DE4432876C1

DE4432876C1 - Einlagiges Papiererzeugnis und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE4432876C1
Application number: DE4432876A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Uhlemayr
Original assignee: Drescher Geschaftsdrucke GmbH
Current assignee: DRESCHER FULL-SERVICE VERSAND GMBH, DE
Priority date: 1994-09-15
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2014-09-16

Description

Die Erfindung betrifft ein einlagiges, laserbedruckbares Pa piererzeugnis mit einer akti vierbaren Klebemittelbeschichtung zur Verklebung einer Einzel lage mit sich selbst oder mit weiteren Lagen, welches nach der Laserbedruckung ohne Zwischenlagerung weiterverarbeitbar ist. Die Erfindung betrifft insbesondere einlagige Papiererzeugnis se, welche mit Hochleistungs-Laserprintern bedruckbar und nachfolgend ohne Zwischenlagerung nach der Bedruckung zum fer tigen Einblattmailer gefaltet und verklebt werden können oder zu einem mehrlagigen Papiererzeugnis, wie zum Beispiel einem Formularsatz oder dergleichen, konfektioniert werden können.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieser Papierer zeugnisse als Einblattmailer sowie deren Verwendung bei der Herstellung von Formularsätzen.

Die bisher bekannten laserbedruckbaren Papiererzeugnisse, die nach der Bedruckung zu sogenannten Einblattmailern verklebt werden können und wie sie z. B. aus der DE 36 28 471 A1 bekannt sind, zeigen bei einer Bedruckung mittels Laserdrucker ver mehrt Probleme, wenn Hochleistungs-Laserdrucker zum Einsatz kommen, bei denen eine sehr hohe Druckgeschwindigkeit erziel bar ist. Bei solchen Laserdruckern ist es notwendig, entspre chend dem erhöhten Papierdurchsatz bzw. der erhöhten Papier durchlaufgeschwindigkeit die Temperatur bei der Fixierstation, bei der das zunächst nur lose am Papier haftende Tonermaterial auf der Papieroberfläche fixiert wird, zu erhöhen, um eine ausreichende Fixierung des Tonermaterials auf der Papierober fläche in der jetzt kürzeren zur Verfügung stehenden Zeit zu erzielen.

Um andererseits zu verhindern, daß Tonermaterial an der Fixier station, insbesondere der Heizwalze der Fixierstation, zu Ver klebungen führt, ist es notwendig, die Fixierwalze mit einem Trennmittel zu beaufschlagen, das in einer Vielzahl der Fälle als Hauptkomponente Silikonöl enthält. Bei steigenden Fixier temperaturen ist ein höherer Trennmitteleinsatz notwendig.

Trennmittel, insbesondere Silikonöle, weisen jedoch besonders starke Anti-Adhesivwirkungen auf, das heißt die Klebeeigenschaf ten der Klebebeschichtung der in den Laserdruckern bedruckten Papiererzeugnisse werden stark reduziert bzw. gänzlich zerstört oder unterdrückt.

Dieser Effekt wird bei allen gängigen Klebemittelsystemen der derzeit gängigen Einblattmailersysteme beobachtet:

a) Klebemittelsysteme unter Verwendung von Wiederanfeucht leimen;
b) Klebemittelsysteme unter Verwendung von druckaktivierbaren Selbstklebemitteln;
c) Klebemittelbeschichtung unter Verwendung von thermoplasti schen Klebstoffen.

Insbesondere störempfindlich gegenüber Silikonölen sind die Systeme a und b, mit denen bereits bei geringeren Silikonantei len an der Oberfläche ein sicheres Verschließen der Einblatt mailer nicht mehr gewährleistet werden kann.

Einblattmailer werden jedoch in immer stärkerem Umfang zur ra tionellen Versendung von Informationen verwendet, die lediglich dem Empfänger zugänglich gemacht werden sollen, so daß eine si chere Verklebung, das heißt ein sicheres Verschließen der Ein blattmailer von essentieller Bedeutung ist. Erwähnt seien hier nur Benachrichtigungen von Versicherungsnehmern durch Versi cherungen bei Änderungen von Versicherungsbedingungen, Anpas sungen von Versicherungsbeiträgen; Versendung von Lohnabrech nungen; Versendung von Kontoauszügen der Banken etc.

Mildern läßt sich das Problem der Desaktivierung der Klebemit telbeschichtungen durch eine Zwischenlagerung der bedruckten Papiere für eine gewisse Zeit. Dies stört jedoch den Arbeits ablauf erheblich und birgt zudem die Gefahr, daß unberechtigte Dritte Zugang zu vertraulichen Informationen erlangen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Papiererzeugnis, insbesondere zur Verwendung als Einblattmailer, zu schaffen, bei dem nach der Laserbedruckung des Papiererzeugnisses eine Weiterverarbei tung zum Einblattmailer, das heißt insbesondere der Verklebung des Einblattmailers, on-line, das heißt ohne Zwischenlagerung der Papiere, erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Papiererzeugnis der eingangs be schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klebe mittelbeschichtung einen Polyvinylalkyletheranteil von min destens 0,01 g/m² der beschichteten Papieroberfläche umfaßt.

Der erfindungsgemäße Polyvinylalkyletheranteil in der Klebemit telbeschichtung reicht aus, um die Trennmittelanteile in der Klebemittelbeschichtung aufzunehmen und so von der Oberfläche der Beschichtung abzuleiten, so daß eine direkt an die Laserbe druckung stattfindende Weiterverarbeitung der Papiere, insbe sondere deren Verklebung zu Einblattmailern, on-line, das heißt ohne Wartezeit erfolgen kann. Dies gilt auch für Klebemittelbe schichtungen mit ausgesprochen oleophobem Charakter.

Dabei wird eine Eigenschaft der Polyvinylalkylether ausgenutzt, gemäß der sie bei Raumtemperatur flüssig sind, bei höheren Temperaturen jedoch bei geringerer Dichte fest werden. Im vor liegenden Fall wird die Polyvinylalkyletherkomponente der Kle bemittelbeschichtung beim Trocknen derselben (Trocknungstem peratur beispielsweise ca. 90°C) fest und nimmt in der Klebe mittelschicht in feiner Verteilung einen bestimmten Rauminhalt ein. Beim Trocknungsvorgang wird die Klebemittelbeschichtung fest. Nach Beendigung des Trocknungsvorganges kühlt das Papier erzeugnis wieder auf Umgebungstemperatur ab. Dabei verflüssigt sich die Polyvinylalkyletherkomponente und vergrößert gleich zeitig seine Dichte. Der im Trocknungsvorgang eingenommene Rauminhalt wird von der Polyvinylalkyletherkomponente bei Umge bungstemperatur nur noch teilweise benötigt. Der restliche Rauminhalt steht als freies von der Beschichtungsoberfläche her zugängliches Kapillarvolumen für die Aufnahme von flüssigem Trennmittel der Laserdrucker zur Verfügung. Die in den Kapil laren wirksamen Kapillarkräfte sorgen darüber hinaus noch für einen beschleunigten Transport der Trennmittel von der Ober fläche weg ins Innere der Klebemittelschicht.

Ein bevorzugter Polyvinylalkylether ist der Polyvinylmethyl ether.

Eine ausreichende Aufnahmefähigkeit für das Trennmittel wird häufig bereits bei einem Einsatz des Polyvinylalkylethers be obachtet, der einem Beschichtegewicht des getrockneten Papier erzeugnisses von ca. 0,01 g/m² beschichtete Oberfläche ent spricht.

Die besten Ergebnisse betreffend die Verklebesicherheit wer den mit Polyvinylalkyletherzusätzen im Bereich von 0,03 bis 0,1 g/m² des beschichteten Papiers erzielt. Höhere Zusätze sind zwar möglich, sie bringen aber regelmäßig keine weiteren Vor teile mehr.

Als Klebemittelsystem ist insbesondere das Klebemittelsystem mit einer thermoplastischen Polymermaterialbeschichtung als Klebemittel bevorzugt. Diese Klebemittelbeschichtung läßt sich ganz flächig als Strich auf das Laserdruckpapier auftragen und führt beim Bedrucken im Laserdrucker unerwarteterweise zu einer Versinterung des Tonermaterials mit dem Papier, die als doku mentenecht bezeichnet werden kann. Darüber hinaus läßt sich diese Klebemittelbeschichtung problemlos in den Laserprintern verarbeiten, trotz der Verwendung des thermoplastischen Poly mermaterials, und anschließend durch Anwendung von Druck und/ oder Temperatur zu einem sicheren Klebeverbund von aufeinander liegenden Papierlagen verschließen.

Ein bevorzugtes thermoplastisches Polymermaterial für das Kle bemittel ist Polyvinylacetat, Copolymere von Vinylacetat und Ethylen, Polyvinylchlorid sowie Polyacrylatdispersionen. Grund sätzlich bieten sich auch andere thermoplastische Polymermate rialien an, jedoch sind beste Ergebnisse bezüglich der Störfe stigkeit des Papiers beim Laserdrucken mit den oben genannten Materialien, insbesondere mit Polyvinylacetat erzielt worden. Insbesondere eignet sich Polyvinylacetat als thermoplastisches Polymermaterial angesichts der hohen Temperaturen, die am Heiz sattel des Laserdruckers herrschen, welcher für das Fixieren des Tonermaterials auf dem Papier sorgt.

Alternativ lassen sich erfindungsgemäß selbstverständlich aber auch mit Wasser aktivierbare Anfeuchtleime auch im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung verwenden, wobei allerdings solche Papiere empfindlich gegenüber dem Einwirken von Feuchtigkeit sind und im Stapel leichter zu Verklebungen neigen.

Daneben steht als weitere Alternative selbstverständlich auch eine Klebemittelbeschichtung aus einem druckaktivierbaren Selbstkleber zur Verfügung, wobei diese Klebemittelbeschichtung wiederum nicht so problemlos zu handhaben ist, wie die Klebe mittelbeschichtung aus thermoplastischem Polymermaterial.

Üblicherweise wird insbesondere für die Herstellung von Ein blattmailern das einlagige Papiererzeugnis einseitig mit Kle bemittel beschichtet. Hierbei kann man einen bereichsweisen Auftrag der Klebemittelbeschichtung, beispielsweise an den Rändern des Papieres, vornehmen oder aber auch, wenn die Ver klebestellen des Papieres nicht von vornherein feststehen und standardmäßig verklebbares Papier hergestellt werden soll, ganzflächig beschichten. Die ganzflächige Beschichtung emp fiehlt sich natürlich auch dann, wenn der Nebenaspekt der thermoplastischen Klebemittelbeschichtung ausgenutzt werden soll, nämlich das Versintern des Tonermaterials mit dem Papier zur Erzielung einer dokumentenechten Bedruckung.

Die Klebemittelbeschichtung weist vorzugsweise einen Anteil an oleophilem Bentonit auf, der bei der Beschichtung ein Be schichtegewicht mit Bentonit von mindestens 0,1 g/m², bezogen auf beschichtete Papieroberfläche, ergibt. Diese Menge ist be reits ausreichend, um im Laserprinter bedrucktes Papier nach der Bedruckung umgehend dem Verklebeprozeß zuzuführen. Die An gaben über Beschichtegewichte sowohl hier als auch an anderer Stelle beziehen sich immer auf die Beschichtung des fertig ge trockneten, für den Laserdruck einsatzfähigen Papiers.

Höhere Gehalte an oleophilem Bentonit verbessern die Aufnahme fähigkeit für das Trennmittel des Laserprinters weiter. Jedoch lassen sich mit höheren Anteilen des oleophilen Bentonits an der Klebemittelbeschichtung, so daß ein Beschichtegewicht mit Bentonit von < 1,0 g/m² der beschichteten Papieroberfläche er zielt wird, normalerweise keine höheren Effekte mehr erzielen. Störend sind höhere Anteile an oleophilem Bentonit allerdings nicht.

Die Wirkung des Polyvinylalkyletherzusatzes und gegebenenfalls des Bentonitanteils läßt sich noch mit silikonverträglichen Substanzen in der Klebemittelbeschichtung weiter steigern, wo bei bevorzugt Polyethylenglykol der Klebemittelbeschichtung hierbei zugemischt wird. Polyethylenglykol wirkt hierbei als Lösemittel für das Trennmittel und erleichtert die Benetzbar keit der Papieroberfläche mit Trennmittel.

Obwohl aus einem breiten Spektrum von Polyethylenglykolen aus gewählt werden kann und eine weitere Verbesserung des Aufnahme effektes für Silikonöl und Trennmittel der Laserprinter allge mein beobachtet wird, empfiehlt es sich, den Polyethylenglykol anteil der Klebemittelbeschichtung im wesentlichen aus zwei Fraktionen an Polyethylenglykol zusammenzusetzen, nämlich einem ersten Polyethylenglykolanteil mit einem Molekulargewicht 1000 und einem zweiten Polyethylenglykolanteil mit einem Molekular gewicht < 10 000.

Das bevorzugte Verhältnis des ersten Polyethylenglykolanteils zum zweiten Polyethylenglykolanteil beträgt ca. 2 : 1 bis ca. 1 : 2, vorzugsweise ca. 1 : 1.

Der Gesamtpolyethylenglykolanteil wird vorzugsweise so einge stellt, daß bei dem beschichteten Papier ein Beschichtegewicht von ca. 0,1 bis 1,0 g/m² Polyethylenglykol auf der beschichte ten Oberfläche gefunden wird.

Zur Steigerung der Resorption von Laserdruckertrennmittel sind insbesondere Polyethylenglykole zu verwenden, deren Molekular gewicht im Bereich von 30 000 bis 50 000 liegt. Die Wirkung der Polyethylenglykole bei der Steigerung der Aufnahmefähigkeit der Oberfläche des Papiererzeugnisses für Laserdruckertrennmittel liegt an der Löslichkeit der Silikonöle in Polyethylenglykol.

Die Zusätze von Polyvinylmethylether haben einen sogenannten sensibilisierenden Effekt, durch den eine Filmbildung durch die Masse der Klebemittelbeschichtung vermieden wird. In der Folge bleibt die Beschichtung wasserdampfdurchlässig, so daß beim Trocknungsprozeß Kunststoffanteile der Klebemittelbe schichtung durch entweichenden Wasserdampf nicht mitgerissen und zur Oberfläche transportiert werden. Verantwortlich für diesen Effekt ist eine frühzeitige Verdickung der Klebemittel beschichtungsmassen zu Beginn des Trocknungsvorgangs durch das Festwerden der Polyvinylmethyletheranteile.

Ferner wird bei dem erfindungsgemäßen Papiererzeugnis beobach tet, daß es durch die Erwärmung im Bereich des Heizsattels pla stifiziert wird und dadurch ohne Störungen zu verursachen auch um kleine Radien umgelenkt werden kann.

Schließlich wird beobachtet, daß bei dem erfindungsgemäßen Pa piererzeugnis mittels Variation der Pigmentanteile die Block temperatur und die Siegeltemperatur beeinflußbar sind, derart, daß bei höheren Pigmentgehalten eine höhere Siegeltemperatur notwendig wird, während die Neigung zum Verblocken des Papiers in Stapel, d. h. ein großflächiges Verkleben der Papierblätter oder der Bahnen auf der Rolle durch eine ebenfalls erhöhte Blocktemperatur vermindert wird.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von Beispielen noch näher erläutert.

Beispiel 1

Zu 270 Teilen Wasser werden 3 Teile Carboxymethylcellulose (WALOCEL C Wolff Walsrode), 3 Teile Ätznatron, 1 Teil Polyacrylsäuresalz (erhältlich von der Firma Allied Chemicals unter dem Markennamen DISPEX), 75 Teile Mikrotalkum (mittlere Teilchengröße 10 µm), 125 Teile Calciumcarbonat (chemisch gefällt) und 4 Teile Calciumstearat gegeben.

10 Minuten wird die oben angeführte Mischung mit einem Homogenisator vom Typ Ultra Turax (erhältlich von der Firma Janke & Kunkel) behandelt.

In diese Pigmentslurry werden 20 Teile Polyvinylmethylether (Firma BASF-Lutonal M40) und 950 Teile Mowilith DC (Firma Hoechst) zugegeben.

Die Papieroberfläche eines 80 g/m² holzfreien Papiers wird mit 6 g/m² (trocken) mit einem Streichrakel mit der oben beschriebenen Mischung beschichtet. Das Papier wird bei 90°C 5 Minuten lang getrocknet.

Parallel dazu wird eine Mischung angerührt, bei der der Polyvinylmethylether fehlt.

Während die erfindungsgemäße Beschichtung ihre volle Siegelfähigkeit beibehält, läßt sich die Vergleichsrezeptur nicht mehr einwandfrei siegeln.

Die Bedingungen beim Siegeltest sind folgende:

- Zeitdauer der Siegelung 2 Sekunden
- Siegeltemperatur 140°C
- Siegeldruck 300 Newton/cm².

Beispiel 2

Es werden 270 Teile Wasser mit 3 Teilen Carboxylmethylcellulose (WALOCEL C Wolff Walsrode), 3 Teilen Ätznatron, 37,5 Ge wichtsteilen Mikrotalkum (mittlerer Teilchendurchmesser 10 µm), 62,5 Kalziumcarbonat (chemisch gefällt), 4 Teilen Kalzium stearat, 2 Gewichtsteilen eines optischen Aufhellers (von der Firma Ciba-Geigy unter dem Warenzeichen TYNOPAL erhältlich), 90 Gewichtsteilen eines oleophilen Bentonits (erhältlich von der Firma LaPORTE unter der Warenbezeichnung FULACOLOR) und 10 Gewichtsteilen Polyvinylmethylether (LUTONAL M40) vermischt und anschließend 10 Minuten in einem ULTRA-TURAX-Homogenisator behandelt. Daran anschließend werden 950 Gewichtsteile Po lyvinylacetat (erhältlich von der Firma Hoechst unter der Be zeichnung MOWILIT DC) langsam vermischt. Mit einem Streichra kel werden 6 g/m² (trocken) der Beschichtemasse auf ein 80 g/m² holzfreies Papier aufgebracht. Das Blatt wird bei 90°C während 5 Minuten getrocknet.

Parallel dazu wird ein Vergleichsversuch unternommen, bei dem das oleophile Bentonit und der Polyvinylmethylether fehlen.

Beide Papiere werden mit einem Silikonöl (Fuser Agent der Fir ma Xerox) mit einem feinen Blade überschichtet.

Während die erfindungsgemäße Beschichtung ihre volle Siegel kraft beibehält, ist die Vergleichsrezeptur nicht mehr siegel bar. Die Siegelung erfolgt wie im Beispiel 1.

Die Siegelfähigkeit eines Papieres unmittelbar nach der Laser bedruckung läßt sich auch mit folgendem Test ohne Durchführung einer Siegelung abschätzen:

Es wird ein Silikontropfen auf das zu prüfende Papier aufge bracht und die Tropfengröße in gewissen zeitlichen Abständen (zum Beispiel 15 Sekunden) im Mikroskop photographiert. Wäh rend der Tropfen auf einem nach der Laserbedruckung siegelfä higen Papier schnell von der Beschichtung aufgenommen wird, zerläuft der Tropfen auf der Oberfläche des Papieres bei unge nügender Siegelfähigkeit und erscheint mit einem größeren Ra dius.

Claims

1. Laserbedruckbares, nach der Laserbedruckung ohne Zwischen lagerung weiterverarbeitbares Papiererzeugnis mit einer aktivierbaren Klebemittelbeschichtung zum Verkleben der Einzellage mit sich selbst oder von benachbarten Lagen von Papiererzeugnissen miteinander, wobei die Klebemittelbe schichtung einen Polyvinylalkyletheranteil von mindestens 0,01 g/m², bezogen auf die beschichtete Papieroberfläche, umfaßt.

2. Papiererzeugnis nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkylether ein Polyvinylmethylether ist.

3. Papiererzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Polyvinylalkyletheranteil ca. 0,03 bis 0,1 g/m² beträgt.

4. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung ein thermoplastisches Polymermaterial als Klebemittel enthält.

5. Papiererzeugnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymermaterial Polyvinylacetat, Copolymere von Vinylacetat und Ethylen, Polyvinylchlorid sowie Polyacrylatdispersionen umfaßt.

6. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen mit Wasser aktivierbaren Anfeuchtleim umfaßt.

7. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen druckaktivierbaren Selbstkleber umfaßt.

8. Papiererzeugnis nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung bereichsweise aufgetragen ist.

9. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung im wesent lichen ganzflächig aufgetragen ist.

10. Papiererzeugnis nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen Anteil an oleophilem Bentonit im Bereich von 0,1 bis 1,0 g/m² der beschichteten Papieroberfläche umfaßt.

11. Papiererzeugnis nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen Polyethylenglykolanteil umfaßt.

12. Papiererzeugnis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyethylenglykolanteil ca. 0,1 bis 1,0 g/m² be trägt, bezogen auf die beschichtete Oberfläche.

13. Papiererzeugnis nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Polyethylenglykolanteil im wesentlichen von zwei Polyethylenglykolanteilen gebildet wird, wobei der erste Polyethylenglykolanteil ein Molekulargewicht 1000 und der zweite Polyethylenglykolanteil ein Moleku largewicht < 10 000 aufweist.

14. Papiererzeugnis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des ersten Polyethylenglykolanteils zum zweiten Polyethylenglykolanteil ca. 2 : 1 bis ca. 1 : 2, vor zugsweise ca. 1 : 1, beträgt.

15. Verwendung eines Papiererzeugnisses gemäß einem der voran stehenden Ansprüche als Einblattmailer.

16. Verwendung eines Papiererzeugnisses gemäß einem der An sprüche 1 bis 14 bei der Herstellung von Formularsätzen.