EP0609648A1 - Recyclierbarer Schichtträger - Google Patents

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EP0609648A1
EP0609648A1 EP94100040A EP94100040A EP0609648A1 EP 0609648 A1 EP0609648 A1 EP 0609648A1 EP 94100040 A EP94100040 A EP 94100040A EP 94100040 A EP94100040 A EP 94100040A EP 0609648 A1 EP0609648 A1 EP 0609648A1
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EP
European Patent Office
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support according
layer
layer support
radiation
solid
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EP94100040A
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English (en)
French (fr)
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EP0609648B1 (de
Inventor
Wieland Dr. Sack
Dr. Krauss
Reiner Prof. Dr. Mehnert
Peter Dipl.-Ing. Klenert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felix Schoeller Jr Foto und Spezialpapiere GmbH
Original Assignee
Felex Schoeller Jr and GmbH and Co KG
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C11/00—Auxiliary processes in photography
    • G03C11/24—Removing emulsion from waste photographic material; Recovery of photosensitive or other substances
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00—Photosensitive materials
    • G03C1/76—Photosensitive materials characterised by the base or auxiliary layers
    • G03C1/775—Photosensitive materials characterised by the base or auxiliary layers the base being of paper
    • G03C1/79—Macromolecular coatings or impregnations therefor, e.g. varnishes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/254—Polymeric or resinous material

Definitions

  • the invention relates to a recyclable substrate made of a cellulose-containing, web-like substrate and at least one polymeric, water-resistant layer, and to a method for recycling a layer material.
  • a layer carrier which is used frequently, is a combination of thermoplastic polymers, usually polyethylene, and paper.
  • thermoplastic polymers usually polyethylene, and paper.
  • Known products of this type are, for example, beverage packaging and photo carrier material. Recycling processes break down these substrates into the individual components in order to then obtain them in the purest form possible and to make them available for reuse in separate processes. This is described, for example, in published patent applications DE 4 105 368 and DE 4 042 225.
  • Photographic substrates Thermal recording materials
  • Packaging materials Decorative papers, overlay papers Separating and idler papers
  • cellulose-containing supports provided with radiation-crosslinked layers can also carry further functional layers, such as, for example, barrier layers, image-receiving layers, imprints, metal vapor depositions and the like.
  • the radiation-crosslinked layers cannot be removed from the cellulose-containing carrier, such as, for example, the thermoplastic polyethylene. They are also not soluble in aqueous or organic solvents and when the layer material is mechanically comminuted, there are either coarse fragments or the comminution process must be carried out so intensely that the fibers of the cellulose-containing carrier lose their functionality.
  • the cellulose-containing carrier such as, for example, the thermoplastic polyethylene. They are also not soluble in aqueous or organic solvents and when the layer material is mechanically comminuted, there are either coarse fragments or the comminution process must be carried out so intensely that the fibers of the cellulose-containing carrier lose their functionality.
  • a layer material composed of a cellulose-containing carrier and at least one polymeric, water-resistant layer which consists of at least one radiation-crosslinkable binder and solids which can only be anchored to a limited extent.
  • the materials used as radiation-crosslinkable binders are lacquers made from monomers, oligomers or prepolymers, but mostly from mixtures of these groups.
  • the monomers in particular serve as diluents.
  • Monomers can advantageously be dispensed with if the coating compositions are processed at elevated temperature, preferably 30 ° C. to 60 ° C.
  • Solids that are only limitedly anchored in the radiation-crosslinkable binders are those that are very difficult or insoluble in the binder system (lacquer) and that e.g. characterized by a highly smooth surface, a low affinity for the binder, a high wetting angle - relative to the binder -, a dehesive character or the like.
  • Such solids which are effective according to the invention due to structural or energetic effects are e.g. Starches and starch derivatives, gelatin, microcrystalline cellulose and cellulose ether, mannogalactans, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyvinyldenchloride, polyolefin waxes, polyamides, melamine or urea formaldehyde resins.
  • Solids which have uniform and fine-grained structures such as e.g. Rice starch, arrowroot starch or microspheres.
  • inorganic pigments white pigments
  • fillers improve the recyclability of such layers, but only to a significantly lesser extent than the solids according to the invention. If a radiation crosslinked layer already has high contents of> 50% by weight of e.g. If white pigments are present, then 3% by weight of the solid according to the invention is sufficient, while layers which are free from inorganic pigments require at least 10% by weight of the solid according to the invention.
  • Such inorganic white pigments or fillers which can be present in the polymeric waterproof layer in amounts of up to 80% by weight, are carbonates, oxides, sulfates or sulfites of the elements calcium, magnesium, barium, strontium, tin or titanium.
  • Inorganic pigments that are completely coated by products according to the invention, or organic compounds (e.g. silicones) that are not solids, but that can be used as solids by coating inorganic pigments and that are only limitedly anchored in radiation-crosslinkable binders are considered substances according to the invention.
  • organic compounds e.g. silicones
  • a particularly preferred class of the solids according to the invention are those which are swellable in water. These are, for example, starch, gelatin, mannogalactans, cellulose ether, polyvinyl alcohol, polyacrylamide.
  • the layers can contain up to 20% by weight of other auxiliaries such as dispersants, dyes, antistatic agents, optical brighteners, matting agents, fragrances, leveling agents, defoamers, etc.
  • auxiliaries such as dispersants, dyes, antistatic agents, optical brighteners, matting agents, fragrances, leveling agents, defoamers, etc.
  • these preferred substances facilitate the decay of the radiation-crosslinked layer by swelling.
  • the radiation-crosslinkable binders are crosslinked by high-energy radiation.
  • This radiation can be electron radiation or UV radiation.
  • UV lamps When UV lamps are used, photoinitiators must be added to the binder to form radicals, which trigger the crosslinking reaction.
  • the finished mixture can be applied to the carrier material using conventional application units such as doctor or gap metering systems, anilox rollers or multi-roller systems.
  • sorting can advantageously be carried out, e.g. using a vortex sifter or pipe centrifuge or turbo separator to remove contaminants and foreign matter.
  • the layer fragments are separated from the pure cellulose fibers by flotation or sifting and fed to a separate fine grinding, for example in a ball mill, in order then to be reinserted into the system in a more suitable form.
  • the first process step of the recycling process is advantageously carried out in an alkaline aqueous solution using bleaching solution at solids contents between 10 and 30% by weight. At the end of this process step, the solution is neutralized.
  • the second process step is advantageously carried out at slightly elevated temperatures, in the range 30-60 ° C.
  • Such recyclable substrates made of cellulose-containing substrates and radiation-crosslinked, water-resistant layers applied to one or both sides are used in many different ways.
  • resins can be printed directly and / or coated or impregnated with resins, the resins also being radiation-crosslinkable binders for use as decor, core or overlay paper.
  • They can be used as image carrier materials after the application of additional receiving layers.
  • thermoplastics and / or foils e.g. Polyethylene plus aluminum foil can be used for packaging materials.
  • release agents such as silicones
  • they can be used as adhesive, release or follow-up paper.
  • Samples 1c to 1f were in an electron beam curing system at 20 m / min. Machine speed and 20 kJ / kg energy dose cured under inert gas (nitrogen).
  • Example 2a is a comparison.
  • Pre-crushed strips (4. 12 cm) of the patterns are / min at 12.5% consistency with the addition of 2.25% of active chlorine and 2.00% sodium hydroxide at 50 ° C in a pulper with Helico rotor, 730 U. frayed. Samples are taken after every 15 minutes, the excess chlorine content is bound with sodium sulfite and the remaining speck content is measured with the Brecht / Holl device.

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Abstract

Es wird ein recyclierbarer Schichtträger beschrieben, bestehend aus einem cellulosehaltigen Träger und strahlenvernetzter Schicht, die einen begrenzt verankerbaren Feststoff enthält, wodurch dieser Schichtträger mit den in der Papierindustrie üblichen wäßrigen Wiederaufbereitungsprozessen wiederverarbeitet werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen recyclierbaren Schichtträger aus einem cellulosehaltigen, bahnförmigen Träger und mindestens einer polymeren, wasserfesten Schicht, sowie ein Verfahren zum Recyclieren eines Schichtmaterials.
  • Es ist bekannt, daß Schichttrtäger mit polymeren, wasserfesten Schichten auf cellulosehaltigen Trägern schwierig zu recyclieren sind.
    Ein Schichttträger, welches häufig eingesetzt wird, ist eine Kombination aus thermoplastischen Polymeren, meist Polyethylen, und Papier. Bekannte Produkte dieser Art sind z.B. Getränkeverpackungen und Fototrägermaterial. Verfahren ihrer Recyclierung zerlegen diese Schichtträger in die einzelnen Bestandteile, um diese dann in möglichst reiner Form zu gewinnen und sie in getrennten Verfahren einer Wiederverwendung zugänglich zu machen. Beschrieben wird dieses beispielsweise in den Offenlegungsschriften DE 4 105 368 und DE 4 042 225.
  • Insgesamt ist die Entwicklung und Optimierung solcher Recyclierverfahren noch nicht abgeschlossen. Die erwähnten Verfahren beinhalten aber immer einen nicht unerheblichen verfahrenstechnischen Aufwand.
  • Für verschiedene technische Bereiche haben sich in den letzten Jahren strahlenvernetzte Schichten auf cellulosehaltigen Trägern durchgesetzt.
  • Einige Anwendungsbereiche sind:
       Fotografische Trägermaterialien
       Thermische Aufzeichnungsmaterialien
       Verpackungsmaterialien
       Dekorpapiere, Overlaypapiere
       Trenn- und Mitläuferpapiere
    Diese mit strahlenvernetzten Schichten versehenen cellulosehaltigen Träger können auch noch weiter Funktionsschichten tragen, wie beispielsweise Sperrschichten, Bildempfangsschichten, Aufdrucke, Metallbedampfungen und ähnliches.
  • Bei diesen Produktanwendungen kommt der Gebrauchstüchtigkeit die chemische Beständigkeit (und förmliche Unzerstörbarkeit) der vernetzten Schichten zugute, da z.B. sowohl Bildträger als auch Küchenmöbel (Dekorpapier) nicht für einen raschen Verschleiß gedacht sind.
  • Trotzdem fällt in den einzelnen Produktionsstufen dieser Produkte produktionsbedingter Ausschuß an (z.B. beim Anfahren einer Beschichtungsanlage). Es wäre daher aus wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten außerordentlich wünschenswert, wenn dieser Ausschuß oder Abfall möglichst vollständig in den Materialkreislauf zurückgeführt werden könnte.
  • Die strahlenvernetzten Schichten lassen sich jedoch nicht vom cellulosehaltigen Träger abziehen, wie beispielsweise der Thermoplast Polyethylen. Sie sind auch nicht auflösbar in wässrigen oder organischen Lösungsmitteln und bei einer mechanischen Zerkleinerung des Schichtmaterials fallen entweder zu grobe Bruchstücke an, oder der Zerkleinerungsprozeß muß so intensiv durchgeführt werden, daß die Fasern des cellulosehaltigen Trägers ihre Funktionalität verlieren.
  • Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, ein recyclierbares Schichtmaterial zur Verfügung zu stellen, bestehend aus einem cellulosehaltigen, bahnförmigen Träger und mindestens einer polymeren wasserfesten Schicht, das ohne zusätzlichen Aufwand mit den in der Papierindustrie üblichen Aggregaten und Verfahren in den Produktionsablauf zurückgeführt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Schichtmaterial aus cellulosehaltigem Träger und mindestens einer polymeren, wasserfesten Schicht, die mindestens aus einem strahlenvernetzbaren Bindemittel und darin nur begrenzt verankerbaren Feststoffen besteht.
  • Es war überraschend, daß durch Beimengung dieser Feststoffe die mechanische Zerstörbarkeit der Schichten ohne Beeinträchtigung der Gebrauchstüchtigkeit so erleichtert wird, daß die daraus hergestellten Materialien ohne Hinzuziehung zusätzlicher Technologien ganz allein unter Einsatz der in der einschlägigen Papierindustrie sowieso vorhandenen Aggregate rückstandslos in das wässrige System des Herstellungsprozeß zurückgeführt werden können.
  • Die als strahlenvernetzbare Bindemittel verwendeten Materialien sind Lacke aus Monomeren, Oligomeren oder Prepolymeren, meist jedoch aus Gemischen dieser Gruppen. Dabei dienen vor allem die Monomere als Verdünnungsmittel. Auf Monomere kann vorteilhaft verzichtet werden, wenn die Beschichtungsmassen bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise 30 °C bis 60 °C, verarbeitet werden.
  • Die Monomere, Oligomere und Prepolymere enthalten als Acryl, Methacryl-, Allyl- oder Vinylverbindungen Kohlenstoff-Doppelbindungen (〉c=c〈). Sie können zusätzlich Hydroxyl-, Carboxyl- und andere polare Gruppen enthalten, z.B. zur Verbesserung der Haftung auf dem cellulosehaltigen Träger.
  • Feststoffe, die nur eine begrenzte Verankerung in den strahlenvernetzbaren Bindemitteln finden, sind solche, die im Bindemittelsystem (Lack) sehr schwer- bzw. unlöslich sind und sich z.B. durch eine hochglatte Oberfläche, eine geringe Affinität zum Bindemittel, einen hohen Benetzungswinkel - relativ zum Bindemittel-, einen dehäsiven Charakter oder ähnliches auszeichnen. Solche durch Struktur- oder energetische Effekte erfindungsgemäß wirksamen Feststoffe sind z.B. Stärken und Stärkederivate, Gelatine, mikrokristalline Cellulose und Celluloseäther, Mannogalaktane, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Polyvinyldenchlorid, Polyolefinwachse, Polyamide, Melamin- oder Harnstofformaldehydharze.
  • Besonders bevorzugt sind Feststoffe, die gleichmäßige und feinkörnige Strukturen aufweisen wie z.B. Reisstärke, Arrowrootstärke oder Mikrokugeln.
  • Je höher der Anteil dieser Feststoffe in der strahlenvernetzten Schicht ist, umso einfacher oder besser ist die Recyclierbarkeit der Schichtmaterialien.
  • So wurden beispielsweise Schichten aufgetragen und erfolgreich recycliert, die 70 Gew.-% Mikrohohlkugeln enthielten.
  • Um eine deutliche Verbesserung der Recyclierbarkeit zu erreichen, ist eine Mindestmenge an begrenzt verankerbaren Feststoffen notwendig. Diese Menge liegt bei 3 Gew.-%.
  • 3 Gew.-% sind als unterste Grenze anzusehen. Für manche strahlenvernetzbaren Schichten reichen diese Mengen jedoch nicht.
  • Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß auch eingearbeitete anorganische Pigmente (Weißpigmente) oder Füllstoffe die Recyclierbarkeit solcher Schichten verbessern, allerdings nur in deutlich geringerem Maße als die erfindungsgemäßen Feststoffe. Wenn eine strahlenvernetzte Schicht schon hohe Gehalte von > 50 Gew.-% an z.B. Weißpigmenten aufweist, dann sind 3 Gew.-% erfindungsgemäßer Feststoff ausreichend, während für Schichten, die frei von anorganischen Pigmenten sind, mindestens 10 Gew.-% erfindungsgemäßer Feststoff benötigt werden.
  • Solche anorganischen Weißpigmente oder Füllstoffe, die in Mengen bis zu 80 Gew.-% in der polymeren wasserfesten Schicht vorhanden sein können, sind Carbonate, Oxide, Sulfate oder Sulfite der Elemente Calcium, Magnesium, Barium, Strontium, Zinn oder Titan.
  • Anorganische Pigmente, die von erfindungsgemäßen Produkten vollständig umhüllt sind, oder organische Verbindungen (z.B. Silikone) die keine Festkörper sind, jedoch durch Umhüllung von anorganischen Pigmenten als Festkörper eingesetzt werden können und im strahlenvernetzbaren Bindemitteln nur eine begrenzte Verankerung finden, werden als erfindungsgemäße Substanzen betrachtet.
  • Als eine besonders bevorzugte Klasse der erfindungsgemäßen Feststoffe werden diejenigen betrachtet, die in Wasser quellbar sind. Das sind z.B. Stärke, Gelatine, Mannogalaktane, Celluloseäther, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid.
  • Zusätzlich können die Schichten bis zu 20 Gew.-% sonstige Hilfsstoffe wie Dispergiermittel, Farbstoffe, Antistatika, optische Aufheller, Mattierungsmittel, Duftstoffe, Verlaufmittel, Entschäumer usw. enthalten.
  • In den wässrigen Systemen des Recyclierprozesses der Papierindustrie erleichtern diese bevorzugten Substanzen durch ihr Aufquellen den Zerfall der strahlenvernetzten Schicht.
  • Die strahlenvernetzbaren Bindemittel werden durch energiereiche Strahlung vernetzt. Diese Strahlung kann eine Elektronenstrahlung sein oder eine UV-Strahlung. Beim Einsatz von UV-Lampen müssen dem Bindemittel Photoinitiatoren zugesetzt werden zur Bildung von Radikalen, die die Vernetzungsreaktion in Gang setzten.
  • Die fertige Mischung kann mit üblichen Auftragsaggregaten wie Schaber- oder Spaltdosiersysteme, Rasterwalzen oder Mehrwalzen-Systeme auf das Trägermaterial aufgetragen werden.
  • Viele der genannten erfindungsgemäßen Feststoffe haben jedoch eine so grobe Korngrößenverteilung, daß sie beim Auftragen der fertigen Mischung auf den cellulosehaltigen Träger Störungen hervorrufen. Technische Zerkleinerungsprozesse können Abhilfe schaffen. Dieser Aufwand kann jedoch für in Wasser quellbare Feststoffe vermieden werden, wenn diese entsprechend einem weiteren Teil der Erfindung vorher in Wasser aufgequollen, homogenisiert und dann mit dem strahlenvernetzbaren Bindemittel gemischt werden.
  • Überraschenderweise ist es in einigen anwendungstechnisch relevanten Fällen möglich, die organische Bindemittel (Lack-)phase mit der wäßrigen Quellmittelphase so zu vermischen, daß eine daraus erzeugte Schicht auf Papier oder Karton mit sehr guter Haftung, Flexibilität und Oberfläche erzeugt werden kann. Auf diese Weise hergestellte Schichtmaterialien haben deutliche Vorteile im hier beschriebenen Recyclierverfahren.
  • In ähnlicher Gestaltung einer Mischung war es überraschenderweise auch möglich, der organischen Bindemittelphase wässrige Dispersionen von Mikrokugeln beizumischen. Auch diese Mischungen ergaben strahlenvernetzte Schichten guter Qualität und Gleichmäßigkeit. Die so hergestellten Schichtmaterialien ließen sich ebenfalls vorzüglich recyclieren.
  • Ist das bisher beschriebene Schichtmaterial, bestehend aus cellulosehaltigem Träger und versehen mit einer strahlenvernetzten Schicht die begrenzt verankerbare Feststoffe enthält, mit weiteren nicht strahlenvernetzten Schichten belegt, so können zur Recyclierung folgende Aussagen gemacht werden:
    • a) Ist als eine weitere Schicht ein Thermoplast aufgetragen, wie z.B. Polyethylen, so kann das Gesamtprodukt genauso (aufwendig) aufgearbeitet werden wie ein reines Polyethylen-Papier-Schichtmaterial, d.h. die Thermoplastschicht wird vom restlichen Schichtmaterial abgetrennt und seperat recycliert und das restliche Schichtmaterial wird erfindungsgemäß recycliert.
    • b) Ist als eine weitere Schicht eine abziehbare Schicht aufgetragen, so kann sie abgezogen und der Rest erfindungsgemäß recycliert werden.
    • c) Ist als eine weitere Schicht eine wasserlösliche oder wasserquellbare Schicht aufgetragen, so kann erfindungsgemäß recycliert werden.
  • Der wässrige Recyclierprozeß kann aus den folgenden Verfahrensschriften bestehen:
    • 1. Schritt
    Aufschlagen und Zerkleinern des Schichtmaterials in einem Stofflöser (Pulper)
    2. Schritt
    Zerfasern und Mahlen des aufgeschlagenen Stoffes in Zerfaserern (z.B. Scheibenzerfaserer)
    3. Schritt
    Zumischen des so aufgearbeiteten Materials zum jungfräulichen Papierstoff.
  • Zwischen den Verfahrenschritten 1 und 2 und den Verfahrensschritten 2 und 3 kann vorteilhaft jeweils eine Sortierung z.B. mittels Wirbelssichter bzw. Rohrschleuder oder Turboseperator erfolgen zur Entfernung von Verunreinigungen und Fremdstoffen.
  • In einer bevorzugten Verfahrensvarianten werden durch Flotation oder Sichtung die Schichtbruchstücke von den reinen Cellulosefasern abgetrennt und einer seperaten Feinmahlung beispielsweise in einer Kugelmühle zugeführt, um anschließend wieder dem System in einer geeigneteren Form eingefügt zu werden.
  • Der erste Verfahrensschritt des Recyclierprozesses wird vorteilhaft in einer alkalischen wässrigen Lösung durchgeführt unter Verwendung von Bleichlauge bei Feststoffgehalten zwischen 10 und 30 Gew.-%. Am Ende dieses Verfahrensschrittes wird die Lösung neutralisiert. Der zweite Verfahrensschritt wird vorteilhaft bei leicht erhöhten Temperaturen, im Bereich 30 - 60 °C durchgeführt.
  • Solche recyclierbaren Schichtträger aus cellulosehaltigem Träger und ein- oder beidseitig aufgetragenen strahlenvernetzten, wasserfesten Schichten finden vielfältige Verwendung.
  • Sie können direkt bedruckt und/oder mit Harzen beschichtet oder getränkt werden, wobei die Harze auch strahlenvernetzbare Bindemittel sein können, zur Verwendung als Dekor, Kern- oder Overlay-Papier.
  • Sie können nach Auftrag zusätzlicher Empfangsschichten als Bildträgermaterialien eingesetzt werden.
  • Sie können nach Auftrag von Thermoplasten und/oder Folien, z.B. Polyethylen plus Aluminiumfolie für Verpackungsmaterialien eingesetzt werden.
  • Sie können nach Auftrag von Trennmitteln wie Silikonen als Dehäsiv-, Trenn- oder Mitläuferpapier eingesetzt werden.
  • Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen, aber nicht eingrenzen.
    • Beispiel 1:
  • Ein mit Alkylketendimer neutral geleimtes fotografisches Basispapier von 180 g/m² Flächengewicht wurde nach einer Corona Vorbehandlung einseitig mit den Beschichtungsmassen 1b - 1f beschichtet.
    Das Auftragsgewicht betrug 25 ± 2 g/m².
    • 1a
    unbeschichtetes Basispapier (als Vergleich)
    1b
    beschichtet mit pigmentiertem Polyethylen mittels Schmelzextrusion (als Vergleich)
    1c-1f
    beschichtet mit strahlenvernetztbarer Beschichtungsmasse;
    Rezeptur:
  • Figure imgb0001
  • Die Proben 1c bis 1f wurden in einer Elektronenstrahl-Härtungsanlage bei 20 m/min. Maschinengeschwindigkeit und 20 kJ/kg Energiedosis unter Inertgas (Stickstoff) ausgehärtet.
    • Beispiel 2:
  • Ein mit Stearinsäure, Alkylketendimer und epoxidiertem Fettsäureamid geleimtes Papier von 135 g/m² Flächengewicht, welches in der Leimpresse der Papiermaschine eine zusätzliche Oberflächenbeschichtung aus Polyvinyalkohol und Carboxymethylcellulose (Verhältnis = 2:1) erhielt, wurde nach einer Corona-Vorbehandlung mit den folgenden Beschichtungsmassen beschichtet;
    Auftragsgewicht = 25 ± 2 g/m²
    Gew.-%
    2a 2b 2c 2d
    Trimethylolpropantriacrylat 35 20
    Tripropylenglykoldiacrylat 50 28 30
    Pentaerythritoltriacrylat 25
    Polyesteracrylat (wie Bsp.1) 8
    Acryliertes Acryl-Copolymer (EB 1701 von UCB-Chemie) 4
    Titandioxid (wie Bsp.1) 40
    Titandioxid (R-FD-1 von Bayer) 40 55
    Arrowrootstärke 10
    Reisstärke 5
    Mikrokugeldispersion (wie in Bsp.1) 50
  • Beispiel 2a gilt als Vergleich.
  • Alle Proben wurden unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen verarbeitet.
    • Prüfmethoden Formation:
  • 5 g des zu prüfenden Musters wird in 4.12 cm große Streifen zerschnitten. Diese Streifen werden im Dissolver (IKA-RE 166) nach Zugabe von 200 ml Wasser bei 6000 U/min für 10 Minuten weiter zerkleinert. Der so entstandene Faserbrei wird mit Wasser auf 5 l aufgefüllt und in einem Blattbildner (Rapid-Köthen-System) zu einem Papierblatt geformt. Nach dem Trocknen des Papierblatts wird mit einer CCD-Videokamera im Durchlicht bei hohem Kontrast ein Bild des Fasergefüges aufgenommen, das dann im Maßstab 1:2 verkleinert über einen Videoprinter ausgedruckt wird. Die ausgedruckten Bilder werden visuell vergleichend geprüft.
    • Rest-Stippengehalt:
  • Vorzerkleinerte Streifen (4.12 cm) der Muster werden bei 12,5 % Stoffdichte unter Zusatz von 2,25 % Aktivchlor und 2,00 % Natriumhydroxid bei 50°C in einem Pulper mit Helico-Rotor, 730 U/min. zerfasert. Nach jeweils 15 Minuten werden Proben entnommen, der überschüssige Chlorgehalt mit Natriumsulfit gebunden und der Rest-Stippengehalt mit dem Brecht/Holl-Gerät gemessen.

Claims (25)

  1. Recyclierbarer Schichtträger, bestehend aus einem cellulosehaltigen bahnförmigen Träger und mindestens einer polymeren, wasserfesten Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere, wasserfeste Schicht mindestens aus einem strahlenvernetzten Bindemittel und einem darin nur begrenzt verankerbaren Feststoff besteht.
  2. Schichtträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzt verankerbare Feststoff ein in Wasser quellbarer Feststoff ist.
  3. Schichtträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzt verankerbare Feststoff Mikrokugeln sind.
  4. Schichtträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzt verankerbare Feststoff organisches Pigment oder organisch beschichtetes anorganisches Pigment ist.
  5. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das der begrenzt verankerbare Feststoff Stärke, Stärkederivat, Gelatine, mikrokristalline Cellulose, Celluloseäther, Mannogalaktan, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Polyvinylidenchlorid, Polyolefinwachs, Polyamid, Melaminharz, Harnstoffharz ist.
  6. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzt verankerbare Feststoff gleichmäßige und geringe Teilchengröße aufweist.
  7. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzt verankerbare Feststoff zu 3 Gew.-% bis 80 Gew.-% in der polymeren, wasserfesten Schicht vorliegt.
  8. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenvernetzte Bindemittel mindestens aus Monomeren, Oligomeren und/oder Prepolymeren erzeugt ist.
  9. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenvernetzte Bindemittel ohne Verwendung von Monomeren erzeugt ist.
  10. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenvernetzte Bindemittel über eine oder mehrere vernetzbare Vinyl-, Allyl-, Acryl- und/oder Methacrylverbindungen vernetzt ist.
  11. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlenvernetzte Bindemittel ein vernetzter Lack ist, dessen Vernetzung durch energiereiche Strahlung erfolgt ist, welche eine Elektronenstrahlung oder eine UV-Strahlung ist.
  12. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere, wasserfeste Schicht zusätzlich bis zu 80 Gew.-% anorganisches Weißpigment enthält.
  13. Schichtträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Weißpigmente Carbonate, Oxide, Sulfate oder Sulfite der Elemente Calcium, Magnesium, Barium, Strontium, Zink oder Titan sind.
  14. Schichtträger nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Weißpigment Titandioxid ist.
  15. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere, wasserfeste Schicht bis zu 20 Gew.-% zusätzliche Hilfsmittel wie Dispergiermittel, Farbstoffe, Antistatika, optische Aufheller, Mattierungsmittel, Duftstoffe, Verlaufmittel, Entschäumer enthält.
  16. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der in der polymeren, wasserfesten Schicht begrenzt verankerte Feststoff vor der Zugabe zum strahlenvernetzbaren Bindemittel in Wasser angequollen und homogenisiert ist.
  17. Schichtträger nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der in der polymeren wasserfesten Schicht begrenzt verankerte Feststoff vor der Zugabe zum strahlenvernetzbaren Bindemittel als wässrige Dispersion vorliegt
  18. Verfahren zum Recyclieren eines Schichtträgers, nach Anspruch 1 bis 17 in einem wässrigen System, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger mindestens den folgenden Verfahrensschritten unterworfen wird:
    - Aufschlagen und Zerkleinern in einem Stofflöser,
    - Zerfasern und Mahlen in einem Zerfaserer
    - Zumischen des so aufgearbeiteten Materials zum jungfräulichen Papierstoff.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Verfahrensschriften eine Sortierung vorgenommen wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zumischen des aufgearbeiteten Materials zum jungfräulichen Papierstoff durch Flotation oder Sichtung die Schichtbruchstücke von den reinen Cellulosefasern abgetrennt, einer Feinmahlung unterworfen und anschließend dem System wieder zugefügt werden.
  21. Verfahren nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das wässrige System alkalisch eingestellt und nach dem Aufschlagen und Zerkleinern wieder neutralisiert wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerfasern und Mahlen bei leicht erhöhten Temperaturen von 30°C bis 60°C durchgeführt wird.
  23. Verwendung eines Schichtträgers nach Anspruch 1 oder hergestellt nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er als Trägermaterial für lichtempfindliche fotografische Emulsionsschichten dient.
  24. Verwendung eines Schichtträgers nach Anspruch 1 oder hergestellt nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er als Trägermaterial für Bildempfangsschichten dient, die auf Grund von thermischen, elektrostatischen, magnetografischen Verfahren die mittels Farbreaktionen, Farbstoffdiffusionen, Tonerhaftung, Abbrennen von Schichten, Silbersalzdiffusion oder Reduktionreaktionen, oder durch Aufspritzen von Tinten, Bilder erzeugen.
  25. Verwendung eines Schichtträgers nach Anspruch 1 oder hergestellt nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Herstellung von Dekor-, Kern- oder Overlaypapier dient.
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