DE3038573C2 - Aufzeichnungspapier - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungspapier, das für Aufzeichnungsverfahren, bei denen Druckfarbendüsen
verwendet werden, geeignet ist. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Aufzeichnungspapier mit verbesserter
Druckfarbenabsorption, verbesserter Verhinderung des Schmutzens durch nicht getrocknete Druckfarbe
und einer Verbesserung hinsichtlich des Auslaufens von Druckfarben.
Auf Grund der Aufzeichnungsgeschwindigkeit, der Betriebskosten und der Vermeidung von Umweltstörungen
haben in jüngerer Zeit Düsen-Druckfarben-Aufzeichnungssysteme an Bedeutung gewonnen. Allerdings
ist holzfreies Papier oder Papier mittlerer Qualität (ein Papier mit gemahlener Holzpulpe in einer Menge von
30% oder weniger) wie es bisher auf dem Markt für Aufzeichnungspapiere verwendet wird, nicht für die
Verwendung in Aufzeichnungspapieren für Druckfarbendüsen geeignet. Für Papiermaterialien, die in Druck farben-Düsenaufzeichnungsvorrichtungen
verwendet werden, müssen die Druckfarbentröpfchen, die auf die Papieroberfläche geschleudert werden, schnell in die
Papierschicht eindringen, um ein Verwischen auf der Papieroberfläche zu vermeiden, wenn die frisch ge·
druckte Aufzeichnung unmittelbar nach dem Drucken gerieben wird (dieses Verwischen wird nachfolgend als
Verschmutzung bezeichnet), und außerdem sollen sich die Tintenpunkte auf der Papieroberfläche nicht ausbreiten, um ein Verwischen des Bildes während des
Druckes zu vermeiden.
Papier mittlerer Qualität beschichtet, so wird dieses Papier
im allgemeinen vor dem Beschichtungsvorgang in einem gewissen Grad einer Leimungsbehandlung mit
einem geeigneten Leimungsmittel unterworfen, um einen Abfall der Papierfestigkeit auf Grund der Befeuchtung
und des Eindringens des Beschichtungsmittel* zu vermeiden, und auch um eine Wanderung des Überzugs
zu verhindern. Infolgedessen ist das beschichtete Papier
in einem gewissen Maße gegen die Absorption von
ίο Druckfarbe und gegen das Auslaufen beständig.
Bei den Aufzeichnungseigenschaften von Papier liegen unvereinbare Beziehungen insofern vor, als einerseits
eine Beziehung zwischen der Druckfarbenabsorptionsfähigkeit und dem Auslaufen und andererseits dem
Verschmutzen besteht Bei einer Erhöhung der Druckfarbenabsorptionsfähigkeit erhöht sich das Aulaufen,
während bei einer Verminderung der Druckfarbenabsorptionsfähigkeit zum Verbessern des Ausladens eine
Erhöhung der Verschmutzung eintritt Verwendet man gewöhnliches holzfreies Papier oder Papier mittlerer
Qualität das nicht für spezielle Zwecke beabsichtigt ist ais Aufzeichnungspapier, so ist die Auflösungskraft des
aufgezeichneten Bildes unbefriedigend. Bei einer polychromatischen
Aufzeichnung haften Tröpfchen unterschiedlicher Farben auf dem gleichen Fleck, und wenn
die früheren Tröpfchen noch nicht vollständig von dem Papier absorbiert sind, treffen die nachfolgenden Tröpfchen
auf eine gesättigte Fläche auf, und dadurch ergibt sich ein Druckfarbenfluß, welcher die Bildqualität verschlechtert
Man hat versucht, diese Schwierigkeit durch eine Verbesserung der Druckfarbenabsorptionsfähigkeit
zu überwinden, jedoch hat man hierbei nur geringe Erfolge erzielt Eine zu große Erhöhung der Druckfarbenpenetration
bewirkt andererseits den Nachteil eines verwaschenen Bildes.
Es wurde nun festgestellt, daß die Aufzeichnungseigenschaften von Aufzeichnungspapier, wie die Druckfarbenabsorptionsfähigkeit,
das Verlaufen von Druckfarbenpunkten und das Verschmutzen von Druckfarbenpunkten
in erheblichen Masse von dem Leimungsmittel, dem Fixiermittel und dem in dem Aufzeichnungspapier enthaltenen Füllstoff abhängig ist. Weitere ausführliche
Untersuchungen über die Auswahl und die Anwendungstechnik der Leimungsmittel haben zu der vorliegenden
Erfindung geführt, die ein Aufzeichnungspapier für Aufzeichnungen mit Druckfarbendüsen mit verbesserter
Bildqualität betrifft, welches aus einem ungeleimten Basispapier besteht, dessen Kaltwasserextrakt
einen pH von 5,0 bis 10, und vorzugsweise von 6,5 bis 9,0
aufweist, und auf dem sich eine Überzu&xtchicht, enthaltend
ein verseiftes Petrolharz-Leimungsmittel, befindet. Df pH-Wert des Kaltwasserextrakts ist der Wert
des Extraktes, defr man erhält, wenn man eine Probe mit kaltem Wasser extrahiert gemäß JIS P 8133.
Die üblichen Überzugsmaterialien für die Oberflächenleimung von Papier schließen Gelatine, Proteine,
Stärke, Stärkederivate und Cellulosederivate und synthetisches Leimungsmittel, wie Polyvinylalkohol, Polyacrylamide,
Styrol-Maleinsäure-Copolymere, Petrolharz-Leimungsmittel
und cellulosereaktive Leimungsmittel ein. Die erfindungsgemäß verwendeten Petrolharz-Leimungsmittel
sind bekannt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird jedoch nur gelöst unter
Verwendung von verseiften Petrolharzen als Oberflächenleimungsmittel
auf dem Basispapier, welches ungeleimt
und auch frei von Fixiermitteln ist. Der Verseifungsgrad des Petrolharzes kann so eingestellt werden,
daß man Wasserlöslichkeit und eine für das Verfahren
geeignete Viskosität erzielt, wobei ein Verseifungsgrad
von 50 oder mehr gv.-ignet ist Die Zugabe eines Fixiermittels,
wie Aluminiumsulfat, würde den pH des Basispapiers vermindern und aktive Aluminiumionen einbringen,
die mit dem verseiften Petrolharz reagieren können und dann ein hydrophobes Petrolharz bilden würden,
welches nun wiederum nicht nur die Druckfarbenaufnahmefähigkeit vermindern, sondern in einigen Fällen
auch eine Verfärbung und Koagulierung der Druckfarbe
bewirken würde.
Das verseifte Petrolharz-Leimungsmittel wird bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungspapier vorzugsweise
in einer Menge von 0,2 bis 2,0%, bezogen auf die Feststoffe in der Pulpe, verwendet Obwohl die Obergrenze
nicht genau bestimmbar ist ist die Anwendung einer zu großen Menge hinsichtlich der Wirkung und
aus wirtschaftlichen Gründen bedeutungslos. Die Verwendung einer zu geringen Menge reicht nicht aus, um
die Druckfarbenabsorptionsfähigkeit bei einem ungeleimten Grundpapkr zu bewirken. Der obige Bereich
der anzuwendende« Mengen des Leimungsmittels auf Basis eines Petrolharzes bezieht sich auf das Grundpapier
mit einem Gewicht von 60 g/m2, wie es im nachfolgenden Beispiel 1 verwendet wird.
Das Petrolharz-Leimungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,10 bis 1,05 g/m2, bezogen auf die
Feststoffe, angewendet, aber es kann auch außerhalb dieses Bereiches angewendet werden, wenn das Grundgewicht
des Papiers besonders groß oder klein ist Es ist deshalb selbstverständlich, daß man die Menge des Petrolharz-Leimungsnvttels
in oder außerhalb des oben genannten Bereichs unter Berücksichtigung des Zwekkes,
des Grundgewichts, der Bicke ulj dergleichen des Aufzeichnungspapiers auswählt Das hier genannte verseifte
Petrolharz-Leimungsmittel ist e; ι Produkt, wie
man es im allgemeinen erhält, indem man eine <*v?-ungesättigte
Carbonsäure oder -anhydrid in ein Polymerisat oder in ein modifiziertes Polymerisat einer Q-Cn-Fraktion
eines Naphtha-Crack-Produktes einführt und die polaren Gruppen dann verseift. Solche Leimungsmittel
sind als Handelsprodukte erhältlich.
Geeignete Füllstoffe für das erfindungsgemäße Aufzeichnungspapier sind Ton, Talkum, gemahlener Kalkstein,
gefälltes Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Aluminiumhydroxid, Titanoxid und organische Substanzen,
wie Harnstoff-Formaldehydharze. Ein Basispapier, in dem 1 bis 30%, vorzugsweise 5 bis 20%, bezogen auf die
Pulpe, an gefälltem Calciumcarbonat oder gemahlenem Kalkstein eingebracht sind, ist besonders als Basispapier
zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungspapiers geeignet.
Andere Komponenten, die in der Oberflächenbeschichtungszusammensetzung
verwendet werden können, sind oxidierte Stärke, modifizierte Stärke und Stärkederivate,
Polyvinylalkohol, Natriumalginat, Carboxymethylcellulose,
andere wasserlösliche Cellulosederivate, Casein und Gelatine. Diese Überzugskomponenten
können in Kombination mit Calciumcarbonat kolloidaler Kieselsäure, Titanoxid und anderen Pigmenten
verwendet werden. Calciumcarbonat wird in dem Fall besonders bevorzugt bei dem der pH des Kaltwasserextraktes
des Grundpapiers im schwachsauren Bereich ist Die Menge an Calciumcarbonat auf der Papieroberfläche
liegt zwischen 0,2 bis 30 und vorzugsweise bei 1 bis 20 g/m2, bezogen auf die Feststoffe.
Die Überzugszusammensetzung, welche das verseifte
Die Überzugszusammensetzung, welche das verseifte
ίο Petrolharz enthält wird auf das Grundpapier mittels
einer üblichen Leimungspresse, Leimungswanne, Kalanderleimungsvorricntung,
Walzenbeschichtungsvorrichtung, durch Luftmesserbeschichtung oder mit anderen
Beschickungsvorrichtungen aufgetragen. Die Mitverwerbung
eines hydrophoben synthetischen Harzemulsion mit hoher Filmbildungsfähigkeit in der Beschichtungszusammensetzung
muß vermieden werden, damit die Druckfarbenabsorptionsfähigkeit nicht gehindert wird. Ein so hergestelltes Aufzeichnungspapier hat als
Papiereigenschaft einen niedrigen Leimungsgrad und weist vorteilhafte Verbesserungen hinsichtlich der
Druckfarbenabsorptionsfähigkeit des Auslaufens und der Verschmutzung auf, was die Bildqualität insgesamt
verbessert.
Die Erfindung wird ausführlich in den Beispielen erläutert
In diesem Beispiel wird die Veränderung der Bildqualität bei Verwendung unterschiedlicher Leimungsmittel
gezeigt.
Zu einer Pulpenaufschlämmung (LBKP: gebleichte Kraftpulpe von Hartholz) mit einer Canadian-freeness
(Mahlungsgrad) vn 380 ml werden 15 Gew.-%, bezogen auf die Pulpe, gefälltes Calciumcarbonat und 0,5
Gew.-%, bezogen auf die Pulpe, eines kationischen Stärkederivats als Papierverfestigungsmittel sowie als Retentionshilfe
gegeben. Der so hergestellte Papierrohstoff wurde zu einem Papier von 60 g/m2 Grundgewicht
mittels einer Fourdrinier-Pilot-Papierniaschine verarbeitet,
wobei man ein Grundpapier erhielt, dessen pH bei Kaltwasserextraktion 8,3 betrug. Die Überzugszusammensetzung,
die in Tabelle 1 gezeigt wird, enthielt die Leimungsmittel Nr. 1 bis 5, die jeweils auf das
Grundpapier in einer Menge von 0,26 g/m2, bezogen auf die Feststoffe, mittels einer Leimungspresse unter Bildung
verschiedener Typen des Aufzeichnungspapiers aufgetragen wurden. Die kein weiteres Leimungsmittel
enthaltende Überzugszusammensetzung wurde auch auf das Grundpapier aufgetragen. Auf den jeweiligen
Proben des Aufzeichnungspapiers wurden Punkte mit einer Druckfläche von 0,08 mm2 eingedruckt. Die Ergebnisse
werden in Tabelle 1 gezeigt, wo der Grad des Auslaufens angegeben wird als Verhältnis (in %) der
Druckfläche der Anfangsfläche (0,08 mm2) der Punkte.
Leimungsmittel in der Oberzugsschicht
Stoekigt-Uimungs- Grad des Auslaufens
grad Schmutzen
(Sekunden) (%)
1 Beispiel 1
2 Vergleichsbeispiel
3 Vergleichsbeispiel
4 Vergleichsbeispiel
5 Vergleichsbeispiel
6 Vergleichsbeispiel
Verseiftes Petrolharz
Styrol-Maleinsäuretyp
Styrolacryltyp
Acryltyp
Polyacrylamid
keines
1,4
1,9
1,9
0,5
220
160
320
500
1600
2000
nein
ja
ja
nein
nein
nein
Aus Tabelle 1 wird ersichtlich, daß nur gemäß Beispiel 1, bei dem ein Petrolharz-Leimungsmittel gemäß
der Erfindung verwendet wurde, ein Aufzeichnungspapier erhalten wird, das sowohl gegen Auslaufen als auch
gegen Verschmutzen beständig ist
Beispiele 2 und 3
Das gleiche Basispapier wie in Beispiel 1 -wurde mit
einer Zusammensetzung aus 8 Teilen oxidierter Stärke, einem Teil des jeweils in Tabelle 2 angegebenen Petrolharz-Leimungsmittels
und 91 Teilen Wasser mittels einer Leimungspresse in einer Menge von 3,6 g/m2, bezogen
auf die Gesamtfeststoffe, entsprechend 0,4 g/m2 Leimungsrnittel, bezogen auf den Feststoffgehalt beschichtet,
wobei verschiedene Pr-.-'c-en von Aufzeichnungspapier
erhalten wurden. Die Lrgebnisse der Versuche,
die wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden, werden in Tabelle 2 gezeigt
Petrolharz-Leimungsmittel in der Überzugsschicht
Stoekigt-Leimungs- | Grad des Auslaufens | Schmutzen |
grad | ||
(Sekunden) | (0/0) | nein |
1,8 | 180 | nein |
3,0 | 176 | ja |
17,2 | 160 | ja |
12,9 | 180 | ja |
8,2 | 190 | |
Beispiel 2
Beispiel 3
Vergleichsbeispiel
Vergleichsbeispiel
Vergleichsbeispiel
Beispiel 3
Vergleichsbeispiel
Vergleichsbeispiel
Vergleichsbeispiel
verseiftes Petrolharz A
verseiftes Petrolharz B
Emulsions-Petrolharz C
Emulsions-Petrolharz D
Emulsions-Petrolharz E
verseiftes Petrolharz B
Emulsions-Petrolharz C
Emulsions-Petrolharz D
Emulsions-Petrolharz E
Aus Tabelle 2 wird ersichtlich, daß bei Verwendung eines sogenannten Emulsions-Petrolharz-Ltimungsrnittel
mit niedrigem Verseifungsgrad in der Überzugsschicht ein unbrauchbares Aufzeichnungspapier wegen
des hohen Leimungsgrades erhalten wird, das eine erhöhte Schmutzung aufweist, während bei Verwendung
von verseiften Typen gemäß der Erfindung gute Ergebnisse erzielt werden, nämlich keine Verschmutzung und
ein Auslaufen der gedruckten Punkte auf eine Minimalfläche beschränkt werden konnte.
Eine Aufschlämmung eines Papierrohstoffes wurde hergestellt durch Vermischen von 80 Gew.-°/o einer Pulpe
(LBKP) mit einer Canadian-freeness (Mahlungsgrad) von 350 ml und 20 Gew.-% einer Pulpe (NBKP-gebleichte
Kraftpulpe von Weichholz) mit einer Canadian freeness von 450 ml und Zugabe von 1% kationischer
Starke als Papierfestigungsmittel. Papier wurde aus dieser Grundmasse auf der gleichen Papiermaschine, wie in
Beispiel 1 hergestellt, wobei man ein Grundpapier von 60 g/m2 Grundgewicht mit einem Kaltwasserextrakt
mit einem pH von 5,5 erhielt. Für Vergleichszwecke wurden zu dem obigen Papieransatz 3% Aluminiumsulfat
gegeben und die entstandene Aufschlämmung (pH 4,2) wurde zu einem anderen Papier verarbeitet, das
bei der Kaltwasserextraktion einen pH von 4,2 aufwies.
Auf das Grundpapier wurde in einer Menge von jeweils 9 g/m2, bezogen auf die. Feststoffe, eine Überzugszusammensetzung (21% Feststoffgehalt) aus 10 Teilen
ausfüllten Calciumcarbonat, 10 Teilen oxidierter Stärke
und einem Teil verseiftes Petrolharz-Leimungsmittel aufgetragen. Dies·.: so beschichteten Papiere wurden als
Aufzeichnungspapiere verwendet und es wurden die gleichen Untersuchungen wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erzielten Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3 | 7 | 30 38 573 | Stoekigt- Leimungsgrad (Sekunden) |
8 | Grad des Auslaufens (%) |
Schmutzen |
Basispapier | Oberflächen- Lösungsmittel |
1,5 21,0 |
190 155 |
nein ja |
||
Beispiel 4 Vergleichsbeispiel |
Papier ohne Aluminiumsulfat saures Papier |
verseiftes Petrolharz verseiftes Petrolharz |
||||
Aus Tabelle 3 geht hervor, daß bei einem beschichteten Papier aus einem Gnihdpapier, das ein Fixiermittel, wie
Aluminiumsulfat enthält, der pH des Kaltwasserextrakts auf 5,0 oder darunter absinkt, und daß das entstandene
beschichtete Papier nicht geeignet ist als Aufzeichnungspapier für Düsendruckfarben-Auftrag, weil zwar das Auslaufen
ausreichend vermindert wird, aber der Verschmutzungsgrad der Druckfarbenpunkte nicht akzeptabel ist.
Claims (8)
1. Aufzeichnungspapier für Aufzeichnungen mit Druckfarbendüsen mit verbesserter Bildwiedergabequalität,
dadurch gekennzeichnet, daß es ein ungeleimtes Basispapier, dessen Kaltwasserextrakt
einen pH von 5,0 bis 10,0 aufweist, und darauf verteilt eine Oberzugsschicht mit einem verseiften
Petrolharz-Leimungsmittel enthält
2. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der pH des Kaltwasserextrakts des Basispapiers 6,5 bis 9,0 beträgt.
3. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetragene Menge
der Oberzugsschicht 0,10 bis 1,04 g/m2 an verseiftem Petrolharz-Leimungsmittel beträgt.
4. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basispapier Calciumcarbonat
als Füllstoff enthält
5. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Basispapier 1 bis 30
Gew.-%, bezogen auf die Pulpe, Calciumcarbonat enthält
6. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß daß das Basispapier 5 bis
20 Gew.-%, bezogen auf die Pulpe, Calciumcarbonat enthält
7. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht Calciumcarbonat
enthält.
8. Aufzeichnungspapier gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Caiciumcarbonatgehalt
in der Überzugsschicht 0,2 bis 30 g/m2 beträgt.
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-
1980
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- 1980-10-14 US US06/196,560 patent/US4335184A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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