DE2118649C3 - Einseitig mit Vinylidenchloridcopolymerisat-Dispersion beschichtetes Papier - Google Patents

Description

Es ist bekannt, dall einseitig mit Vinylindenchlorideopolymerisat beschichtete Papiere je nach Art des μ Trägermaterials und der Beschichtungsstärke eine mehr oder weniger starke Rollncigung aufweisen. Diese Rollr.e'.'ung führt zu erheblichen Schwierigkeiten beim Bedrucken und Verarbeiten der beschichteten Materialien. Zur Beseitigung der Rollneigung ist es bekannt, die J5 Papierrückseite zu befeuchten oder auch zusätzlich die Papierseite mit hygroskopischen Stoffen oder mit stark verdünnten Kunststoffdispersionen zu beschichten. Diese Verfahren sind jedoch dann nicht mehr anwendbar, wenn die Papierrückseite einen Pigmentstrich trägt oder wenn die Rückseite mit einem hochwertigen Druck versehen werden soll, da die Oberfläche des Papiers durch die genannten Behandlungen derart stark verändert wird, daß die beobachteten Mängel bei der weiteren Verarbeitung auftreten. *ί Andererseits führt die Kollneigung unbehandclter Papiere zu erheblichen Schwierigkeiten beim Bedrukken und Verarbeiten dieser Papiere.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Rollncigung derartiger Papiere zu beseitigen.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß man der zur Beschichtung verwendeten Vinylidcnchloridcopolymerisat (VDCC)-Dispersion 5 bis 30% eines Polyäthylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 100 bis 1500 einverleibt. r.

Aus der US-PS 29 61 419 sind beschichtete Papiere bekannt, /u deren Herstellung Dispersionen von Styrolpolymcrisaten Verwendung finden, die als nichtionogencs Netzmittel 2 bis 10% eines Äthylenoxidkondensats einer hydrophoben organischen Verbindung, wi z. B. Polyoxyäthylcnglykolmonostcarinsäureestcr (Beispiel IV). enthalten. Der Gehalt an diesem Polyäthylenglykolfcttsäurcestcr ist nicht zwingend; die Zugabe erfolgt nur für den Fall, daß die ßeschichtungsmassen bei der Beschichtung hohen mechanischen Scherkräften ■ ausgesetzt werden (Spalte 5, Zeile 24 bis 35). Die US-PS 2MbI 419 unterscheidet sich also bereits in der Aufgabenstellung vom Anmcldungsgegenst.tnd.

Bei dem Verfahren der DE.-OS 19 44 159 wird das Papier selbst mit einem Gemisch aus einem Polyoxyalkylenglykolfeuchtigkeitsstabilisator und einem Polyoxyäthylen-Oxypropylenglykol-Blockpolymerisat behandelt. Wie jedoch vorstehend dargelegt, läßt sich bei einseitig gestrichenem Papier die übliche Rückseitenbehandlung der unbeschichteten Papierseite mit diesen sogenannten Flachlagemitteln wegen der dadurch bedingten Bedruckungsschwierigkeiten nicht vornehmen.

Der Austausch der Styrolpolymerisate der US-PS 2961419 gegen die erfindungsgemäß verwendeten Vinylidenchloridcopolymerisate führt also nicht zum Anmeldungsgegenstand, da in der US-PS 29 61419 nicht Polyäthylenglykol sondern Polyäthylenglykolderivate(Ester) Anwendung finden. Bei der DE-OS handelt es sich nicht um eine Kunststoffbeschichtungi.Tiasse, sondern um die Imprägnierung des Cellulosematerials selbst mit dem genannten, Polyalkylenglykol enthaltenden Gemisch.

Wie die Beispiele zeigen, wird erfindungsgemäß ein erheblicher technischer Fortschritt erreicht. Während bei einem in üblicher Weise mit Vinylidenchloridcopolymerisat-Dispersion beschichteten Papier die Längenabnahme (als Maß für die Rollneigung) 9,3% beträgt (vgl. Vergleichsbeispiel 1), sind es erfindungsgemäß nur 0 bis 0,7% (Beispiele 2 bis 4).

In ähnlicher Weise beträgt bei einem in herkömmlicher Weise beschichteten Papier bei einer Rundscheibe von 113 mm Durchmesser und einer Luftfeuchtigkeit von 0 Prozent die Einrollung 113 — 60 = 53 mm (Vcrgleichsbeispicl I), während erfindungsgemäß die Einrollung nur 113 — 108 = 5 mm, 113 — 110 = 3 mm bzw. 113— 100= 13 mm beträgt (Beispiele 2 bis 4). Bei einer Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent sind die erfindungsgemäß erzielten Ergebnisse sogar noch erheblich besser im Vergleich zum Stand der Technik.

Vorzugsweise wird das Polyäthylenglykol der VDCC-Dispersion in Form einer 50-prozentigen wäßrigen Lösung vor dem Aufbringen auf das Papier zugesetzt.

Überraschenderweise hat sich auch herausgestellt, daß die Dichtigkeitseigenschaften, insbesondere die Wasserdampfdichtigkeit, durch den verhältnismäßig hohen Zusatz des Polyäthylenglykols nicht wesentlich beeinflußt werden.

Erfindungsgemäß wird die Rollneigung, gemessen nach der Mil-B-Priifvorschrift, wesentlich verbessert gegenüber einem mit VDCG-Dispersion beschichteten Papier ohne Zusatz des PolyäthylenglykoL·

Darüber hinaus wurde durch ausgedehnte Versuche festgekeilt, daß der Zusatz anderer Weichmacher, welche an sich bekannt sind, wie Glycerin, Triglykol, Casein oder Sorbit, erheblich schlechtere Werte für die Rollneigung ergibt. Zum Teil liegen diese Werte sogar noch über den Werten des mit VDCC-Dispersion beschichteten Papieres ohne irgendwelchen Zusatz. Somit kann der Zusatz üblicher Papierweichmachcr sogar eine erhebliche Verschlechterung der Rollneigung und eine nachteilige Beeinträchtigung der Dichtigkeitseigensehaften ergeben.

Da im allgemeinen der erfindungsgemäße Zusatz des Polyäthylenglykols die Siegcllcmperatur erhöht, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei Bedarf, d. h. wenn das beschichtete Material heißsiegelfähig sein soll, den Zusatz, des Polyäthylenglykols auf den Grundstrich zu beschränken und darüber einen Strich ohne Polyäthylenglykol aufzubringen. Dadurch erhält das so beschichtete l'apier die erforderliche Heißsicgelfähigkeit,

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während durch den Zusatz zum Grundstrich der Effekt der Flachlage bzw. der verminderten Rollneigung beibehalten wird.

Das Aufbringen der mit Polyäthylenglykol vermischten VDCC-Dispersion kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden, wobei es sich als sehr zweckmäßig erwiesen hat, eine Dispersion zu verwenden, der kurz vor dem Aufbringen auf das Papier das Polyäthylenglykol in Form einer 50-prozentigen wäßrigen Lösung gesetzt wird.

Auch ist es möglich, mehrere Schichten in verschiedener Anordnung auf das Papier aufzubringen, wobei z. B. bei drei Strichen der äußerste Strich aus reinem VDCC besteht, wohingegen eine der darunter liegenden Schichten bis zu 30% Polyäthylenglykol enthalten kann. Auch in dieser Anordnung erweist sich der Zusatz des Polyäthylenglykols als wesentliches Merkmal zur Verhinderung der Rollneigung, während die Dichtigkeitseigenschaften in keiner Weise beeinträchtigt werden.

Die Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die Erfindung.

Vergleiclisbeispiel I

Ein satiniertes Papier ZN 60 wird auf einer Beschichtungsmaschine mittels Walzenauftrag mit einer im Handel befindlichen VDC-Copolymerisat-Dispersion von hoher Flexibilität mit einem mittleren Vinylidengehalt von 50 bis 83 Prozent mit einem Auftrag von 17 g/m² wie üblich beschichtet (Grundstrich). Anschließend wird mit einer in· Mandel befindlichen VDC-Copolymerisat-Dispersion geringer FIcxibi'^:2ät mit einem hohen Vinylidengehalt von 83-95% wie üblich der Deckstrich von 10 g/m² aufgebracht.

Das beschichtete Papier besitzt eine Wasserdampfdichtc von 0,4 g/m² · 24 h. Die Porendichte zeigt 1 Punkt auf der Flächeneinheit, und die Knickfestigkeit ist sehr gut. Die minimale Sicgeltempcratur beträgt 140"C.

Die Rollneigung wird nach einer Mil-B-Prüfvorschrift durchgeführt, wonach Streifen von 10 χ 30 cm bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 Prozent und 20"C aufgehängt und nach 24 Stunden die Längenabnahme infolge Einrollens der Streifen gemessen wird.

Die gemessene Längenabnahme beträgt 9,3 Prozent.

Nach einer internen Prüfvorschrift werden Rundschreiben von 113 mm Durchmesser bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 0 und 85 Prozent 24 Stunden bei 20°C gelagert. Anschließend wird die Einrolliing in mm gemessen.

Im vorliegenden Fall rollt sich die Scheibe von 113 mm auf 60 mm bei 0 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit, und von 113 mm auf 25 mm bei 85 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit ein.

Beispiel 2

Ein Papier nach Vergleichsbeispicl I wird mit zwei Strichen versehen, wobei der Grundstrich aus einer im Handel befindlichen VDC-Copolymerisat-Dispersion von hoher Flexibilität mit einem mittleren Vinylidengehalt, gemischt mit IO Prozent Polyäthylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 600 besteht, wohingegen der Deckstrich aus einer im Handel

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befindlichen VDC-Copolymerisat-Dispersion geringer Flexibilität mit einem hohen Vinylidengehalt besteht. Der Grundstrich wird wie bei Vergleichsbeispiel 1 mit 17 g/m² und der Deckstrich mit 10 g/m² ausgeführt.

Die Wasserdampfdichte beträgt 0,4 g/m² · 24 h, während die Porendichtigkeit 1 Punkt pro Flächeneinheit und die Knickfestigkeit ebenfalls I Punkt beträgt. Die Siegeltemperatur beträgt unverändert 140⁰C, gemessen bei einem Siegelbackendruck von 1 kg und einer Siegelzeit von 0,3 see.

Die Prüfung der Rollneigung gemäß Mil-B-Prüfvorschrift ergibt eine Längenabnahme von 0,7 Prozent und gemäß der internen Prüfvorschrift bei 0 Prozent rela-iver Feuchte eine Abnahme des Durchmessers der Scheibe von 113 auf 108 mm.

Beispiel 3

Ein Papier nach Vergleichsbeispiel 1 wird mit zwei Strichen versehen, und zwar besteht der Grundstrich aus einer VDC-Copolymerisat-Dispersion von hoher Flexibilität mit einem mittleren Vinyiidengehait mit einem Zusatz von 20 Prozent eines Polyäthylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000. Das Auftragsgewicht beträgt 15 g/m². Der Deckstrich besteht wiederum aus einer VDC-Copolymerisat-Dispersion geringer Flexibilität mit einem hohen Vinylidengehalt mit einem Auftragsgewicht von 20 g/m².

Die Wasserdampfdichte wird mit 0,7 g/m² · 24 h gemessen, während die Porendichte 2 Punkte und die Knickfestigkeit I Punkt ergibt. Die Siegeltemperatur (unter dt η in Beispiel 2 angegebenen Bedingungen) ist bei 140⁰C geblieben.

Die Prüfung der Rollneigung gemäß der Mil-B-Prüfvorschrifl ergibt eine Längenabnahme von 0 Prozent, und gemäß der internen Prüfvorschrift geht der Durchmesser bei 0 Prozent relativer F'euchte von 113 auf 110 mm zurück, während bei 85 Prozent relativer Feuchte der Durchmesser überhaupt nicht abnimmt.

B e i s ρ i e I 4

Ein Papier nach Vergleichsbeispicl I wird mit zwei Strichen versehen, wobei der Grundstrich mit einem Auftragsgewicht von 11 g/m² mit einer VDC-Copolymerisat-Dispersion von hoher Flexibilität mit einem mittleren Vinylidengehalt mit einem Zusatz von 10% eines Polyäthylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 600 aufgetragen wird. Der Deckstrich wird mit einem Auftragjgewicht von 17 g/m² mit einer VDC-Copolymerisat-Dispersion geringer Flexibilität mit einem hohen Vinylidengehalt mit einem Zusatz von 10% eines Polyäthylenglykols mit einem mittleren Molek jlargewicht von 600 durchgeführt.

Die Wasserdampfdichte beträgt 0,6 g/m² · 24 h, die Porendichte 1 Punkt und die Knickfestigkeit 2 Punkte.

Die Siegeltemperatur ist auf I8O"C angestiegen, gemessen nach Beispiel 2.

Die Prüfung der Rollneigung gemäß der Mil-B-Prüfvorschrift ergibt eine Längenabnahme von 0%, und gemäß der internen Prüfvorschrift geht der Durchmesscr bei 0% relativer Feuchte von 113 auf 100 mm und bei 85% relativer Feuchte von 113 auf 110 mm zurück.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einseitig mit Vinylidenchloridcopolymerisat-Dispersion beschichtetes Papier, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Beschichtung verwendete Dispersion 5 bis 30 Prozent eines Polyäthylenglykols mit einem mittleren Molekulargewicht von 100 bis 1500 enthält.

2. Beschichtetes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylenglykol der Dispersion in Form einer 50-prozentigen wäßrigen Lösung zugesetzt worden ist.

3. Beschichtetes Papier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Grundstrich mit einem Gehalt an Polyäthylenglykol mindestens ein weiterer Strich aus Polyäthylenglykol-freiem Vinylidenchloridcopolymerisat aufgebracht ist.

4. Beschichtetes Papier nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit mehreren Schichten versehenen Papier die äußerste Schicht aus Polyäthylenglykol-freiem Vinylidenchloridcopolymerisat besteht, wohingegen eine der darunter liegenden Schichten bis zu 30 Prozent Polyäthylenglykol enthält.

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