeitsgehalte mit
weitgehender Genauigkeit messen. Eine der Möglichkeiten ist die kapazitive Messung
in der Grenz-Luftzone direkt über dem Papier.
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Es ist möglich, durch weichmachende Zusätze oder Füllstoffe
den Charakter der Rückseitenbeschichtung des gummierten Papieres weitgehend zu variieren,
um auf diese Weise die Papieroberfläche gleichzeitig mit für die Weiterverarbeitung
günstigen Eigenschaften zu versehen, wie beispielsweise mit einer Schmierwirkung
für den nachfolgenden Brechprozess.
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Durch einen optimalen Weichmachergehalt, in Verbindung mit dem gegebenen
Wasserrückhaltevermögen der ausgewählten polymeren Verbindungen in der Rückseitenbeschichtung,
wird dem hygroskopischen Kleberfilm auf der Vorderseite des Papieres eine äquivalente
Gegenspannung geschaffen, die nicht nur die bei der Trocknung der Gummierung vorübergehend
fixierte Spannung aufhebt, sondern auch für eine verbesserte und d a u e r h a f
t e Planlage der gummierten Papiere sorgt. Je nach der Art des Klebstoffes auf der
gummierten Seite des Papieres kann so die Tendenz zum Einrollen der Rückseitenbeschichtung
ganz oder bewusst dosiert, teilweise aufgehoben werden.
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Bei Papieren mit einer Dextrin- oder Tierleim-Gummierung wird die
Tendenz zum Rollen durch die Rückseitenbehandlung, gemäss der Erfindung, nicht ganz
aufgehoben, aber doch soweit verringert, dass eine wesentlich schonendere Nachbehandlung
durch Brechen als das sonst üblich und notwendig ist, ausreicht, um diesen
Papieren über einen grösseren Bereich der Schwankungen der relativen Luftfeuchtigkeit
bessere Planlage zu geben. Werden jedoch zur Herstellung des gummierten
Papieres Wiederanfeuchtklebstoffe auf Basis
von Polyvinylverbindungen,
Alginaten und Cellulosederivaten eingesetzt, die eine flexible, nicht brechbare
Klebstoffschicht bilden, dann kann durch die erfindungsgemässe Rückseitenbeschichtung
eine Flachlage des gummierten Papieres sogar ohne eine mechanische Nachbehandlung
erzielt werden.
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Die Durchführung der Rückseitenbeschichtung kann in einem getrennten,
oder aber gleichzeitigen Arbeitsprozess mit dem Klebstoffauftrag auf dem Papier
vorgenommen werden. Der Auftrag der Rückseitenbeschichtung und deren Trocknung erfolgt
mit den in diesem Zweig der Papierverarbeitung gebräuchlichen technischen Einrichtungen,
so dass keinerlei besondere mechanischen Einrichtungen benötigt werden, Nachfolgend
sind drei Beispiele für die Rückseitenbeschichtung in Kombination mit dem Klebstoffauftrag
auf der Papiervorderseite angeführt. Die aufgezeichneten Teile sind Gewichtsteile.
Für die Gummierung gelten die Beispiele A und B, während die Rezepturen C bis E
die Zusammensetzung der Rückseitenbeschichtung angeben. (Beispiele extra aufgeführt).
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Mit den angeführten Rezepturen sind lediglich Beispiele zum besseren
Verständnis der Erfindung erfasst.
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So wurde gefunden, dass die gleichen oder sinnfällig abgewandelten
Rückseitenaufstriche nicht nur in der Kombination mit reinen Tierleim-Gummierungen,
oder Gummierungen, in denen Tierleim enthalten ist, merkliche Minderungen der gerade
bei diesen Klebstoffen gefürchteten Einrollungen brachten, sondern auch ähnliche
Ergebnisse für Klebstoffbeschichtungen aus hochviskosen Celluloseäthern oder Quellstärken
ergaben.
Beispiele:
| Gummierung Rückseitenbeschichtung |
| A B C D E |
| Kartoffeldextrin, mittel- |
| viskos, kaltwasserlöslich |
| 85 = 100% 60 10 - - - |
| Polyvinylalkohol, mittel- |
| viskos, Hydrolysegrad |
| 86 - 89% - 30 - - - |
| Maisstärke, hochviskos, |
| oxydativ abgebaut - - 5 - - |
| Kartoffel-Quellstärke - - - 5 5 |
| Carboxym ethylc ellulo k# |
| `hochgereinigt, mittel- |
| viskos - 3 - - 1 |
| Galaktomannan - - - 1 0.5 |
| Hexamethylentetramin - - - 0.20 0.20 |
| Sorbitlösung 70%ig - - 5 5 5 |
| Dicyandiamid 1.5 - - - - |
| Dinatriumphosphat 0.2 - - - 0.3 |
| Triäthylenglykol - 10 - 1 - |
| Polyäthylenglykol, |
| wachsartig - - 0.5 0.1 - |
| Nichtionogene Wachs- |
| emulsion 15%ig - - - - 0.25 |
| Calciumcarbonat - - 20 - - |
| Polysalz CA - - 0.08 - - |
| Konservierungsmittel 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 |
| Wasser 40 95 90 60 60 |