DE4432903C1

DE4432903C1 - Einlagiges Papiererzeugnis und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE4432903C1
Application number: DE4432903A
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-Laser-Drucker 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 fi xiert wird, zu erhöhen, um eine ausreichende Fixierung des Tonermaterials auf der Papieroberfläche 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 lädt 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 Polyethylenglykolanteil von min destens 0,1 g/m² der beschichteten Papieroberfläche umfaßt.

Der erfindungsgemäße Polyethylenglykolanteil 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.

Das Polyethylenglykol wirkt als Lösemittel für das Trennmittel und sorgt gleichzeitig für eine verbesserte Benetzbarkeit 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. 0,3 bis ca. 1,0 g/m² Polyethylenglykol auf der be schichteten Oberfläche gefunden wird. Höhere Polyethylengly kolanteile sind möglich, steigern aber in der Regel die Ver klebbarkeit nicht mehr wesentlich.

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.

Als Klebemittelsystem ist insbesondere das Klebemittelsystem mit einer thermoplastischen Polymermaterialbeschichtung als Klebemittel bevorzugt. Diese Klebemittelbeschichtung lädt 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 lädt 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. Grundsätzlich bieten sich auch andere thermoplastische Polymermaterialien an, jedoch sind be ste Ergebnisse bezüglich der Störfestigkeit des Papiers beim Laserdrucken mit Polyvinylacetat, Copolymeren von Polyvinylace tat und Polyethylen, mit Polyvinylchlorid und mit Polyacrylat dispersionen, erzielt worden. Insbesondere eignen sich die vor genannten Polymermaterialien als thermoplastisches Polymermate rial angesichts der hohen Temperaturen, die am Heizsattel des Laserdruckers herrschen, welcher für das Fixieren des Tonerma terials 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. Selbstverständlich ist auch eine doppel seitige Beschichtung möglich. Hierbei kann man einen bereichs weisen Auftrag der Klebemittelbeschichtung, beispielsweise an den Rändern des Papieres, vornehmen oder aber auch, wenn die Verklebestellen 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 0,1 bis 1,0 g/m², bezogen auf beschichtete Papieroberfläche, ergibt. Der Bentonitanteil un terstützt hier die Wirkung des Polyethylenglykolanteils durch Aufnahme des Trennmittels in seinem Kapillarvolumen. Diese Menge ist bereits ausreichend, um im Laserprinter bedrucktes Papier nach der Bedruckung umgehend dem Verklebeprozeß zu zu führen. Die Angaben über Beschichtegewichte sowohl hier als auch an anderer Stelle beziehen sich immer auf die Beschich tung des fertig getrockneten, für den Laserdruck einsatzfähi gen 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.

Ein weiterer Zusatzstoff mit einer ganz anderen Wirkungsweise liegt in den Polyvinylalkylethern vor, insbesondere beim Poly vinylmethylether, der als Bestandteil der Klebemittelbeschich tung zunächst beim Trocknungsvorgang in fester Form vorliegt, später aber beim Abkühlen sich verflüssigt und kapillare Kanä le in der Klebemittelbeschichtung hinterläßt. Diese kapillaren Kanäle selbst sind auch aufnahmefähig für das Laserdrucker trennmittel und unterstützen so als Beimischung in der Matrix die Polyethylenglykolanteile bei der Aufnahme der Laserdruck trennmittel.

Mengenmäßig empfiehlt es sich, den Polyvinylalkyletheranteil in der Klebemittelbeschichtung so zu wählen, daß bei der fer tigen Klebemittelbeschichtung ein Beschichtegewicht von ca. 0,01 bis 0,1 g/m² der beschichteten Oberfläche resultiert.

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

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

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 29 Teile PEG 400 und 29 Teile PEG 20 000 langsam eingerührt. Anschließend werden 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 wie oben beschriebenen Mischung beschichtet. Das Papier wird bei 90°C 5 Minuten lang getrocknet.

Parallel dazu wird eine Mischung angerührt, bei der die Po lyethylenglykolanteile fehlen.

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

Während die erfindungsgemäße Beschichtung ihre volle Siegelfä higkeit beibehält, läßt sich die Vergleichsrezeptur ohne Po lyethylenglykol nur noch schlecht siegeln.

Die Bedingungen beim Siegeltext sind folgende:

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

Beispiel 2

270 Teile Wasser werden mit 3 Teilen Carboxylmethylcellulose (WALOCEL C Wolff Walsrode), 3 Teilen Ätznatron, 1 Teil Po lyacrylsäuresalz (erhältlich von der Firma Allied Chemicals unter dem Markenzeichen DISPEX), 37,5 Teilen Mikrotalkum (mittlere Teilchengröße: 10 µm), 62,5 Teilen Kalziumcarbonat (chemisch gefällt), 4 Teilen Kalziumstearat, 100 Teilen oleo philes Bentonit (erhältlich von der Firma LaPORTE unter der Warenbezeichnung FULACOLOR), 29 Teilen Polyethylenglykol (mittleres Molekulargewicht 400), 29 Teilen Polyethylenglykol (mittleres Molekulargewicht 20 000) angerührt und danach ca. 10 Minuten mit einem Homogenisator vom Typ ULTRA-TURAX (erhältlich von der Firma Janke & Kunkel) behandelt.

Die so erhaltene Pigmentslurry wird mit 950 Teilen Polyvinyl acetatdispersion (erhältlich von der Firma HOECHST AG als MO WILIT DC) langsam vermischt.

Eine Papieroberfläche eines 80 g/m² holzfreien Papieres wird mit 6 g/m² (trocken) mit einem Streichrakel mit der wie oben beschrieben hergestellten Mischung beschichtet. Das Papier wird bei 90°C ca. 5 Minuten lang getrocknet.

Parallel dazu wird eine Mischung angerührt, bei der die 100 Teile oleophiles Bentonit und die 58 Gewichtsteile Polyethy lenglykol fehlen.

Während die erfindungsgemäße Beschichtung ihre volle Siegel kraft beibehält, läßt sich die Vergleichsrezeptur ohne oleo philes Bentonit und ohne Polyethylenglykol nicht mehr siegeln.

Die Bedingungen beim Siegeltest sind wie in Beispiel 1 be schrieben.

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 Polyethylenglykolanteil von mindestens 0,1 g/m², bezogen auf die beschichtete Papieroberfläche, umfaßt.

2. Papiererzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyethylenglykolanteil ca. 0,3 bis 1,0 g/m² be trägt, bezogen auf die beschichtete Oberfläche.

3. Papiererzeugnis nach Anspruch 1 oder 2, 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.

4. Papiererzeugnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des ersten Polyethylenglykolanteils zum zweiten Polyethylenglykolanteil ca. 2 : 1 bis ca. 1 : 2, vor zugsweise ca. 1 : 1, beträgt.

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

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

7. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen mit Wasser aktivierbaren Anfeuchtleim umfaßt.

8. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen druckaktivierbaren Selbstkleber umfaßt.

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

10. Papiererzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung im wesent lichen ganzflächig aufgetragen ist.

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

12. Papiererzeugnis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen Anteil an oleophilem Bentonit im Bereich von 0,1 bis 1,0 g/m² der beschichteten Papieroberfläche umfaßt.

13. Papiererzeugnis nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemittelbeschichtung einen Anteil eines Polyvinylalkylethers, insbesondere Po lyvinylmethylether, umfaßt.

14. Papiererzeugnis nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinylalkyletheranteil ca. 0,01 bis 0,1 g/m² der beschichteten Oberfläche 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.