EP0098368A2 - Metallisiertes Papier und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

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EP0098368A2
EP0098368A2 EP19830104741 EP83104741A EP0098368A2 EP 0098368 A2 EP0098368 A2 EP 0098368A2 EP 19830104741 EP19830104741 EP 19830104741 EP 83104741 A EP83104741 A EP 83104741A EP 0098368 A2 EP0098368 A2 EP 0098368A2
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EP
European Patent Office
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coating
paper
weight
pigment
cast
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EP19830104741
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English (en)
French (fr)
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EP0098368B1 (de
EP0098368A3 (en
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Franz Josef Dr. Dipl.-Chem. Becker
Erich Papiering. grad. Hübner
Walter Lammerich
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Zanders Feinpapiere AG
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Zanders Feinpapiere AG
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Publication of EP0098368A3 publication Critical patent/EP0098368A3/de
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Publication of EP0098368B1 publication Critical patent/EP0098368B1/de
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/02—Metal coatings
    • D21H19/08—Metal coatings applied as vapour, e.g. in vacuum
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    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y10T428/31989—Of wood

Definitions

  • the invention relates to a metal-coated paper, in which the metal layer is applied to a cast-coated paper by direct vapor deposition, and a process for its production.
  • a firmly adhering metal layer can be applied to a cast-coated paper without pre-coating by vapor deposition in a vacuum if the pigmented coating composition for the cast coating has a pH ⁇ 7 and a polymer in it as a binder an amount of at least 5 wt .-% is contained, in the polymerization of which at least 8 wt .-% was used based on total monomers as acrylic acid or methacrylic acid.
  • the combination of 93-75 parts by weight of mineral pigment with 7-25 parts by weight of synthetic polymer pigment has also proven to be suitable.
  • the cast coating is preferably present in an amount of 15-26 g / m2, a coating weight of 18-25 g / m2 is very particularly preferred. Coating quantities of 20-25 g / qm are also possible.
  • the invention also encompasses the process for producing a metallized paper with a mirror-like surface, in which a pigmented coating is optionally first applied to a paper and a cast coating containing mineral pigments, latex binders and customary additives is applied to the paper and then a metal layer is directly evaporated in vacuo.
  • This process is characterized by applying an aqueous coating composition which has a pH value> 7 and which has at least 5 parts by weight.
  • pigments contained as synthetic polymer pigment and per 100 parts by weight of pigment contains 5-25 parts by weight of film-forming binder and customary further additives in such an amount that 10-30 g / m 2 cast coating is present after drying, drying the coating to a moisture content of 5% up to 15%, pressing the coated paper surface onto a drum with a high-gloss surface at a temperature of 1000c to 160 ° C by means of a roller with a line pressure of> 1,000 N / cm.
  • a procedure with drum temperatures of 120 C - 140 C is particularly suitable.
  • DE-OS 26 03 155 describes a casting process in which a tough porous coating is first produced, which is then smoothed on the hot chrome cylinder after rewetting.
  • Synthetic polymers which can be plasticized with Waser and have a specific ratio of film formation temperature T f to glass transition temperature T are therefore used as binders.
  • the description states that the properties of the coating can be influenced by using hard latices with a T> 450C.
  • Polymer pigments are mentioned among the pigments and in one example a part of the mineral pigment is replaced by a polystyrene pigment with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m to increase the volume of the coating for a given coat weight.
  • Plastic pigments are offered in the form of stable aqueous dispersions with average particle diameters of 0.1-30 ⁇ m of the plastic pigment in certain grades by the relevant chemical industry. Plastic pigments whose average particle diameter is 0.1-1.5 ⁇ m have proven particularly useful, and particle diameters of 0.5-1.0 ⁇ m are very particularly preferred.
  • the polymer pigments are polystyrene, styrene-acrylamide copolymers, graft copolymers made from styrene and acrylic acid derivatives, terpolymers made from styrene, acrylonitrile and acrylic acid or derivatives, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride copolymers, polyvinyl acetate, polyvinyl acetate copolymers, homopolymers of olefins Ethylene, propylene, copolymers of two or more olefins, copolymers of olefins with other monomers such as styrene or unsaturated carboxylic acids such as maleic acid and the like.
  • the polymer pigments can also be used in mixtures.
  • urea-formaldehyde resins or melamine-formaldehyde resins are also suitable.
  • the dispersions generally have a solids content of 40-60% by weight and are stabilized by means of suitable emulsifiers.
  • the stabilizing auxiliaries should indeed be compatible with the customary compositions of pigmented coating compositions, so that incorporation should be possible without particular difficulty.
  • coating compositions for the cast coating of paper have the property of forming a gel and solidifying under certain conditions, for example elevated temperature or pH shift.
  • the gelling conditions of the paper coating composition are influenced to a considerable extent by the stabilizing agents of the plastic pigment dispersions, so that special precautions are required in order to be able to use plastic pigments when casting.
  • An aqueous, mineral and plastic pigment which can be gelled by heat, as well as a coating color containing latex and, if appropriate, protein binders, is used which spontaneously coagulates or gels at and above a defined temperature, without the need to substantially remove water, e.g. by evaporation or penetration into the base paper.
  • peptizers and dispersants in the form of protective hydrocolloids, which can simultaneously perform binding tasks, and in the form of known polyelectrolytes (e.g. polyacrylates, polyphosphates, citrates, tartrates), possibly supported synergistically by the use of two- or polyvalent metal cations , in combination with the use of a suitable [OH] - ion concentration which also has a synergistic effect, can be used individually or in combination with one another to produce the coagulation readiness of the coating composition.
  • polyelectrolytes e.g. polyacrylates, polyphosphates, citrates, tartrates
  • plastic pigments can also be used alone or in combination with mineral pigments in coating compositions intended for coating paper.
  • a small but also a high proportion of plastic pigment is possible, although under the conditions of casting, the requirement to avoid temperatures at which the plastic pigment softens is not met.
  • plasticizing substances it has proven suitable to add plasticizing substances to the paper coating composition in order to lower the film formation temperature of the combination of binder and plastic pigment contained in the coating.
  • Plasticizers which are customary in the coating composition, such as dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, epoxy plasticizers and other substances suitable for plasticizing synthetic polymers, can be used as plasticizers.
  • the partially dried paper coating is applied to a hot cylinder with a high-gloss surface and pressed by means of a roller, the coating being plasticized under the temperature and pressure conditions, so that the surface is an image of the highly polished surface of the cylinder.
  • the cast-coated can be Improve the paper surface so much that a direct vapor deposition of this surface is possible and the result is a metallized paper that has a mirror-like surface with a metallic character. This result is completely surprising.
  • a plasticizer additive is not required per se, however, the plasticizability of the coating can be improved by using plasticizers, so that a higher web speed on the hot chrome cylinder is possible at a given temperature and line pressure as a result of the higher plasticity of the coating.
  • the addition of plasticizers also allows the temperature of the chrome cylinder to be chosen lower and / or the pressure exerted by a roller on the web to be reduced.
  • the composition of the coating slip according to the invention makes it possible to adapt the actual coating process to the conditions of existing systems in such a way that the smooth and closed surface required for direct metal vapor deposition is achieved.
  • metals are suitable as metals for metallizing, such as aluminum, nickel, chromium, copper, but also nobler metals such as gold or silver can be applied by vacuum evaporation.
  • aluminum, nickel or copper are preferably used for reasons of cost.
  • the known, frequently described systems are used for direct metallization, in which the coating is applied by depositing metal vapors which are generated in a high vacuum. The thickness of the precipitate depends on the throughput speed and metal evaporation capacity and is extremely small. Normally, coating thicknesses of 0.01-0.05 pm are expected.
  • the metal layer can also be covered with a protective, color or functional layer. Due to the lack of a lacquer layer under the metal, the paper according to the invention retains the paper character and properties such as rigidity and behavior in the event of climate change correspond to those of paper. In contrast, the lacquer layer previously known in the direct process changes the paper properties, in particular the flatness behavior, significantly.
  • the paper according to the invention can also be printed better than pre-coated papers because the blocking lacquer layer does not delay the drying of the ink. When used as labels for bottles, the detachability in cleaning systems is better than that of pre-coated papers because the paper moistens more easily and quickly.
  • a pigmented precoating is first applied to a paper web of a conventional base paper with a basis weight of 50 g / m 2 and dried.
  • This base coating with an application weight of 8 g / m2 has a customary composition of 80-90 parts by weight of mineral pigment and 10-20 parts by weight of conventional binders such as polymer latices, casein, starch, polyvinyl alcohol or the like.
  • Clay, calcium carbonate, zinc oxide, BaSO 4 are used as pigments.
  • a coating composition of the following composition is applied to this dried coating in a quantity of 20 g / m 2 (after drying):
  • the coating composition applied by means of conventional aggregates is dried to a moisture content of 8% and then pressed onto a cylinder with a high-gloss chrome-plated surface at a temperature of 150 ° C. and a line pressure of 1200 N / cm by means of a roller.
  • the web speed is 150 m / min.
  • the web running off the chrome cylinder is wound up and then provided with an aluminum layer in a vacuum metallization system.
  • the moisture content before metallizing the paper is 2.5%. After metallizing, the moisture content is adjusted to 6-7% by conditioning.
  • the paper obtained has a mirror-like metallic surface.
  • mineral pigments such as kaolin, CaCo 3 , BaSO 4 , ZnO, satin white and the like 3 4 can also be used as mineral pigments in the cast coating instead of clay.
  • a coating slip of the following composition is applied in a quantity of 25 g / qm to a coating base paper of conventional composition with a weight per unit area of 55 g / qm:
  • the coating composition applied by means of conventional aggregates is dried to a moisture content of 8% and then pressed onto a cylinder with a high-gloss chrome-plated surface at a temperature of 150 ° C. and a line pressure of 1200 N / cm using a roller.
  • the web speed is 150 m / min.
  • the web running off the chrome cylinder is wound up and then provided with an aluminum layer in a vacuum metallization system.
  • the moisture content before metallizing the paper was 2.5%. After metallizing, the moisture content is adjusted to 6-7% by conditioning.
  • the paper obtained has a mirror-like metallic surface.

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  • Paper (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Metallisiertes Papier, dessen Metallschicht durch Aufdampfen im Vakuum auf ein gußgestrichenes Papier aufgebracht ist. Der Gußstrich enthält mineralische Pigmente, Latexbindemittel und übliche Zusatzstoffe, und mindestens 5 Gew.-Teile des Pigments sind synthetisches Polymerpigment. Die Beschichtungsmasse weist einen pH-Wert > 7 auf und wird beim Verfahren der Herstellung des metallisierten Papiers in einer solchen Menge aufgebracht, daß nach dem Trocknen 10-30 g/m² Gußstrich vorhanden sind. Die auf eine Papierbahn aufgebrachte Beschichtungsmasse wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5-15% getrocknet, und dann wird die Bahn mit der beschichteten Papieroberfläche an eine Trommel mit hochglänzender Oberfläche bei einer Temperatur von 100-160°C mittels einer Walze mit einem Liniendruck > 1000 N/cm angepreßt.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein metallbeschichtetes Papier, bei dem die Metallschicht durch direktes Aufdampfen auf ein gußgestrichenes Papier aufgebracht ist und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • In US-PS 3 113 888 ist beschrieben, daß man ein Papier, auf das eine unpigmentierte Beschichtung aus einem Polymerlatex, der bei Raumtemperatur nicht filmbildend ist, jedoch bei erhöhter Temperatur einen Film ausbildet, mittels Gußstreichens aufgebracht worden ist, direkt metallisieren kann. Das Polymere weist eine Glasumwandlungstemperatur (T ) von 0-93°C auf und bei 88°C bis 99°C wird die Schicht unter leichtem Druck klebend (Blocken).
  • Aus GB-PS 992 320 ist es bekannt, daß auf ein gußgestrichenes Papier ohne Vorlackierung durch Bedampfen im Vakuum eine festhaftende Metallschicht aufgebracht werden kann, wenn die pigmentierte Beschichtungsmasse für den Gußstrich einen pH-Wert < 7 aufweist und in ihr als Bindemittel ein Polymer in einer Menge von mindestens 5 Gew.-% enthalten ist, bei dessen Polymerisation mindestens 8 Gew.-% bezogen auf Gesamtmonomere als Acrylsäure oder Methacrylsäure verwendet wurde.
  • Diese metallisierten Papiere, bei denen die Metallschicht direkt auf ein gußgestrichenes Papier aufgebracht wurde, haben sich in der Praxis nicht durchgesetzt, weil trotz der scheinbar glatten gußgestrichenen Oberfläche nach dem Bedampfen mit Metall der geforderte Spiegelglanz der Oberfläche nicht erreicht werden konnte.
  • In US-PS 3 463 659 ist beschrieben, daß eine Vorlackierung eines scharf satinierten gestrichenen Papieres vor dem Aufdampfen des Metalles erforderlich ist, um die trotz Satinage des gestrichenen Papieres noch vorhandene Oberflächenrauhigkeit der Beschichtung auszugleichen. Die Grundbeschichtung des Papiers enthält 52-88 Gew.-% anorganisches Pigment, 2-20 Gew.-% thermoplastisches Pigment, 5-25 Gew.-% eines weichen Polymerlatex mit einer Glasumwandlungstempertur 0 (T ) < 21 C und 5-25 Gew.-% eines natürlichen wasserlöslichen Bindemittels.
  • O. Helgesson hat in seiner Veröffentlichung über metallisierte Papiere in Coating 13/10; Seite 258/59 (1980), die Direktmetallisierung und die Transfermetallisierung verglichen und darauf hingewiesen, daß die, auch bei Verwendung hochwertiger gestrichener Papiere erforderliche Lackierung wegen der Umweltbelastung durch die Lösungsmittel ein erheblicher Nachteil ist.
  • Der Verfahrensschritt des Lackierens der Papieroberfläche vor dem Metallisieren stellt aber nicht nur einen kostenaufwendigen zusätzlichen Schritt dar, sondern es ist in der Vakuumanlage auch eine erhöhte Pumpleistung erforderlich, weil bei Evakuieren aus dem gestrichenen und lackierten Papier stets noch Lösungsmittelreste ausgasen. Außerdem sind besondere Vorkehrungen notwendig, um diese Lösungsmittel zu beseitigen, denn die früher übliche Emission in die Atmosphäre ist durch die verschärften gesetzlichen Bestimmungen untersagt.
  • Vorzugsweise sind 95-20 Gewichtsteile mineralisches Pigment und 5-80 Gewichtsteile synthetisches Polymerpigment miteinander kombiniert. Als geeignet hat sich auch die-Kombination von 93-75 Gewichtsteilen mineralisches Pigment mit 7-25 Gewichtsteilen synthetisches Polymerpigment erwiesen.
  • Vorzugsweise ist der Gußstrich in einer Menge von 15-26 g/qm vorhanden, ganz besonders bevorzugt ist ein Beschichtungsgewicht von 18-25 g/qm. Auch Beschichtungsmengen von 20-25 g/qm sind möglich.
  • Die Erfindung umfaßt auch das Verfahren zum Herstellen eines metallisierten Papieres mit spiegelglänzender Oberfläche, bei dem man auf ein Papier ggfs. zunächst eine pigmentierte Beschichtung und auf diese einen mineralische Pigmente, Latexbindemittel und übliche Zusatzstoffe enthaltenden Gußstrich aufbringt und dann im Vakuum eine Metallschicht direkt aufdampft. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch Aufbringen einer einen pH-Wert > 7 aufweisenden wässrigen Beschichtungsmasse, die mindestens 5 Gew.Tl. der enthaltenen Pigmente als synthetisches Polymerpigment und auf 100 Gewichtsteile Pigment 5-25 Gewichtsteile filmbildendes Bindemittel und übliche weitere Zusatzstoffe enthält in einer solchen Menge, daß nach dem Trocknen 10-30 g/qm Gußstrich vorhanden sind, Trocknen der Beschichtung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5% bis 15%, Anpressen der beschichteten Papieroberfläche an eine Trommel mit hochglänzender Oberfläche bei einer Temperatur von 1000c bis 160°C mittels einer Walze mit einem Liniendruck von>1.000 N/cm.
  • Besonders geeignet ist eine Verfahrensweise mit Trommeltemperaturen von 120 C - 140 C.
  • Der Ersatz von mineralischen Pigmenten durch sogenannte Plastikpigmente (synthetische Polymere in Teilchenform) ist bekannt. So ist in DE-AS 19 26 853 eine Papierstreichmasse beschrieben, die ein Pigment und ein Pigmentbindemittel in wässriger Dispersion enthält, wobei wenigstens ein Teil des Pigments in Form diskreter kugelförmiger Teilchen aus einem synthetischen organischen Polymeren vorliegt. Das Polymerpigment ist unter den Bedingungen des Aufbringes der Beschichtung und des Fertigbearbeitens nicht filmbildend. In US-PS 3 819 557 ist für ein Polymerpigment auf Styrolbasis ausdrücklich angegeben, daß eine Verbesserung der Opazität, Weiße, Glanz und Bedruckbarkeit nur dann erreicht werden kann, wenn das Glätten des Striches durch Satinage unterhalb der Erweichungstemperatur des Polymerpigmentes erfolgt.
  • In DE-OS 26 03 155 ist ein Gußstreichverfahren beschrieben, bei dem zunächst ein zäher poröser Strich erzeugt wird, der nach Rückfeuchten dann am heißen Chromzylinder geglättet wird. Als Bindemittel werden deshalb mit Waser plastifizierbare synthetische Polymere, die ein bestimmtes Verhältnis von Filmbildungstemperatur Tf zu Glasumwandlungstemperatur T aufweisen, verwendet. In der Beschreibung ist angegeben, daß man die Eigenschaften der Beschichtung durch Mitverwendung harter Latices mit einem T > 450C beeinflussen kann. Unter den Pigmenten sind Polymerpigmente erwähnt und in einem Beispiel wird ein Teil des mineralischen Pigments durch ein Polystyrolpigment mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm ersetzt, um das Volumen der Beschichtung bei gegebenem Strichgewicht zu erhöhen. Plastikpigmente werden in Form stabiler wässriger Dispersionen mit durchschnittlichen Teilchendurchmessern von 0,1-30 µm des Plastikpigments in bestimmten Abstufungen von der einschlägigen chemischen Industrie angeboten. Besonders bewährt haben sich Plastikpigmente, deren durchschnittlicher Teilchendurchmesser 0,1-1,5 µm beträgt, ganz besonders bevorzugt sind Teilchendurchmesser von)0,5-1,0 yum. Bei den Polymerpigmenten handelt es sich um Polystyrol, Styrol-Acrylamid-Copolymere, Pfropf-Copolymere aus Styrol und Acrylsäurederivaten, Terpolymere aus Styrol, Acrylnitril und Acrylsäure oder -derivaten, Polyvinylchlorid, Polyvinylchlorid-Copolymeren, Polyvinylacetat, Polyvinylacetat-Copolymere, Homopolymere von Olefinen wie Hthylen, Propylen, Copolymere von zwei oder mehr Olefinen, Copolymere von Olefinen mit anderen Monomeren wie Styrol oder ungesättigten Carbonsäuren wie Maleinsäure und dergl. Die Polymerpigmente können auch in Mischungen verwendet werden. Neben den thermoplastischen Polymerpigmenten sind auch Harnstoff-Formaldehydharze oder Melamin-Formaldehydharze geeignet.
  • Die Dispersionen haben in der Regel einen Feststoffgehalt von 40-60 Gew.% und sind mittels geeigneter Emulgatoren stabilisiert. Die stabilisierenden Hilfsstoffe sollen zwar mit den üblichen Zusammensetzungen von pigmentierten Beschichtungszusammensetzungen verträglich sein, so daß ein Einarbeiten ohne besondere Schwierigkeiten möglich sein soll.
  • Beschichtungszusammensetzungen für das Gußstreichen von Papier haben jedoch die Eigenschaft, unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise erhöhter Temperatur oder pH-Wertverschiebung ein Gel zu bilden und sich zu verfestigen. Die Gelierungsbedingungen der Papierbeschichtungsmasse werden jedoch in erheblichem Maße durch die Stabilisierungsmittel der Plastikpigmentdispersionen beeinflußt, so daß besondere Vorkehrungen erforderlich sind, um Plastikpigmente beim Gußstreichen verwenden zu können.
  • Es wird eine durch Wärme gelierbare wässrige, mineralische und Plastikpigment, sowie Latex- und ggfs. Proteinbindemittel enthaltende, Streichfarbe verwendet, die spontan koaguliert oder geliert bei und oberhalb einer definierten Temperatur, ohne daß Wasser substantiell entzogen werden muß, z.B. durch Verdampfung oder Penetration in das Basispapier.
  • Die maßvollen Anwendungen von Peptisations- und Dispergiermitteln in Form von Schutz-Hydrokolloiden, die gleichzeitig Binderaufgaben erfüllen können, sowie in Form von Polyelektrolyten bekannter Art (z.B. Polyacrylate Polyphosphate, Citrate, Tartrate), ggfs. synergistisch unterstützt durch die Anwendung zwei- oder polyvalenter Metallkationen, in Kombination mit der Anwendung eines ebenfalls synergistisch wirkenden geeigneten [OH]--Ionenkonzentration können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander zur Erzeugung der Koagulationsbereitschaft der Beschichtungszusammensetzung genutzt werden.
  • Es wurde gefunden, daß sich bestimmte Plastikpigmente auch in zum Gußstreichen von Papier bestimmten Beschichtungszusammensetzungen allein oder in Kombination mit mineralischen Pigmenten verwenden lassen. Es ist ein geringer, aber auch ein hoher Anteil an Plastikpigment möglich, obwohl unter den Bedingungen des Gußstreichens die Forderung nach Vermeidung von Temperaturen, bei denen das Plastikpigment erweicht, nicht erfüllt sind. Im Gegenteil, es hat sich als geeignet erwiesen, der Papierbeschichtungsmasse noch die Plastikpigmente weichmachende Substanzen zuzusetzen, um die Filmbildungstemperatur der in der Beschichtung enthaltenen Kombination Bindemittel und Plastikpigmente zu erniedrigen.
  • Als Weichmacher können in der Beschichtungsmasse übliche Weichmacher wie Dibutylphthalat, Dioctylphthalat, Epoxyweichmacher und andere für das Weichmachen von synthetischen Polymeren geeignete Stoffe eingesetzt werden.
  • Beim Gußstreichen wird die teilweise getrocknete Papierbeschichtung an einen heißen Zylinder mit hochglänzender Oberfläche angelegt und mittels einer Walze angepreßt, wobei unter den Temperatur-und Druckbedingungen eine Plastifizierung der Beschichtung erfolgt, so daß die Oberfläche eine Abbildung der hochglanzpolierten Oberfläche des Zylinders ist. Durch den Einsatz eines Polymerpigmentes in der Papierbeschichtung und Anwendung von Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes der Polymerpigmente und entsprechendem Druck läßt sich die gußgestrichene Papieroberfläche so stark verbessern, daß ein direktes Bedampfen dieser Oberfläche möglich ist und ein metallisiertes Papier resultiert, das eine spiegelglänzende Oberfläche mit metallischem Charakter aufweist. Dieses Ergebnis ist völlig überraschend.
  • Ein Weichmacherzusatz ist an sich nicht erforderlich, jedoch läßt sich durch den Einsatz von Weichmacher die Plastifizierbarkeit des Striches verbessern, so daß bei vorgegebener Temperatur und vorgegebenem Liniendruck in Folge der höheren Plastizität des Striches eine höhere Bahngeschwindigkeit am heißen Chromzylinder möglich ist. Andererseits ermöglicht der Zusatz von Weichmachern auch, die Temperatur des Chromzylinders niedriger zu wählen und/oder den von einer Walze ausgeübten Druck auf die Bahn zu verringern. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung der Gußstreichmasse ist es also möglich, das eigentliche Gußstreichverfahren an die Gegebenheiten bestehender Anlagen so anzupassen, daß die für die direkte Metallbedampfung erforderliche glatte und geschlossene Oberfläche erreicht wird.
  • Als Metalle zum Metallisieren sind verschiedene Metalle geeignet, wie Aluminium, Nickel, Chrom, Kupfer, aber auch edlere Metalle wie Gold oder Silber können durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht werden. Aus Kostengründen werden vorzugsweise jedoch Aluminium, Nickel oder Kupfer verwendet. Für die direkte Metallisierung werden die bekannten, häufig beschriebenen Anlagen verwendet, bei denen man die Beschichtung durch Niederschlagen von Metalldämpfen, die im Hochvakuum erzeugt werden, aufbringt. Die Dicke des Niederschlages hängt von der Durchlaufgeschwindigkeit und Metallverdampfungskapazität ab und ist außerordentlich gering. Normalerweise rechnet man mit Beschichtungsstärken von 0,01-0,05 pm.
  • Die Metallschicht kann noch zusätzlich mit einer Schutz-, Farb- oder Funktionsschicht abgedeckt werden. Das erfindungsgemäße Papier behält durch das Fehlen der Lackschicht unter dem Metall den Papiercharakter und Eigenschaften wie Steifigkeit, Verhalten bei Klimaänderung entsprechen denen von Papier. Die bei bekannten im Direktverfahren bisher übliche Lackschicht verändert dagegen die Papiereigenschaften, insbesondere das Planlageverhalten, wesentlich. Das erfindungsgemäße Papier läßt sich auch besser bedrucken als vorlackierte Papiere, weil die sperrende Lackschicht die Farbtrocknung nicht verzögert. Bei Verwendung als Etiketten für Flaschen ist die Wiederablösbarkeit in Reinigungsanlagen besser als die von vorlackierten Papieren, weil das Papier leichter und schneller durchfeuchtet.
    • Beispiel 1:
  • Auf eine Papierbahn eines Streichrohpapiers üblicher Zusammensetzung mit einem Flächengewicht von 50 g/qm wird zunächst eine pigmentierte Vorbeschichtung aufgebracht und getrocknet. Diese Grundbeschichtung mit einem Auftragsgewicht von 8 g/qm hat eine übliche Zusammensetzung aus 80-90 Gewichtsteilen mineralischem Pigment und 10-20 Gewichtsteile übliche Bindemittel wie Polymerlatices, Casein, Stärke, Polyvinylalkohol oder dergleichen. Als Pigmente dienen Clay, Calciumcarbonat, Zinkoxyd, BaSO 4.
  • Auf diese getrocknete Beschichtung wird mittels Gußstreichtechnik eine Streichmasse folgender Zusammensetzung aufgebracht in einer Menge von 20 g/qm (nach dem Trocknen):
  • Figure imgb0001
    Die mittels üblicher Aggregate aufgebrachte Beschichtungsmasse wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8% getrocknet und dann an einen Zylinder mit einer hochglanzverchromten Oberfläche bei einer Temperatur 0 von 150 C und einem Liniendruck von 1.200 N/cm mittels einer Walze angepresst. Die Bahngeschwindigkeit beträgt 150 m/min. Die vom Chromzylinder ablaufende Bahn wird aufgewickelt und anschließend in einer Vakuummetallisierungsanlage mit einer Aluminiumschicht versehen.
  • Der Feuchtigkeitsgehalt vor der Metallisierung des Papiers beträgt 2,5%. Nach dem Metallisieren wird durch Konditionieren der Feuchtigkeitsgehalt auf 6-7% eingestellt.
  • Das erhaltene Papier weist eine spiegelglänzende metallische Oberfläche auf.
  • Als mineralische Pigmente können im Gußstrich an Stelle von Clay auch andere übliche Pigmente wie Kaolin, CaCo3, BaSO4, ZnO, Satinweiß und dergl. 3 4 verwendet werden.
    • Beispiel 2:
  • Auf ein Streichrohpapier üblicher Zusammensetzung mit einem Flächengewicht von 55 g/qm wird mittels Gußstreichtechnik eine Streichmasse folgender Zusammensetzung in einer Menge von 25 g/qm aufgebracht:
  • Figure imgb0002
    Die mittels üblicher Aggregate aufgebrachte Beschichtungsmasse wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8% getrocknet und dann an einen Zylinder mit einer hochglanzverchromten Oberfläche bei einer Temperatur von 150°C und einem Liniendruck von 1.200 N/cm mittels einer Walze angepreßt. Die Bahngeschwindigkeit beträgt 150 m/min. Die vom Chromzylinder ablaufende Bahn wird aufgewickelt und anschließend in einer Vakuummetallisierungsanlage mit einer Aluminiumschicht versehen.
  • Der Feuchtigkeitsgehalt vor der Metallisierung des Papiers betrug 2,5%. Nach dem Metallisieren wird durch Konditionieren der Feuchtigkeitsgehalt auf 6-7% eingestellt.
  • Das erhaltene Papier weist eine spiegelglänzende metallische Oberfläche auf.

Claims (9)

1. Metallisiertes Papier, dessen Metallschicht durch Aufdampfen im Vakuum auf ein gußgestrichenes Papier aufgebracht ist,
das Papier ggfs. eine pigmentierte Schicht unter dem mineralische Pigmente, Latexbindemittel und übliche Zusatzstoffe enthaltenden Gußstrich aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrich mit einer einen pH-Wert > 7 aufweisenden Beschichtungsmasse hergestellt wurde, in einer Menge von 15-30 g/qm vorhanden ist,
mindestens 5 Gew.Tl. des im Gußstrich enthaltenen Pigments synthetisches Polymerpigment sind und. auf 100 Gewichtsteile Pigment 5-25 Gewichtsteile filmbildendes Bindemittel vorhanden sind.
2. Metallisiertes Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 95-75 Gewichtsteile mineralisches Pigment und 5-25 Gewichtsteile synthetisches Polymerpigment als Pigment im Gußstrich enthalten sind.
3. Metallisiertes Papier nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß der Gußstrich in einer Menge von 18-26 g/qm vorhanden ist.
4. Metallisiertes Papier nach Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das synthetische Polymerpigment ein Polystyrolpigment, ein Propfcopolymer aus Styrol und Acrylsäure oder Acrylsäurederivaten, ein Terpolymer aus Styrol, Acrylnitril und Acrylsäure oder Acrylsäurederivaten, ein Polyolefin-Homo- oder Copolymer, oder ein Harnstoff-Formaldehydharz mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 - 30 µm ist.
5. Metallisiertes Papier nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Polymerpigments 0,3 - 1,5 µm beträgt.
6. Metallisiertes Papier nach Ansprüchen 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gußstrich bis zu 25 Gew.% bezogen auf synthetisches Polymerpigment Weichmacher enthält.
7. Metallisiertes Papier nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gußstrich 0-15 Gew.% vorzugsweise 5-10 Gew.% bezogen auf synth. Polymerpigment Weichmacher enthält.
8. Verfahren zum Herstellen eines metallisierten Papiers mit spiegelglänzender Oberfläche, bei dem man auf ein Papier ggfs. zunächst eine pigmentierte Beschichtung und auf diese einen mineralische Pigmente, Latexbindemittel und übliche weitere Zusatzstoffe enthaltenden Gußstrich aufbringt und dann im Vakuum eine Metallschicht direkt aufdampft, gekennzeichnet durch Aufbringen einer einen pH-Wert > 7 aufweisenden wässrigen Beschichtungsmasse, die mindestens 5 Gew.Tl. der enthaltenen Pigmente als synthetisches Polymerpigment und auf 100 Gewichtsteile Pigment 5-25 Gewichtsteile filmbildendes Bindemittel enthält in einer solche Menge, daß nach dem Trocknen 10-30 g/qm Gußstrich vorhanden sind, Trocknen der Beschichtung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5% bis 15%, Anpressen der beschichteten Papieroberfläche an eine Trommel mit hochglänzender Oberfläche o bei einer Temperatur von 100 C bis 160°C mittels einer Walze und einem Liniendruck von>1.000 N/cm.
9. Verwendung eines gußgestrichenen Papiers, bei dem man auf ein Papier ggfs. zunächst eine pigmentierte Beschichtung und auf diese einen mineralische Pigmente und mindestens 5 Gew.Tl synthetisches Polymerpigment der enthaltenen Pigmente und auf 100 Gew.Tl Pigment 5-25 Gew.Tl filmbildendes Bindemittel und übliche weitere Zusatzstoffe enthaltende wässrige Beschichtungsmasse mit einem pH-Wert) 7 in einer solchen Menge aufgebracht hat, daß nach dem Trocknen 10-30 g/qm Gußstrich vorhanden sind, zum direkten Metallisieren ohne Vorlackierung durch Aufdampfen im Vakuum. Aufgabe der Erfindung ist es, ein metallisiertes Papier mit spiegelglänzender metallischer Oberfläche zu schaffen, für dessen Metallisierung eine Vorlackierung der mit einer pigmentierten Beschichtung versehenen Papieroberfläche nicht erforderlich ist und das auf den bei der Papierveredlung üblichen Anlagen ohne Schwierigkeiten herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Papier und das Verfahren gemäß den Patentansprüchen.
Völlig überraschend wurde gefunden, daß entgegen der in jüngsten Veröffentlichungen immer wieder vertretenen Auffassung, daß bei der Direktmetallisierung von Papier eine Vorlackierung der Papieroberfläche erforderlich ist, es möglich ist, eine Oberfläche mit Spiegelglanz und metallischem Charakter zu schaffen, ohne eine Vorlackierung der Papieroberfläche mit Lacken auf Basis organischer Lösungsmittel. Das erfindungsgemäße metallisierte Papier, dessen Metallschicht durch Aufdampfen im Vakuum auf ein gußgestrichenes Papier aufgebracht ist, weist ggfs. eine pigmentierte Schicht unter dem mineralischen Pigmente, Latexbindemittel und übliche Zusatzstoffe enthaltenden Gußstrich auf. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrich mit einer einen pH-Wert > 7 aufweisenden Beschichtungsmasse hergestellt wurde in einer Menge von 10-30 g/qm vorhanden ist, mindestens 5 Gew.Tl. des im Gußstrich enthaltenen Pigments synthetisches Polymerpigment sind und auf 100 Gewichtsteile Pigment 5-25 Gewichtsteile filmbildendes Bindemittel vorhanden sind.
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