EP0132668A1 - Metallbeschichtetes Papier und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0132668A1 EP84107963A EP84107963A EP0132668A1 EP 0132668 A1 EP0132668 A1 EP 0132668A1 EP 84107963 A EP84107963 A EP 84107963A EP 84107963 A EP84107963 A EP 84107963A EP 0132668 A1 EP0132668 A1 EP 0132668A1
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Definitions

  • the invention relates to a metal-coated paper which has a metal coating containing binders, which is applied to a paper carrier layer by gravure printing, the coating preferably being continuous, that is to say uninterrupted and uniform.
  • the invention further relates to a method for producing such paper.
  • Papers which have been printed with a color composed of metal powder and binder by gravure printing.
  • the metal coating has only a limited abrasion resistance. This disadvantage is particularly significant when such papers are placed on fast-running, electronically controlled packaging machines should be processed, because if the metal particles are less firmly integrated into the coating, there is a likelihood that metal particles will splinter along the fold lines and the resulting metal dust leads to malfunctions in the control of the packaging machines.
  • the metal-coated papers used on such machines have therefore previously been produced in such a way that a metal foil is laminated onto a paper carrier layer.
  • Such papers, in which the metal foil consists of aluminum, are widely used for packaging cigarettes. This paper forms the lining of the cigarette box.
  • Equipping a cigarette packaging with an aluminum-coated (wrapping) paper is a considerable cost factor. These primarily include the material costs due to the aluminum content, which depend on the amount of metal used. With a thickness of 7 p of the aluminum foil, the consumption is approx. 20 g for one square meter. Depending on the stiffness of the outer casing (cardboard) used for cigarette packaging, the thickness of the aluminum coating is between 6 and 15 p. A thin, uncoated paper with a square meter weight of 22 to 40 g is used as the carrier layer for the aluminum foil.
  • the invention proposes that the coating of the paper carrier layer contains a flake structure-containing metal particles which are fully wettable by the binder.
  • So-called “non-leafing" metal pigments are therefore used for the production of the paper according to the invention, which, due to their property that they are fully wettable by the binder, do not float when the printing ink is processed with the solvent.
  • the "non leafing" properties of metal powder pigments are obtained in a manner known per se, the essential point being to use one of the grinding aids used, e.g. Stearic acid, resulting non-wettability through special after-treatment measures - often referred to as "anti-reflective" - to be canceled, e.g.
  • the metal powder can also be used right from the start, i.e. in the course of the grinding process, by using suitable grinding aids, the wettability required according to the invention is imparted.
  • the metal particles are so firmly integrated into the coating of the paper carrier layer that the desired abrasion resistance is achieved. Due to the flake structure of the pigment particles, an optical effect comparable to the known papers laminated with a metal foil is also achieved.
  • the metal coating of the paper according to the invention preferably consists of aluminum, a copper-zinc alloy (gold bronze) or copper.
  • the metal can be mixed as a powder or paste with the other constituents (binders, solvents) of the mass to be processed by gravure printing. How this can be done in detail is described further below.
  • the metal-coated paper according to the invention is characterized in that, while maintaining the (folding) properties necessary for its further use, in particular its processing on packaging machines, it can be produced much more cost-effectively than the known papers, in which, as described above, a Aluminum foil is laminated onto a paper carrier layer.
  • the paper according to the invention can have a coating of 0.5 to 10 g / m 2 . It is preferably 1.5 to 2.5 g / m 2 . This is contrasted by the known metal coating with an aluminum foil of approx. 20 g / m 2 (100% metal).
  • the coating according to the invention as mentioned, to be only 0.5 to 10 g / m 2 , the metal content being between 5 to 90% by weight, preferably 40 to 60% by weight.
  • the state of the art can be used to select the diluents for the printing ink.
  • These are preferably (alcoholic) solvents, such as butanol and isopropanol, combined under the name "Sprit”.
  • the solvent contained in the paste should be volatile; the evaporation number is preferably less than 25.
  • the solvent contained in the metal pigment paste should preferably be free of aromatics. Ethyl acetate, isopropanol and ethyl glycol are mentioned as examples of the solvents to be considered in this connection.
  • the invention proposes that the still moist metal coating of the material web pulled off from the printing cylinder is by means of a tool pressed against the metal coating, e.g. a role of spreading and drying only afterwards. This spreading, in which printing ink deposited on elevations is pressed into depressions present between them, ensures the formation of a completely smooth coating surface.
  • composition of two gravure inks which can be used to produce the metal-coated paper according to the invention is given below:
  • the ink is received by the gravure cylinder 2 from the ink tray 1 and transferred to the paper web 3 to be printed, which is pressed against the surface of the printing cylinder 2 by means of the impression cylinder 4.
  • 5 denotes a doctor blade against the surface of the impression cylinder 2.
  • the contact pressure can form a uniform and smooth surface on the metal coating, so that after subsequent drying in the drying device 7, into which the coated material web runs after passing through the deflection roller 8, no unevenness (roughness) can be determined on the surface of the metal coating .

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  • Paper (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
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Abstract

Ein Papier mit einer abriebfesten Metallbeschichtung, insbesondere zur Verwendung als Zigaretten-Einwickel-Papier in Zigaretten-Verpackungen, wird hergestellt im Tiefdruckverfahren (2, 4) durch Beschichtung des Papiers (3) mit einer Zusammensetzung, die Blättchenstruktur aufweisende, durch das Bindemittel voll benetzbare Metallteilchen, Z.B. sogenannte "non leafing" - Metallpigmente, enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein metallbeschichtetes Papier, das eine Bindemittel enthaltende Metallbeschichtung aufweist, die im Tiefdruckverfahren auf eine Papierträgerlage aufgebracht ist, wobei die Beschichtung vorzugsweise durchgehend, also nicht-unterbrochen und einheitlich ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Papiers.
  • Es sind Papiere bekannt, die mit einer aus Metallpulver und Bindemittel zusammengesetzten Farbe im Tiefdruckverfahren bedruckt worden sind. Bei der übertragung der für die Fertigung solcher Papiere angewandten Arbeitsweise auf die Herstellung von metallbeschichteten Verpackungspapieren zeigt sich der Mangel, dass die Metallbeschichtung nur eine begrenzte Abriebfestigkeit aufweist. Dieser Nachteil fällt vor allem dann ins Gewicht, wenn solche Papiere auf schnell laufenden, elektronisch gesteuerten Verpackungsautomaten verarbeitet werden sollen, weil bei einer weniger festen Einbindung der Metallteilchen in die Beschichtung die Wahrscheinlichkeit besteht, dass entlang der Faltlinien Metallpartikel absplittern und der so entstehende Metallstaub zu Störungen in der Steuerung der Verpackungsautomaten führt.
  • Die auf solchen Automaten verwendeten metallbeschichteten Papiere wurden deshalb bisher in der Weise hergestellt, dass auf eine Papierträgerlage eine Metallfolie aufkaschiert wird. Solche Papiere, bei denen die Metallfolie aus Aluminium besteht, werden in grossem Umfange zur Verpackung von Zigaretten verwendet. Dieses Papier bildet dabei die Auskleidung der Zigarettenschachtel.
  • Die Ausstattung einer Zigarettenverpackung mit einem mit Aluminium beschichteten (Einwickel-)Papier ist ein erheblicher Kostenfaktor. In diesen gehen vor allem die durch den Aluminiumanteil bedingten Materialkosten ein, die von der Menge des verbrauchten,Metalls abhängen. Bei einer Dicke der Aluminiumfolie von 7 p liegt der Verbrauch bei ca. 20 g für einen Quadratmeter. Je nach Steifigkeit der für die Zigarettenverpackung verwendeten Aussenhülle (Karton) liegt die Dicke der Aluminiumbeschichtung zwischen 6 und 15 p. Als Trägerlage für die Aluminiumfolie wird ein dünnes ungestrichenes Papier mit einem Quadratmetergewicht von 22 bis 40 g verwendet.
  • Demgegenüber.wäre ein Papier, das im Tiefdruckverfahren mit einer aus Metallpulver und Bindemittel bestehenden Metallbeschichtung versehen wird, sehr viel kostengünstiger herstellbar. Der Erfindung liegt hiernach die Aufgabe zugrunde, ein solches Papier und die zu seiner Herstellung angewandte Technik so weiter zu entwickeln, dass es auch auf schnell laufenden Ver- packungs-(Einwickel-)Automaten eingesetzt werden kann, ohne dass der vorerwähnte Mangel der Störanfälligkeit der Maschinen in Kauf genommen werden muss.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Beschichtung der Papierträgerlage eine Blättchenstruktur aufweisende, durch das Bindemittel voll benetzbare Metallteilchen enthält. Für die Herstellung des erfindungsgemässen Papiers werden also sogenannte "non leafing"-Metallpigmente eingesetzt, die zufolge ihrer Eigenschaft, dass sie durch das Bindemittel voll benetzbar sind, bei der Aufbereitung der Druckfarbe mit dem Lösungsmittel nicht aufschwimmen. Die "non leafing"-Eigenschaften von Metallpulverpigmenten werden in an sich bekannter Weise erhalten, wobei es im wesentlichen darauf ankommt, eine von dem eingesetzten Mahl-Hilfsmittel, z.B. Stearinsäure, herrührende Nichtbenetzbarkeit durch besondere Nachbehandlungsmassnahmen - oft auch als "Entspiegelung" bezeichnet - aufzuheben, z.B. durch Behandlung mit speziellen Chemikalien wie Monoäthanolamin. Statt einer solchen Nachbehandlung kann dem Metallpulver auch gleich von vorneherein, d.h. im Zuge des Mahlprozesses, durch Verwendung geeigneter Mahl-Hilfsmittel die erfindungsgemäss verlangte Benetzbarkeit verliehen werden.
  • Zufolge der Ringsumbenetzung der Metall pulverteilchen mit dem Bindemittel, bei denen es sich im allgemeinen um auf Harzbasis aufgebaute, vorzugsweise von aromatischen Verbindungen freie Kompositionen (Firnis) handelt, werden die Metallpartikel so fest in die Beschichtung der Papierträgerlage eingebunden, dass die angestrebte Abriebfestigkeit erreicht wird. Aufgrund der Blättchenstruktur der Pigmentteilchen wird auch ein mit den bekannten, mit einer Metallfolie kaschierten Papieren vergleichbarer optischer Effekt erzielt.
  • Die Metallbeschichtung des erfindungsgemässen Papiers besteht vorzugsweise aus Aluminium, einer Kupfer-ZinkLegierung (Goldbronze) oder Kupfer. Das Metall kann als Pulver oder Paste mit den anderen Bestandteilen (Bindemittel, Lösungsmittel) der im Tiefdruckverfahren zu verarbeitenden Masse vermischt werden. Wie hierbei im einzelnen vorgegangen werden kann, wird noch weiter unten beschrieben.
  • Das metallbeschichtete Papier gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass es unter Beibehaltung der für seine Weiterverwendung, insbesondere seine Verarbeitung auf Verpackungsmaschinen, notwendigen (Falt-)Eigenschaften sehr viel kostengünstiger herstellbar ist als die bekannten Papiere, bei denen, wie oben beschrieben, eine Aluminiumfolie auf eine Papierträgerlage aufkaschiert wird. Das erfindungsgemässe Papier kann eine Beschichtung von 0,5 bis 10 g/m2 aufweisen. Sie beträgt vorzugsweise 1,5 bis 2,5 g/m2. Dem steht die bekannte Metallbeschichtung mit einer Aluminiumfolie von ca. 20 g/m2 (100 % Metall) gegenüber. Die erfindungsgemässe Beschichtung braucht dagegen, wie erwähnt, lediglich 0,5 bis 10 g/m2 zu betragen, wobei der Metallanteil zwischen 5 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, liegen kann.
  • Die durch die Einsparung an Metall bedingte Kostensenkung ist also beträchtlich. Sie wirkt sich auch auf das Gesamtverfahren zur Herstellung des metallbeschichteten Papiers aus, da die mit dem Beschichtungsvorgang verbundenen Arbeitskosten (Kaschierung einerseits, Tiefdruckverfahren andererseits) in etwa gleich sind. Mit Rücksicht hierauf würde auch ein erhöhter Papierverbrauch bei dem erfindungsgemässen Verfahren kaum ins Gewicht fallen; vorzugsweise wird eine Papierträgerlage mit einem Quadratmeter-Gewicht von 30 bis 90 g verwendet. Für die Ausbildung einer einheitlichen Oberfläche der Metallbeschichtung erweist es sich als zweckmässig für deren Trägerlage ein gestrichenes Papier zu verwenden, dessen Quadratmeter-Gewicht vorzugsweise 40 bis 60 g beträgt.
  • Die Metallisierung von Papieroberflächen im Tiefdruckverfahren ist an sich bekannt, so z.B. von der Tapetenherstellung. Die hierbei erhaltenen Papiere sind jedoch hinsichtlich ihrer Falteigenschaften mit dem Erfindungsgegenstand nicht vergleichbar.
  • Bei der Auswahl der Verdünnungsmittel für die Druckfarbe kann auf den Stand der Technik zurückgegriffen werden. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um unter der Bezeichnung "Sprit" zusammengefasste (alkoholische) Lösungsmittel, wie z.B. Butanol und Isopropanol.
  • Für den Fall, dass, wie bei Aluminium, die Druckfarbe mit einer Metallpigmentpaste hergestellt wird, soll das in der Paste enthaltene Lösungsmittel flüchtig sein; die Verdunstungszahl liegt vorzugsweise unter 25. Wie bereits bei den Bindemitteln, so soll auch das in der Metallpigmentpaste enthaltene Lösungsmittel vorzugsweise aromatenfrei sein. Als Beispiel für die in diesem Zusammenhang in Betracht zu ziehenden Lösungsmittel seien Äthylazetat, Isopropanol und Äthylglykol genannt.
  • Auf die Bedeutung der Ausbildung einer einwandfreien Oberfläche der Metallbeschichtung für die Qualität des erfindungsgemässen Papiers wurde bereits hingewiesen. Da bei einem Tiefdruckverfahren Rauhigkeiten bzw. Unebenheiten in der Oberfläche der Druckschicht auftreten können, schlägt die Erfindung vor, die noch feuchte Metallbeschichtung der vom Druckzylinder abgezogenen Materialbahn vermittels eines gegen die Metallbeschichtung angedrückten Werkzeuges, z.B. eine Rolle, zu verstreichen und erst hiernach zu trocknen. Durch dieses Verstreichen bei dem auf Erhebungen abgelegte Druckfarbe in zwischen diesen vorhandene Vertiefungen hineingedrückt wird, wird die Ausbildung einer völlig glatten Beschichtungsoberfläche gewährleistet.
  • Nachfolgend ist die Zusammensetzung von zwei Tiefdruckfarben angegeben, die für die Herstellung des erfindungsgemässen, metallbeschichteten Papiers Verwendung finden können -:
    • Beispiel 1
  • Figure imgb0001
    • Beispiel 2
  • Figure imgb0002
    In der Zeichnung ist die Herstellung des erfindungsgemässen Papiers schematisch dargestellt.
  • Aus der Farbwanne 1 wird die Farbe von dem Tiefdruckzylinder 2 aufgenommen und auf die zu bedruckende Papierbahn 3 übertragen, die vermittels des Gegendruckzylinders 4 gegen die Oberfläche des Druckzylinders 2 angepresst wird. Mit 5 ist eine gegen die Oberfläche des Druckzylinders 2 angestellte Abstreifrakel bezeichnet.
  • Die von dem Druckzylinder 2 bzw. dem Gegendruckzylinder 4 abgezogene Materialbahn 3, die mit der noch feuchten Metallbeschichtung versehen ist, wird über eine Rollrakel 6 geführt, die so angeordnet ist, dass die Materialbahn 3 abgelenkt und hierdurch mit ihrer die (feuchte) Metallbeschichtung aufweisenden Seite gegen die Oberfläche der Rollrakel 6 angedrückt wird. Durch den Anpressdruck kann sich eine einheitliche und glatte Oberfläche auf der Metallbeschichtung ausbilden, so dass nach der späteren Trocknung in der Trockeneinrichtung 7, in welche die beschichtete Materialbahn nach Passieren der Umlenkrolle 8 hineinläuft, keine Unebenheiten (Rauhigkeiten) auf der Oberfläche der Metallbeschichtung feststellbar sind.

Claims (7)

1. Metallbeschichtetes Papier, das eine Bindemittel enthaltende Metallbeschichtung aufweist, die im Tiefdruckverfahren auf eine Papierträgerlage aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung eine Blättchenstruktur aufweisende, durch das Bindemittel voll benetzbare Metallteilchen enthält.
2. Metallbeschichtetes Papier nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Metallanteil in der Beschichtung 5 bis 90, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtung, beträgt.
3. Metallbeschichtetes Papier nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung einem Beschichtungsgewicht von 0,5 bis 10, vorzugsweise 1,5 bis 2,5 g/m2, entspricht.
4. Metallbeschichtetes Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteilchen aus Aluminium bestehen.
5. Metallbeschichtetes Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteilchen aus einer Kupfer-Zink-Legierung (Goldbronze) bestehen.
6. Metallbeschichtetes Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbeschichtung durchgehend und einheitlich ausgebildet ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines metallbeschichteten Papiers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die noch feuchte Metallbeschichtung der vom Druckzylinder abgezogenen Materialbahn vermittels eines gegen die Metallbeschichtung angedrückten Werkzeuges, z.B. eine Rolle, verstrichen und erst hiernach getrocknet wird.
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