DE2401866A1

DE2401866A1 - Flaechenfoermiges zeichnungstraegermaterial

Info

Publication number: DE2401866A1
Application number: DE2401866A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dirks; Klaus Dipl Chem Dr Rosenfeld
Original assignee: REFLEX PAPIER FABRIK FELIX HEI
Current assignee: REFLEX PAPIER FABRIK FELIX HEI
Priority date: 1974-01-16
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1975-07-31
Also published as: FR2257738A1; JPS50111305A; CH606610A5; ATA18375A; AT342409B; GB1486852A; DE2401866B2; FR2257738B1; DE2401866C3; JPS5429605B2

Description

Patentanwalt H / D (630)

Dr. Michael Hann 11. Januar 1974

63 Gießen
Ludwigstraße 67

REFLEX PAPIER FABRIK

Felix Heinr. Schoeller GmbH, Düren

FLÄCHENFÖRMIGES ZEICHNUNGSTRÄGERMATERIAL

Diese Erfindung betrifft ein flächenförmiges Zeichnungsträgermaterial und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Erfindung richtet sich insbesondere auf ein flächenförmiges Zeichnungsträgermaterial, auf dessen Oberfläche Zeichentusche mit verbesserter Deckkraft auftrocknet und das eine geringere Griffempfindlichkeit besitzt.

Die früher zum Zeichnen mit Tusche auf Zeichenmaterialien, vorzugsweise transparenten Zeichenpapieren und Folien, verwendeten Ziehfedern beschichteten die Oberfläche mit eimern im Querschnitt der Linie bogenförmig ausgebildeten Tuschabelag, dessen Lichtdurchlässigkeit im aufgetrockneten Zustand so gering war, daß nahezu eine totale Abdeckung durch den Tuschestrich erreicht wurde. Die heute überwiegend zum Zeichnen verwendeten Röhrchen-Tuschefüller ergeben aus konstruktiven Gründen einen dünneren in der Tuschmenge begrenzten Linienauftrag. Gegenüber der in Ziehfedern verwendeten Tusche hat die in Röhrchen-Tuschefüllern verwendete Zeichentuscha einen geringeren Feststoffgehalt, niedrigere Viskosität und

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niedrigere Oberflächenspannung. Aus dem dünneren Auftrag und der veränderten Tuschezusainmensetzung resultiert eine geringere Abdeckung der Papieroberfläche durch die Zeichentusche, so daß die Lichtdurchlässigkeit meßbar erhöht wird und außerdem eine geringere Konturenschärfe erkennbar ist. Die Reproduktionsfähigkeit der mit Röhrchen-Tuschefüllern gezogenen Linien beim Lichtpausen und Mikrofilmen ist dadurch geringer als bei den mit Ziehfedern erstellten Linien, was besonders nachteilig für die mehrfache Rückvergrößerung bei der Mikroverfilmung ist. Es besteht deshalb der Wunsch nach Zeichnungsträgermaterialien auf deren Oberflächen Tusche mit verbesserter Deckkraft auftrocknet.

Ein weiterer Nachteil zahlreicher Zeichenmaterialien, insbesondere von Transparentpapier, ist deren Griffempfindlichkeit. Derartige nicht saugende, fettdichte Oberflächen nehmen nämlich bei Hautkontakt Substanzen an, die durch ihre Fetthaltigkeit die Benetzung mit Tusche behindern. An den. mit Griffspuren behafteten Stellen entstehen beim Zeichnen Unterbrechungen, die kein geschlossenes Linienbild ergeben und damit undeutliche Zeichnungsdetails verursachen. Diese Erscheinung wirkt sich besonders nachteilig auf die Reproduktion aus.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen und ein Zeichnungsmaterial zu schaffen, das sowohl Tusche zu verbesserter Deckkraft bringt als auch eine geringere Griffempfindlichkeit besitzt, besitzt.

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Nach der Erfindung werden diese Aufgaben durch ein Zeichnungsträgermaterial gelöst, das durch ein flächenförmiges Substrat mit einer Oberflächenpräparation auf mindestens einer Seite mit einem Salz eines mehrwertigen Metalles und einem oberflächenaktiven Mittel gekennzeichnet ist. "'

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Zeichnungsträgermaterials mit den genannten Eigenschaften, bei dem man ein flächenförmiges Zeichnungsträgersubstrat, mindestens auf einer Seite mit einer wässrigen Zusammensetzung, die ein Salz eines mehrwertigen Metalls und ein oberflächenaktives Mittel enthält, in Berührung bringt und anschließend trocknet.

Die neuen Zeichnungsträgermaterialien bestehen aus einem flächenförmigen Substrat oder Basismaterial, das mindestens auf einer seiner beiden großen Oberflächen, in der Regel aber auf beiden großen Oberflächen eine dünne Schicht einer Präparation aus einem Salz eines mehrwertigen Metalles und eines oberflächenaktiven Mittels besitzt. In Figur 1 wird ein derartiges Zeichnungsträgermaterial im Schnitt senkrecht zu seiner Hauptebene gezeigt. Mit 1 werden in dieser Figur das flächenförmige Substrat und mit 2 die Schichten der Präparation an den beiden großen Oberflächen des flächenförmigen Substrats bezeichnet.

Das Salz des mehrwertigen Metalles und das oberflächenaktive Mittel werden auf das flächenförmige Substrat aus

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einem wässrigen Bad, in der Regel gemeinsam mit einem Bindemittel, aufgebracht. Als Bindemittel können die für die Papierleimung benutzten Bindemittel dienen, so daß man vorteilhafterweise das Aufbringen der Oberflächenpräparation mit der Leimung des Papiers verbindet, so weit Papier als Substrat verwendet wird.

Unter den Salzen mehrwertiger Metalle sind insbesondere farblose Salze zweiwertiger Metalle mit einer anorganischen Säure, wie Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Bromwasserstoff säure und dergleichen geeignet. Besonders gut wirksam sind die Erdalkichloride Und unter ihnen ist das Kaliumchlorid ganz besonders bevorzugt.

Als oberflächenaktive Mittel kommen in erster Linie nicht-ionogene Mittel in Betracht, doch sind auch anionische oder kationische oberflächenaktive Mittel brauchbar. Bevorzugte nicht-ionogene Mittel sind die Anlagerungsprodukte von Äthylenoxid und /oder Propylenoxid an Alkohole, Phenole oder Säuren, wobei unter diesen Produkten die oxäthylierten Fettalkohole besonders gut wirksam sind. Als Beispiele für geeignete anionische oberflächenaktive Mittel seien Seifen, wie Natrium- und Kaliumstearat genannt.

Wenn die Oberflächenpräparation gemeinsam mit einer anderen Behandlung, z.B. mit der Leimung des Papiers, durchgeführt wird, sollte darauf geachtet werden, daß die oberflächenaktiven Mittel für die Oberflächenpräpara-tion und die im Bad sonst noch vorhandenen Stoffe, z.B. die Leimungsmittel, verträglich sind, so daß es nicht zu einer Ausfällung kommt.

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Als flächenförmiges Substrat ist für das Zeichnungsträgermaterial in erster Linie transparentes Papier geeignet, doch sind auch andere flächenförmiges Substrate, wie normales Papier, Folien aus regenerierter Zellulose, Zelluloseacetat oder aus anderen Kunststoffen brauchbar.

Bei der Kombination der Oberflächenpräparation nach der Erfindung mit der Oberflächenleimung von Papier, kann man übliche Leimungsmittel verwenden. Besonders gut brauchbar sind als Leimungsmittel Dispersionen von kationischen Mischpolymerisaten auf Acrylesterbasis oder Maleinsäureanhydridbasis. Ein anderes geeignetes Leimungsmittel enthält Alkylketendimere von langkettigen Fettsäuren, wie Stearin-, Palmitin-, Myristin- und Ölsäure. Ferner kommen als Leimungsmittel auch anionische Leiraungsmittel in Betracht, wie z.B. anionische Mischpolymerisate von Maleinsäureanhydrid. Diese Leimungsmittel sind gut bekannte Handelsprodukte und liegen in der Regel in Form von wässrigen Dispersionen oder Lösungen vor. Gemeinsam mit den Leimungsmitteln lassen sich die üblichen Weichmacher für Papier, wie mehrwertige Alkohole, wie z.B. Sorbit, Glycerin und Polyglycole, verwenden. Auch sonst bei der Oberflächenleimung von Papier übliche Hilfsstoffe, wie oxidierte Stärken, Entschäumer und dergleichen, können bei der Kombination der Oberflächenpräparation mit der Oberflächenleimung zweckmäßigerweise der wässrigen Zusammensetzung zugegeben werden.

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Für die wässrige Zusammensetzung kann übliches Brauchwasser benutzt werden, doch empfiehlt es sich das Wasser zu enthärten, falls seine Härte zu hoch sein sollte.

Der pH-Wert des wässrigen Behandlungsbades ist nicht kritisch, so lange er einerseits nicht zu einer Ausfällung der verschiedenen Bestandteile führt und andererseits nicht das Substrat schädigt. Im allgemeinen ist es jedoch ratsam das Bad weder zu stark sauer noch zu stark alkalisch einzustellen. Bei Verwendung von kationischen Leimungsmitteln in Gemeinschaft mit der Oberflächenpräparat ion arbeitet man ir. der Regel bei einem pH von 4 bis 6,5 , bevorzugt 5,5 bis 6,0. Die Temperatur des Behandlungsbades kann bei Umgebungstemperatur liegen. Es ist jedoch ohne weiteres möglich auch bei niedrigeren oder höheren Temperaturen, z.B. bei Temperaturen bis zu 50 G zu arbeiten.

Die bei der Erfindung zum Aufbringen des Salzes eines mehrwertigen Metalles und eines oberflächenaktiven Mittels verwendete Zusammensetzung kann man durch beliebige Maßnahmen mit dem zu behandelnden Substrat in Berührung bringen, z.B. durch Tauchen, Sprühen, Rakeln und dergleichen. Für diese Arbeitsvorgänge werden die üblichen Einrichtungen verwendet. In der Regel genügt eine Berührungszeit zwischen 0,01 bis 30 Sekunden, bevorzugt 0,04 bis 20 Sekunden zwischen dem Substrat und der Zusammensetzung, um die Oberflächenpräparation zu bewirken.

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In der folgenden Tabelle wird eine Übersicht über die Mengenbereiche der in Betracht kommenden Komponenten der wässrigen Zusammensetzung gegeben. Die Mengen sind in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung, angegeben. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß nicht alle in der Tabelle angegebenen Bestandteile stets vorhanden sein müssen. Andererseits kann die Zusammensetzung auch andere gebräuchliche Hxlfsstoffe enthalten.

Tabelle

Wässrige Zusammensetzung

Salz eines mehrwertigen Metalles 1 - 15 %

bevorzugt 3 - 8 %

Oberflächenaktives Mittel 0,1 2%

bevorzugt 0,3 - 1 %

Leimungsmittel 0,5 - 5 %

Weichmacher 5 - 20 %

Wasser !Rest

Das Zeichnungsträgermaterial nach der Erfindung zeichnet sich durch eine Reihe von Vorzügen gegenüber den bekannten Materialien aus. Es besitzt die vorteilhafte Eigenschaft,

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daß die aufgebrachte Tusche mit stärkerer Deckkraft auf ihm auftrocknet. An den mit Griffspuren behafteten Stellen läßt sich auch ohne eine Behandlung zur Entfernung der Griffspuren Tusche aufbringen, die ein deutlich besseres Netzverhalten als auf bekannten Materialien zeigt und damit Linienunterbrechungen entgegenwirkt. Die auf den erfindungsgemäßen Trägermaterialien erstellten Zeichnungen haben deshalb Linien mit guter Konturenschärfe. Dadurch wird die Qualität von Lichtpausen und Mikrofilmen gegenüber Zeichnungen auf bekannten Materialien deutlich verbessert.

Bei den folgenden Beispielen wird das bahnförmig vorliegende Substrat des Zeichnungsträgermaterials durch ein wannenförmiges Tauchbad von etwa 200 cm Länge bei Raumtemperatur geführt und der Flüssigkeitsüberschuss wird nach Verlassen des Bades mittels eines Walzenpaares abgequetscht. Die Geschwindigkeit der Materialbahn beträgt 10 ,m/Min.. Das abgequetschte Material, wird bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise mit warmer Luft bei etwa 100 bis 150 C, getrocknet. Zum Trocknen kann man die in der Papierindustrie üblichen Flachbahntrockner, aber auch geheizte Trockenzylinder verwenden.

Beispiel 1

Zur Oberflächenpräparierung von opaken Zeichenpapieren wurde ein Bad folgender Zusammensetzung verwendet:

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5 Teile Bariurachlorid

0,5 Teile eines wasseriösliehen hochoxathylierten

Fettalkohols

5 Teile oxidierte Stärke

1,5 Teile kationisches Maleinsäureanhydrid-Copoly-

merisat

Teile Wasser

Das Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat wird als Handelsprodukt (Baysynthol K 35 der Farbenfabriken Bayer AG) in vordispergierter Form verwendet. Ein entsprechender Anteil von Wasser ist beim Ansetzen des Bades nach vorstehender Rezeptur zu berücksichtigen.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt eine weitere Badzusammensetzung zur Oberflächenpräparierung von opakem Papier.

10 Teile Magnesiumchlorid

0,5 Teile eines wasserlöslichen hochoxathylierten

Fettalkohols

4 Teile oxidierte Stärke 1,5 Teile kationisches Mischpolymerisat- auf- Basis von

Acrylsäureestern

84 Teile Wasser

Das Mischpolymerisat auf der Basis con Acrylsäureestern wird als Handelsprodukt (Basoplast 580D der BASF AG, Ludwigshafen /Rh.) in vordispergierter Form verwendet. Ein ent-

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- ίο -

sprechender Anteil von Wasser ist beim Ansetzen des Leimungsbades nach vorstehender Rezeptur zu berücksichtigen«

Beispiel 3

Dieses und das folgende Beispiel 4 erläutern Badzusammensetzungen für die Präparation von transparentem Zeichm papier aus' hochausgemahlenen Zellstoffen.

Badzusammens et zung:

5 Teile Calciumchlorid 1 Teil wasserlöslicher hochoxäthyl iert er

Fettalkohol

5 Teile Polyäthylenglycol, mittleres Molekulargewicht 400

0,7 Teile kationisches Maleinsäureanhydrid-

Copolymerisat von Beispiel 1

0,1 Teil Kerosin Entschäumer 88,2 Teile Wasser

Beispiel 4
Badzusammensetzung:

10 Teile . Bariumchlorid

0,3 Teile Natriumstearat oder Kaliums tearat 10 Teile Sorbit

1 Teil Mischpolymerisat auf Basis Acrylsäureester von Beispiel 2

78,7 Teile Wasser · ..

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Claims

- li -

Pat entansprüche

(1. Flächenförmiges Zeichnungsträgermaterial, auf dessen Oberfläche Tusche mit verbesserter Deckkraft auftrocknet und das eine geringere Griffempfindlichkeit besitzt, gekennzeichnet .· durch ein flächenförmiges Substrat mit einer Oberflächenpräparation auf mindestens einer Seite mit einem Salz eines mehrwertigen Metalles und einem oberflächenaktiven Mittel.
2. Zeichnungsträgermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flächenförmige Substrat ein Transparentpapier ist, das eine Oberflächenleimung besitzt.
3. Zeichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenpräparation als Salz eines mehrwertigen Metalles ein Salz eines zweiwertigen Metalles mit einer anorganischen Säure enthält.
4. Zeichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenpräparation als Salz eines mehrwertigen Metalles ein Salz eines Erdalkalimetalles und einer anorganischen Säure enthält.
5. Zeichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öberflächenpräparation als Salz eines mehrwertigen Metalles ein Erdalkalihalogenid enthält.

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6. Zeichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenpräparation als Salz eines mehrwertigen Metalles Kalziumchlorid enthält.
7. Zeichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenpräparation als oberflächenaktives Mittel ein nicht ionogenes oberflächenaktives Mittel enthält.
8. 2eichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenpräparation als oberflächenaktives Mittel einen oxyäthylierten Fettalkohol enthält.
9. Zeichnungsträgermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenpräparation als oberflächenaktives Mittel eine Seife enthält.
10. Verfahren zur Herstellung eines Zeichnungsträgermaterials, auf dessen Oberfläche Tusche mit verbesserter Deckkraft auftrocknet und das eine geringere Griffempfindlichkeit besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein flächenförraiges Substrat mindestens auf einer Seite mit einer wässrigen Zusammensetzung, die ein Salz eines mehrwertigen Metalles und ein oberflächenaktives Mittel enthält, in Berührung bringt und anschließend trocknet.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Transparentpapier als flächenförmiges Substrat verwendet und die Zusammensetzung zusätzlich noch übliche Mittel für die Oberflächenleimung von Transparentpapier enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Zusammensetzung als Salz eines mehrwertigen Metalles ein Erdalkalihalogenid und als oberflächenaktives Mittel ein nichtionogenes oberflächenaktives Mittel enthält.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Zusammensetzung als Salz eines mehrwertigen Metalles Kalziumchlorid und als oberflächenaktives Mittel einen oxäthylierten Fettalkohol enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Zusammensetzung ein kationisches Leimungsmittel enthält und einen pH-Wert von 5,5 bis 6,0 besitzt.

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