DE1914972C3 - Verfahren zum Herstellen beschreibbaren synthetischen Papiers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- as ten beschreibbaren synthetischen Papiers, bei dem die beschreibbare Schicht ein Thermoplast ist und mehr als 25 Gewichtsprozent eines feinkörnigen Füllstoffes enthält, bei welchem Verfahren die den Füllstoff enthaltende beschreibbare Schicht mindestens im Verhältnis 2,5 : 1 zur Bildung von feinen Rissen und Hohlräumen quergereckt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der britischen Patentschrift 951 768 bekannt. Die Polymerenfolie weist dort einen feinen Füllstotfgehalt in einer Menge von 1 bis 25 Gewichtsprozent ruf. Wenn diese Folie über das genannte Maß hinaus verstreckt wird, treten innerhalb der Folie feine Hohlräume und Risse jeweils um die Füllstoffteilchen auf. Dadurch erhält man eine hohe Opazität, weil diese Hohlräume die Folie durch diffuse Lichtstreuung undurchsichtig machen, und die Folie ist beschreibbar.

Die Erfindung geht nun davon aus, daß ein feiner Füllstoff in einer Menge von mehr als 25 °/o in der beschreibbaren Schicht von Vorteil ist. Allerdings ist die Erhöhung des Füllstoffgehaltes auf mehr als 25% sehr schwierig, weil dann ein einwandfreies zu der Rißbildung erforderliches Recken der Folien in dem angegebenen Ausmaß kaum möglich ist. Denn der hohe Füllstoffgehalt verringert die Formbarkeit des Kunststoffes durch Recken. Gerade bei der für die Bildung der feinen Risse und Hohlräume erforderlichen hohen Reckung der Folie ist die Gefahr des Reißens so groß, daß ein P.ccken in dem erforderlichen Ausmaß praktisch nicht möglich ist. Es ist auch auch allgemein bekannt, daß bei Thermoplasten die Zugabe von Füllstoffen nicht höher als 10 bis 20 Prozent sein soll (s. Georg Schulz »Die Kunststoffe«, 2. Auflage, Karl Hanser Verlag-München, 1964, S. 292, Zeile 26 und 27). In der Praxis würde sich bei synthetischen Papieren der genannten Art mit einem höheren Füllstoffgehalt der Tintenübergang, die Trockenzeit für Tinte, die Opazität, die Glätic verbessern.

Es ist auch beschreibbarcs synthetisches Papier in Form von mehrschichtigen Kunststoffolien bekannt. Hierbei gibt die deutsche Auslegeschrift 1 171 145 an. daß eine beschreibbare Schicht in noch ungerecktem Zustand auf eine bereits gereckte und damit verfestigte Trägerfolie aufgebracht wird. Aus der französischen Patentschrift 1 469 837 ist ein Aufbau bekannt, wo auf eine Trägerfoiie eine beschreibbare Schicht mit einem feinen Füllstoffgehalt von 1 bis 25 Gewichtsprozent aufgebracht wird. Die Trägerfolie kann dabei einachsig orientiert sein. Der gesamte Aufbau kann schließlich gemeinsam gereckt werden. Die Bildung von feinen Rissen und Hohlräumen in der beschreibbaren Schicht ist nicht vorgesehen.

In »Hochmolekularbericht« 1963, Heft 7328/63, CVb.,, ist ferner eine Polyolefinfolie beschrieben, die 5 bis 30 % eines nicht verträglichen Polymeren enthält. Beim Recken dieser Folie in einem stärkerem Ausmaß, als für die Orientierung erforderlich ist, bilden sich feine Risse und Spalten aus, die der Folie ein atlasartiges Aussehen geben, während die Oberfläche glatt bleibt. Es geht dabei nicht darum, die Beschreibbarkeit der Folie mit Tinte od. dgl. zu verbessern.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das die Anwendung von höheren Füllstoffgehalten in der beschreibbaren Schicht erlaubt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die beschreibbare Schicht in ungerecktem Zustand auf eine mindestens l,3fach längsgestreckte thermoplastische, sich mit der beschreibbaren Schicht verbindende Trägerfoiie aufgebracht wird und daß das Querrecken danach zusammen mit der Trägerfoiie vorgenommen wird.

Es wird nur Schutz für die Kombination der im Patentanspruch angegebenen Merkmale beansprucht.

Die bereits vor der Beschichtung einachsig gereckte Trägerfolie verleiht dem gesamten Aufbau eine so hohe Festigkeit, daß die Trägerfolie zusammen mit der beschreibbaren Schicht in Querrichtung in einem solchen Ausmaß gereckt werden kann, daß sich ^;n der beschreibbaren Schicht Risse und kleine Hohlräume ausbilden. Durch die vorhergehende Längsreckung und die auf die Beschichtung folgende Querreckung ist die Trägerfoiie zweiachsig gereckt, so daß dieselbe im wesentlichen homogene Festigkeitswertc aufweist. Die beschreibbare Schicht ist lediglich quergereckt, so daß sich in hohem Ausmaß Risse und Hohlräume ausbilden. Weil die beschreibbare Schicht auf einer Trägerfolie sitzt, wird ihr Zusammenhalt durch die Querreckung nicht zerstört. Die synthetischen Papiere nach der Erfindung mit einem 25 Gewichtsprozent übersteigenden Füllstoffgehalt sind nach durchgeführten Messungen hinsichtlich der Trockenzeit für Tinte, der Tintenhaftung, des Tintenübergangs, der Opazität, des Glanzes und der Glätte mit Cellulosepapier durchaus vergleichbar. Diese Gleichwertigkeit tritt jedoch erst bei einem Füllstoffgehalt von mehr als 25 Gewichtsprozent auf. Bei kleinerem Füllstoffgehalt in der beschreibbaren Schicht sind die entsprechenden Eigenschaften gegenüber Cellulosepapier merklich schlechter. Die biaxial gerichtete Trägerfoiie stellt in bekannter Weise eine ausreichende Zugfestigkeit sicher.

Die Haftung zwischen den beiden Folien ist gut. Die Gesamtdicke des Schichtaufbaus des fertigen synthetischen Papiers liegt im Rahmen herkömmlichen Papiers und kann kleiner als 30|im gehalten werden.

Die synthetischen Papiere nach der Erfindung können für verschiedene Zwecke an Stelle herkömm-

{,eher Papiere benutzt werden, als Qualitäts-Druckpapiere, als Papiere für Karten, Kartons. Landkarten, als Schmuckpapiere, als glanzlose oder mattierte Papiere, als Schreibmaschinenpapier, als Verfiellültigungspapier, als Entwurfspapier, als Zeichenpapier. als Schreibpapiere, als Umdruckpapiere, als Packpapiere, als Einschlagpapiere, als Pappkartons u. dgl.

Als Trägerfolie kann ein Thermoplasthnrz benutzt werden, das orientierungsfähig ist. Beispiele sind Polyolefinharze, wie Homopolymer und Mischpolymere von Äthylen, Propylen und \-Butylen, Polyamidharze, Polyesterharze wie Polyäthylen-Terephthalt, Polyvinylharze wie Homopolymer und Mischpolymere von Vinylchlorid, Polyvinylidenharze wie Homopolymere und Mischpolymere und Vinylidenchlorid und Homopolymere sowie Mischpolymere von Styrol. Diese Harze können jeweils einzeln oder als Mischung benutzt werden. Außerdem können in der Grundzusammensetzung Hilfsstoffe wie Stabilisatoren, Weichmacher, Füllstoffe und Färb- ao stoffe in geringem Anteil vorhanden sein. Da die Oberfläche der Trägerfolie rauh wird, wird auch die Haftung zwischen der Grundfolie und der papierartigen Folie fester.

Ein orientierbares Thcrmoplastharz für die beschreibbare Schicht kann das gleiche oder ein verschiedenes Harz sein, das aus den obengenannten Harzen für die Trägerfolie ausgewählt ist. In dem Fall, wo der Erweichungspunkt des Harzes für die bcschrcibbarc Schicht unterhalb des Erweichungspunktcs für die Trägerfolie liegt (beispielsweise wenn die Trägerfolie aus dem Homopolymcrcn und die beschreibbare Schicht aus einem Mischpolymeren besteht, das ein Monomcrcs enthält, welches einen Bestandteil des Homopolymcrcn bildet, haben zumeist die erhaltenen bcschrcibbaren Schichten einen niedrigeren Erweichungspunkt als die entsprechenden Trägerfolien), erhält man eine Heißsiegelung zwischen den Schichten, ohne daß eine Schrumpfung der Trägerfolie auftritt. In diesem Fall sollte für die bcschreibbare Schicht ein Harz mit einer ausreichenden Haftfähigkeit gegenüber der Trägerl'olie ausgewählt werden, damit dieselbe gut beschichtet werden kann. Das Harz für die beschreibbare Schicht kann ebenfalls Hilfsstoffe ähnlich wie das Harz für die Trägerfolie enthalten.

Das Harz der beschreibbaren Schicht enthält einen feinvertciltcn anorganischen Füllstoff; jedoch ist ein Füllstoff, der seine Wirksamkeit verliert oder der eine Entfärbung durch Zersetzung des Füllstoffs bei einer Temperatur, die im Zuge der Papierherstellung auftritt, zeigt, im Sinne der Erfindung ungeeignet. Beispiele brauchbarer anorganischer Füllstoffe für die beschreibbare Schicht sind Tonerde, Talk, Asbest, Gips, Bariumsulfat, Calziumcarbonat, Magncsiumcarbonat, Titanoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Diatomecnerdc, Siliziumoxid, jeweils einzeln oder als Mischung von zwei oder mehr Bestandteilen. In diesem Fall muß der Füllstoff genügend fein verteilt sein, bzw. mit einer Korngröße von etwa 0.5 bis 30 um. Die beschreibbare Schicht enthält mehr als 25 "Ό, vorzugsweise 25 bis 60 Gewichtsprozent des feinverteilten Füllstoffes. Der Füllstoff verbessert die Bedruckbarkeit, die Weißheit und die Griffigkeit der papierartigen Schicht.

Im Rahmen der Erfindung kann zunächst das Harz für die Trägerfolie durch Kalandrieren oder Extrudieren zu einer Folie geformt werden, worauf eine einachsige Reckung mil einem Reckverhältnis von mindestens 1.3 erfolgt. Das Harz für die beschreibbare Schicht mit einem feinvcrteiltcn anorganischen Füllstoffzusatz kann mindestens auf eine Oberfläche der Trägerfolie durch Kalandrieren oder Extrudieren einer Schmelze aufgetragen werden. Sodann wird der Verbundaufbau aus der einachsig gerichteten Trägerfolie und der im wesentlichen imgerichteten beschreibbaren Schicht mil einem Verhältnis von mindestens 2,5 in Querrichtung warmgereckt, was nach einer bekannten Technik erfolgt. Diese Reikung stellt eine feste Haftung der papierartigen Schicht auf der Trägerfolie sicher, außerdem werden danach beide Schichten sehr dünn. Nach dem Rekken erhält man das gewünschte synthetische Papier im Fertigzustand nur durch Kühlen der beiden Schichten und durch Fixierung des Orientierungszustandes, so daß derselbe im wesentlichen erhalten bleibt.

Die Oberflächeneigenschaften des synthetischen Papiers können erforderlichenfalls durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung abgewandelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Einzelbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen vergrößerten Schnitt durch eine Ausführimgsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfnhren hergestellten synthetischen Papiers und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig.l zeigt ein synthetisches Papier, wo beschreibbarc Schichten 22 und 23 mit einem Füllstoffgchalt auf beiden Oberflächen einer Trägerfolie 21 aufgebracht sind. Die Schichten 22 und 23 haben eine einachsige Ausrichtung, die Trägerfolie 21 hat eine zweiachsige Orientierung. In diesem Fall haben die beiden beschreibbaren Schichten 22 und 23 gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen, die Dicke dieser Schichten kann jeweils gleich oder verschieden sein.

Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Fig. 2 erläutert. Ein reckfähiges Thermoplastharz für die Trägerfolic wird erhitzt und bei Extrusionstcmperatur in einem Extruder 2 durchmischt. Die Extrusion erfolgt durch eine Schlitzdüse 3. Die Trägerfolie wird dann in einer Kühleinrichtung 4 abgekühlt, so daß man eine ungcrichtete Folie 1 erhält. Die Kühleinrichtung 4 kann mit Hilfe von Kühlwalzcn oder einem Kühlbad oder einer Kombination dieser Einrichtungen arbeiten. An Stelle eines Extruders kann selbstverständlich auch ein Kalander oder eine ähnliche Einrichtung vorhanden sein.

Die ungcrichtete Folie 1 wird mindestens im Verhältnis 1,3 in einer Längsieckmaschinc 5 gereckt, damit man eine in der Längsrichtung einachsig gereckte Folie 1 α für einen nachfolgenden Beschichtungsvorgang erhält. Die einachsig gerichtete Folie 1 α läuft durch einen Spalt zwischen einem Zylinder7, der von Kühlwasser durchströmt und dessen Oberfläche auf Spiegelglanz bearbeitet ist, und einer Quetschwalze 8 hindurch, die einen Gummiüberzug besitzt. Ein Thermoplastharz für die beschreibbare Schicht mit einem feinverleillen anorganischen Füllstoffgehalt und einem Farbstoff wird in einem nicht dargestellten Extruder erhitzt und gemischt. Die Harzmischung wird durch eine Düse 9 extrudiert, so

daß man eine Schmclzsdiicht 6 erhält, die auf die genannte, einachsig gerichtete Folie aufgetragen wird, womit ein erster Oberflächcnbcschichlungsprozcß abgeschlossen ist. Sodann wird die beschichtete Verbundfolie über Umlenkrollcn 10, 11 und 12 zu einer zweiten überl'lächenbcschiclitungseinrichtung weitergeführt, wo eine Beschichtung in einsprechender Weise, wie eben beschrieben, erfolgt.

Die Beschichtung auf beiden Oberflächen der Trägerfolic können unabhängig von ihrer Reihenfolge getrennt ausgeführt werden. Es ist nicht eine Beschichtung beider Oberflächen der Trägerfolie erforderlich. Auch bei Beschichtung beider Oberflächen der Trägerfolie brauchen die Auftragsschichten nicht gleiche Zusammensetzung zu haben.

Die Verbundfolie wird dann in Querrichtung unter einem Verhältnis von mindestens 2,5 in einer Querreckmaschine, beispielsweise einer Kluppenrcckmaschine 14 gereckt. Die Verbundfolie wird abgekühlt, wobei der Reckzustand fixiert wird. Dadurch erhält man schließlich ein synthetisches Papier. Das fertige synthetische Papier wird durch Streckwalzen 18 und 18« abgenommen, an den Kanten beschnitten und dann auf eine Spule aufgewickelt.

Beispiel I

Polypropylen mit einem Schmclzindcx M. I. 0.8 wird erhitzt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 270' C durchmischt. Die Polypropylenzubercitung wird dann durch einen Formkopf extrudicrt. Das cxtrudicrte Erzeugnis wird in einer Kühleinrichtung auf 40 C oder weniger abgekühlt, so daß man eine ungerichtctc Folie erhält. Dieselbe wird in einer Längsrcckmaschinc mit einem Verhältnis von 5,5 gereckt und dadurch orientiert.

Eine Zusammensetzung mit einem Zusatz von 15 Gewiehtsprozent Talk und 15 Gewiehtsprozent Titanweiß zu Polypropylen mit einem Schmelzindex M. I.

4.0 wird extrudiert und auf eine Oberfläche der einachsig gerichteten Folie aufgetragen. Sodann wird die Schichtfolie beheizt und in Querrichtung unter einem Verhältnis von 7.5 gereckt, damit man eine zweiachsig gerichtete Folie erhält. Dieselbe wird abgekühlt, die Kanten werden beschnitten. Dadurch erhält man ein synthetisches Papier, das auf eine Spule aufgewickelt wird.

Das synthetische Papier hat einen Schichtaufbau aus einer Trägerfolic mit einer Dicke von 30 um und einer papierartigen Schicht mit einer Dicke von 20 um. Die Haftfestigkeit zwischen den beiden Schichten ist bemerkenswert hoch, so daß sie nicht voneinander abgelöst werden können. Das synthetische Papier kann für die gleichen Zwecke wie ein herkömmliches Papier hinsichtlich der Festigkeit, der Griffigkeit, der Druckfähigkeit und der Beschreibbarkcit benutzt werden.

Beispiel 2

Extrusionsfähiges Polystyrol wird erhitzt und in einem Extruder bei einer Temperatur von 200° C durchmischt. Die Polystyrolmischung wird mit einem Formkopf zu einer Folie extrudiert, wie in einer Kühleinrichtung auf eine Temperatur von 15' C abgekühlt wird. Darauf erfolgt in einer Längsrcckmaschine eine Reckung unter einem Verhältnis von 2,5. Eine Mischung aus 100 jcwichtsteilcn Polyvinylchlorid. 40 Gewichtstcilcn V/cichmachcr, 25 Gewichtsteilen Tonerde, IO Gewic ltstcilcn Titanweiß und 5 Gewichtsteilen Stabilisator wird extrudiert und auf beide Oberflächen der einachsig gerichteten Trägerfolie aufgetragen, üi.nn erfolgt eine weitere Orientierung der Schichlfoli: in warmem Zustand in Querrichtung unter einem Verhältnis von 2.5. damit man eine zweiachsig gerichtete Folie erhält. Dieselbe wird

ίο gekühlt, wobei det Oricntierungs/ustand erhalten bleibt. Die Kanten ν erden beschnitten, das erhaltene synthetische Papier 'vird zu einer Spule aufgewickelt. Dieses synthetische Papier hat einen Schichtaufbau aus einer mittleren Trägerfolie mit einer Dicke von 25 iim sowie papicrartigen Oberflächenschichten mit einer Dicke von je ΙΟμίτι, so daß die Gesamtdicke des Schichtaul baus 45 [im beträgt. Das synthetische Papier kann für gleiche Zwecke wie ein herkömmliches Papier hinsichtlich seiner Zugfestigkeit.

ao seiner Steifigkeit, sriner Griffigkeit und seiner Bedruckbarkcit benutz: werden.

3 e i s ρ i e 1 3

Ein Gemisch aiH 100 Teilen Polypropylen mit M.l. — I.O, 15Tcilin Polystyrol zur Extruderverarbeitung und 5 Teilen schwerem Calciumcarbonat werden in einer Kugelmühle gemischt. Die Mischung wird zu einer Platti: verarbeitet und granuliert. Das Granulat wird crlrlzt und in einem Extruder bei einer Temperatur ίοη 260 C durchgemischt. Die Mischung wird darn durch einen Formkopf extrudiert und in einer Kühleinrichtung auf etwa 20 C abgekühlt. Die Folie wird im Verhältnis4 in einer Längsrcckmaschinc streckt.

Gesondert wird (ine Mischung mit einem Zusatz von 60 Teilen DiaOmeerde zu 100 Teilen Polypropylen mit M. I. = : 0 mittels eines Auslaufextruders extrudiert und auf beide Oberflächen der einachsig gerichteten Trägcrtolie aufgetragen, wodurch man einen Drcischichtcraufbau erhält. Dieser Folienaufbau wird dann erhitzt und in Querrichtung im Verhältnis 7 gereckt. s> daß die Trägerfolie zweiachsig orientiert ist. Diese wird unter Erhaltung des Orienlierungszustandes abgekühlt. Die Kanten werden beschnitten, womit man ein synthetisches Papier erhält, das auf eine Spule aufgewickelt wird.

Dieses synthetische Papier hat einen dreilagigen Schichtaufbau aus <;incr Trägerfolie mit einer Dicke von 30,um und zwei beschreibbaren Schichten mit je einer Dicke von 2(Ιμΐη. Die Haftung zwischen der drei Schichten ist sehr hoch, so daß sie nicht voneinander abgelöst wercien können.

Dieses synthetische Papier mit dem Schichtaufbau wo jede beschreibt>are Schicht einachsig gereckt isi und die Oberfläche und im Innern zahlreiche kleine Hohlräume aufweis t, hat eine Struktur ähnlich einerr Celluloscpapier. Infolgedessen erfüllt es alle Forderungen eines guten Papiers wie Bedruckbarkeit, Beschreibbarkeit, W^ißheit, Glanz, Festigkeit usw Außerdem kann eine Glanzbehandlung oder ein< ähnliche Behandlung leicht an dem synthetischen Pa pier mit diesem Sc hichtaufbau durchgeführt werden indem das synthetis ehe Papier in ähnlicher Weise wi< ein herkömmliches Papier kalandriert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen beschreibbaren synthetischen Papiers, bei dem die beschreibbare Schicht ein Thermoplast ist und mehr als 25 Gewichtsprozent eines feinkörnigen Füllstoffes enthält, bei welchem Verfahren die den Füllstoff enthaltende beschreibbare Schicht mindestens im Verhältnis 2,5:1 zur Bildung von feinen Rissen und Hohlräumen quergereckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beschreibbare Schicht in ungerecktem Zustand auf eine mindestens 1,3fach längsgereckte thermoplastische, sich mit der beschreibbaren Schicht verbindende Trägerfoiie aufgebracht wird und daß das Querrecken danach zusammen mit der Trägerfolie vorgenommen wird.