EP1216325B1 - Transparentpapier und verfahren zur herstellung eines transparentpapiers - Google Patents

Transparentpapier und verfahren zur herstellung eines transparentpapiers Download PDF

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EP1216325B1 EP00958252A EP00958252A EP1216325B1 EP 1216325 B1 EP1216325 B1 EP 1216325B1 EP 00958252 A EP00958252 A EP 00958252A EP 00958252 A EP00958252 A EP 00958252A EP 1216325 B1 EP1216325 B1 EP 1216325B1
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Heinrich August Schoeller Sohne & Co Kg GmbH
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    • D21H27/30—Multi-ply
    • D21H27/38—Multi-ply at least one of the sheets having a fibrous composition differing from that of other sheets

Definitions

  • the invention relates to a transparent paper and a method for Production of a transparent paper.
  • Transparent papers consist of densely packed, highly ground Fibers, such as in Wolfgang Walenski's "Paper Book", Verlagp + Hydr, 1994 and 1999, Itzehoe, Germany on page 122 explained. They are, for example, from JP 03 216307 A, from WO 85 03316 A and known from US 3,839,144.
  • JP 03 uses 216307 A a glassine enriched with fillers, i.e. highly satined Tracing paper to form prepreg.
  • WO 85 03316 A and the US 3,839,144 damage with paper properties.
  • WO 85 03316 A strikes WO 85 03316 A before, on conventional paper a layer of high apply ground fibers to improve the surface properties affect, however, making a paper that is transparent in its entirety cannot be provided.
  • US 3,839,144 proposes a mixture of highly ground fibers and other fibers use to influence the paper properties in such a way that received a less densely packed paper with good eraser properties becomes. On the other hand, such papers lose their transparent ones Characteristics.
  • backlit areas that are colored, graphical or otherwise Are designed to provide, so far one is so far on the Use of plastic films, usually referred to as "backlight films", instructed since all known tracing papers go through different phases possessing basic structure, which when shining through with the actual color or graphic representation mixed and on this Way a brilliant and sharp reproduction of the on the Transparent paper located representation prevented.
  • the object of the invention is a transparency To provide, which is suitable as a backlit medium.
  • a further object of the invention is to provide a method for To specify the manufacture of such a transparent paper.
  • the object is achieved by a transparent paper according to claim 1.
  • the invention is based on the surprising finding that the Transparent layer fillers can be added without the Significantly affect transparency, the term "transparent” here in the sense of "translucent” (not necessarily transparent) is used.
  • transparent here in the sense of "translucent” (not necessarily transparent) is used.
  • the use of fillers makes it possible for the first time otherwise usually visible with tracing paper Conceal irregularities because the fillers block the light passing through reflect diffusely, which leads to a desired reduction in Transparency and especially to a homogeneous frosted glass Review leads.
  • the fibers contain the transparent layer of sulfate pulp fibers, especially long-fiber ones Sulphate pulp fibers and fillers with a total weight of 1 to 6 % of the total weight of the fibers contained in the transparent layer.
  • Silicates in particular silicates from the group of precipitated calcium, aluminum, calcium aluminum and sodium aluminum silicates as well as a lead silicate are particularly proven.
  • the use of these fillers results in two phases in paper, with the Interfaces of the phases to a refraction of the light and due to the Silicate structure and the size of the fillers for a diffuse scattering of the Transmitted light comes so that the tracing paper when illuminated by "milky" appears evenly behind.
  • the fillers act like water-insoluble, compared to the other ingredients of Transparent layer with chemically neutral behavior. with these none Bonds incoming pigments of the smallest particle size and are in the Usually white. However, in order to achieve special effects colored pigments are used. It has proven to be particularly useful proven when the grain size of the pigments is between 0.5 and 2.0 ⁇ m.
  • the refractive index of the pigments is approximately in the order of magnitude of Refractive index of the fibers of the transparent layer, that is Usually between 1.5 and 1.6, with cellulose one Refractive index of 1.53 and the pigments from the aforementioned Materials have a refractive index of 1.56 to 1.57, and is Silicate concentration based on the pulp mass use about 2 to 5%, so you get a transparent paper with a transparency of 30 to 40%, which is excellent for use in light boxes and the like suitable.
  • the paper weight of the transparent layer should be in the range from 100 to 250 g / m 2 , preferably between approximately 150 and 200 g / m 2 , so that the paper is stable enough on the one hand, but on the other hand it is also elastic enough to be processed, for example, by means of commercially available ink steel printers and plotters.
  • a Ink receiving layer may be provided by the transparency layer will be carried. This makes it possible for the applied liquid to run Color, especially when printing with inkjet printers reduce or avoid entirely. It can also be a strong one Waviness of the transparency layer when absorbing moisture avoid. In this way, a printed image with sharp contours can be created provide, since the colors are less blurred, under the term "Color" is understood here as black.
  • the Ink receiving layer for receiving inks from inkjet printers be trained. But it can also be used for screen printing or airbrush processes be interpreted.
  • an ink receiving layer which is also called a color receiving layer could refer to, for example, a mixture of partially saponified Polyvinyl alcohol and / or polyvinyl pyrrolidone, especially in the ratio of 9: 1, especially proven.
  • a borax-containing binder has proven to be useful.
  • Transparent layer on a complex formation between the Polyvinyl alcohol and the borax which is in the acidic pH range Forms polyvinyl alcohol-boric acid monodiol complex.
  • Polyvalent alcohols are suitable for fixing the polyvinyl alcohol Metal ions from IV. To VI. Main group of the periodic table in particular. Even low concentrations lead to gelation of the Polyvinyl alcohol.
  • such an ink receiving layer is also independent of the other properties of the transparency layer or Transparent paper for printing on paper layers with extreme high fiber packs is suitable.
  • such a layer can also be used advantageously with conventional transparent papers.
  • the ink receiving layer later load-bearing paper layer with tightly packed fibers from a high ground pulp mass with the addition of water-insoluble Pigments with a proportion between 2 and 5 percent by weight based on the pulp is made.
  • partially saponified Polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone are an ink receiving fluid mixed, which is finally added to the transparent layer a borax-containing binder is applied.
  • the polymer solution which acts as an ink receiving layer, can also be used usual coating processes such as, for example, doctor blades, blades and other common coating processes on the tracing paper be applied.
  • the machine can be used to coat the transparent layer with the Ink receiving layer coating speeds up to 100 m / min can be reached.
  • the tracing paper consists of at least two layers, namely a transparent layer and an ink or Color absorption layer is there and that the tracing paper transparency reducing fillers are added.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Transparentpapier und ein Verfahren zur Herstellung eines Transparentpapieres.
Transparentpapiere bestehen aus dicht gepackten, hoch ausgemahlenen Fasern, wie beispielsweise in dem "PapierBuch" von Wolfgang Walenski, Verlag Beruf + Schule, 1994 und 1999, Itzehoe, Deutschland auf Seite 122 erläutert. Sie sind beispielsweise aus der JP 03 216307 A, aus der WO 85 03316 A und aus der US 3,839,144 bekannt. Hierbei nutzt die JP 03 216307 A ein mit Füllstoffen angereichertes Pergamin, also hochsatiniertes Transparentpapier zum Ausformen von Prepreg. Die WO 85 03316 A und die US 3,839,144 beschädigen sich mit Papiereigenschaften. Hierbei schlägt die WO 85 03316 A vor, auf übliches Papier eine Schicht aus hoch ausgemahlenen Fasern aufzutragen, um die Uberflächeneigenschaften zu beeinflussen, wodurch jedoch ein in seiner Gesamtheit transparentes Papier nicht bereitgestellt werden kann. Andererseits schlägt die US 3,839,144 vor, eine Mischung aus hoch ausgemahlenen Fasern und anderen Fasern zu verwenden, um die Papiereigenschaften dahingehend zu beeinflussen, dass ein weniger dicht gepacktes Papier mit guten Radiereigenschaften erhalten wird. Andererseits verlieren derartige Papiere ihre transparenten Eigenschaften.
Um von hinten beleuchtete Flächen, die farbig, graphisch oder auf andere Weise ausgestaltet sind, bereitzustellen, ist man insofern bislang auf den Einsatz von Kunststoffolien, meist als "Backlight Folien" bezeichnet, angewiesen, da alle bekannten Transparentpapiere eine verschiedene Phasen aufweisende Grundstruktur besitzen, die sich beim Durchscheinen mit der eigentlichen Farbe bzw. graphischen Darstellung vermengt und auf diese Weise eine brilliante und konturscharfe Wiedergabe der auf dem Transparentpapier befindlichen Darstellung verhindert.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Transparent bereitzustellen, welches sich als von hinten beleuchtetes Medium eignet. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Transparentpapieres anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Transparentpapier gemäβ Anspruches 1.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass der Transparentschicht Füllstoffe beigefügt werden können, ohne die Transparenz wesentlich zu beeinträchtigen, wobei der Begriff "transparent" hier im Sinne von "durchscheinend" (nicht-notwendigerweise durchsichtig) verwendet wird. Der Einsatz der Füllstoffe ermöglicht es erstmals, die ansonsten bei Transparentpapieren normalerweise sichtbaren Unregelmäßigkeiten zu kaschieren, da die Füllstoffe das durchtretende Licht diffus reflektieren, was zu einer durchaus gewünschten Reduzierung der Transparenz und insbesondere zu einer homogenen milchglasartigen Durchsicht führt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Fasern der Transparentschicht Sulfat-Zellstoffasern, insbesondere langfaserige Sulfat-Zellstoffasern sowie Füllstoffe mit einem Gesamtgewicht von 1 bis 6 % des Gesamtgewichts der in der Transparentschicht enthaltenden Fasern.
Als Füllstoffe haben sich Silicate, insbesondere Silicate aus der Gruppe der gefällten Calcium-, Aluminium-, Calcium-Aluminium- und Natrium-Aluminium-Silicate sowie ein Bleisilicat besonders bewährt. Durch den Einsatz dieser Füllstoffe entstehen im Papier zwei Phasen, wobei es an den Grenzflächen der Phasen zu einer Brechung des Lichtes und aufgrund des Silicataufbaus sowie der Größe der Füllstoffe zu einer diffusen Streuung des Durchlichts kommt, so dass das Transparentpapier bei Beleuchtung von hinten gleichmäßig "milchig" erscheint. Die Füllstoffe wirken dabei wie wasserunlösliche, sich gegenüber den sonstigen Inhaltsstoffen der Transparentschicht chemisch neutral verhaltende. also mit diesen keine Bindungen eingehende Pigmente von kleinster Teilchengröße und sind im Regelfall weiß. Zur Erzielung besonderer Effekte können jedoch auch farbige Pigmente eingesetzt werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Korngröße der Pigmente zwischen 0.5 und 2,0 µm liegt.
Liegt der Brechungsindex der Pigmente ungefähr in der Größenordnung des Brechnungsindexes der Fasern der Transparentschicht, also Ublichehrlicherweise zwischen 1,5 und 1,6, wobei Zellulose einen Brechungsindex von 1,53 und die Pigmente aus den vorgenannten Materialien einen Brechungsindex von 1,56 bis 1,57 haben, und beträgt die Silicatkonzentration bezogen auf den Zellstoffmasseeinsatz etwa 2 bis 5 %, so erhält man ein Transparentpapier mit einer Transparenz von 30 bis 40 %, welches sich hervorragend zur Anwendung in Leuchtkästen und dergleichen eignet.
Um eine gute Wasseraufnahmekapazität zu erreichen und das Transparentpapier gegen Wellenbildung und Knittern resistent zu machen, sollte das Papiergewicht der Transparentschicht, die sogenannte Grammage, im Bereich von 100 bis 250 g/m2, vorzugsweise zwischen etwa 150 und 200 g/m2 liegen, so dass das Papier einerseits stabil genug, andererseits aber auch elastisch genug ist, um zum Beispiel mittels handelsüblicher Tintenstahl-Drucker und -Plotter verarbeitet zu werden.
Wegen der dichten Phaserpackung kann auf der Transparenzschicht eine Tintenaufnahmeschicht vorgesehen sein, die von der Transparenzschicht getragen wird. Hierdurch lässt sich ein Verlaufen von aufgebrachter flüssiger Farbe, insbesondere beim Bedrucken mittels Tintenstrahl-Druckern reduzieren bzw. zur Gänze vermeiden. Darüber hinaus lässt sich eine starke Wellenbildung der Transparenzschicht bei der Aufnahme von Feuchtigkeit vermeiden. Auf diese Weise lässt sich ein Druckbild mit scharfen Konturen bereitstellen, da die Farben dann weniger verlaufen, wobei unter dem Begriff "Farbe" hier auch schwarz verstanden wird.
Im vorliegenden Zusammenhang ist der Begriff "Tinte" bzw. "Tintenaufnahmeschicht" in seiner allgemeinsten Form zu verstehen und umfasst jede Schicht, die geeignet ist, eine Farbe, Pigmente oder Tinten oder ähnliches in geeigneter Weise aufzunehmen und die nachteiligen Eigenschaften der Transparenzschicht zu vermindern. Insbesondere kann die Tintenaufnahmeschicht für eine Aufnahme von Tinten aus Tintenstrahl-Druckern ausgebildet sein. Sie kann aber auch für Siebdruck- oder Airbrush-Verfahren ausgelegt werden.
Als Tintenaufnahmeschicht, die man auch als Farbaufnahmeschicht bezeichnen könnte, hat sich beispielsweise eine Mischung aus teilverseiftem Polyvinylalkohol und/oder Polyvinylpyrrolidon, insbesondere im Verhältnis von 9:1, besonders bewährt. Um diese Schicht auf der Transparentschicht zu fixieren und gleichzeitig die Wasserfestigkeit gegen die bei üblichen Tintenstrahl-Druckern verwendeten Tinten zu verbessern, hat sich beispielsweise ein boraxhaltiges Bindemittel als zweckmäßig erwiesen. Dabei beruht dann die Fixierung der Tintenaufnahmeschicht auf der Transparentschicht auf einer Komplexbildung zwischen dem Polyvinylalkohol und dem Borax, wobei sich im sauren pH-Bereich ein Polyvinylalkohol-Borsäure-Monodiolkomplex ausbildet. Bei Verschiebung des pH-Wertes ins Alkalische entsteht ein Polyvinylalkohol-Borsäure-Diolkomplex. Zur Fixierung des Polyvinylalkohols eignen sich mehrwertige Metallionen der IV. bis VI. Hauptgruppe des Periodensystems insbesondere. Hier führen bereits geringe Konzentrationen zur Gelierung des Polyvinylalkohols.
Es versteht sich, dass eine derartige Tintenaufnahmeschicht auch unabhängig von den übrigen Eigenschaften der Transparenzschicht bzw. der Transparentpapieres für ein Bedrucken von Papierschichten mit extrem hohen Faserpackungen geeignet ist. Insbesondere kann eine derartige Schicht auch bei üblichen Transparentpapieren vorteilhaft Verwendung finden.
Bei der Herstellung des Transparentpapieres kann zum Beispiel so vorgegangen werden, dass zunächst eine später die Tintenaufnahmeschicht tragende Papierschicht mit dicht gepackten Fasern aus einer hoch ausgemahlenen Zellstoffmasse unter Beifügung von wasserunlöslichen Pigmenten mit einem Anteil zwischen 2 und 5 Gewichtsprozent bezogen auf die Zellstoffmasse hergestellt wird. Sodann wird aus teilverseiftem Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon ein Tintenaufnahmefluid angemischt, welches schließlich auf die Transparentschicht unter Beifügung eines boraxhaltigen Bindemittels aufgebracht wird.
Dabei kann die als Tintenaufnahmeschicht wirkende Polymerlösung mit üblichen Beschichtunesverfahrcn wie zum Beispiel Rollrakel , Blade und anderen gängigen Beschichtungsverfahren auf das Transparentpapier aufgebracht werden. Je nach Art der verwendeten Beschichtungstechnik und - maschine können beim Beschichten der Transparentschicht mit der Tintenaufnahmeschicht Beschichtungsgeschwindigkeiten von bis zu 100 m/min erreicht werden.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich zum Beispiel auf den Anteil und die Art der eingesetzten Füllstoffe sowie auf die Art und Zusammensetzung der als Tintenaufnahmeschicht wirkenden Schicht beziehen. Erfindungswesentlich ist jedenfalls, dass das Transparentpapier aus wenigstens zwei Schichten, nämlich einer Transparentschicht und einer Tinten- bzw. Farbaufnahmeschicht besteht und dass dem Transparentpapier transparenzreduzierende Füllstoffe beigemischt sind.

Claims (19)

  1. Transparentpapier, welches zumindest eine Transparentschicht aus dicht gepackten, hoch ausgemahlenen Fasern umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Transparentpapier eines saugfähige Tintenaufnahmeschicht umfasst, dass die Transparentschicht die Transparenz reduzierende Füllstoffe enthält und dass die Transparentschicht eine Trägerschicht für die saugfähige Tintenaufnahmeschicht ist.
  2. Transparentpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Transparentschicht Zellstofffasern, insbesondere langfaserige Sulfat-Zellstoffasern, enthalten.
  3. Transparentpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transparentschicht Füllstoffe mit einem Gesamtgewicht von bis zum 10 %, vorzugsweise von 1 bis 6 %, des Gesamtgewichts der in der Transparentschicht enthaltenen Fasern enthält.
  4. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe im wesentlichen ein oder mehrere Silicate, insbesondere aus der Gruppe der gefällten Calcium-, Aluminium-, Calcium-Aluminium-, Natrium-Aluminium-Silicate oder ein Bleisilicat, enthalten.
  5. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe Calciumcarbonat und/oder Kieselsäure und/oder Titanoxid enthalten.
  6. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe wasserunlösliche gegenüber den sonstigen Inhaltsstoffen der Transparentschicht chemisch neutrale Pigmente enthalten.
  7. Transparentpapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Pigmente zwischen 0,1 und 5 µm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,0 µm liegt.
  8. Transparentpapier nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Pigmente in der Größenordnung des Brechungsindexes der Fasern der Transparentschicht liegt.
  9. Transparentpapier nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Fasern und der Brechungsindex der Pigmente zwischen 1,5 und 1,6 liegt.
  10. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transparenz der Transparentschicht zwischen 25 und 45%, vorzugsweise zwischen 30 und 40 %, liegt.
  11. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grammage der Transparentschicht im Bereich von 100 bis 250 g/m2, vorzugsweise zwischen etwa 150 bis 200 g/m2, liegt.
  12. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenaufnahmeschicht teilverseiften Polyvinylalkohol und/oder Polyvinylpyrrolidon, vorzugsweise im Verhältnis von 9 Teilen Polyvinylalkohol auf 1 Teil Polyvinylpyrrolidon, enthält.
  13. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenaufnahmeschicht unter Beifügung eines Bindemittels auf die Transparentschicht aufgebracht ist.
  14. Transparentpapier nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Komplexbildner ist.
  15. Transparentpapier nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel Borax (Di-Natriumtetraborat) enthält.
  16. Transparentpapier nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyvinylalkohol mittels mehrwertiger Metallionen der IV. bis VI. Nebengruppe des Periodensystems in der Tintenaufnahmeschicht fixiert ist.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Transparentpapieres, bei welchem eine Schicht mit dicht gepackten Fasern aus einer hoch ausgemahlenen Zellstoffmasse unter Beifügen von wasserunlöslichen Pigmenten hergestellt wird und anschließend auf die Schicht mit dicht gepackten Fasern eine Schicht eines Tintenaufnahmefluids aufgebracht wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der wasserunlöslichen Pigmente zu 10 Gewichtsprozent bezogen auf die Zellstoffmasse beträgt.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Tintenaufnahmefluid unter Beifügen eines Bindemittels auf die Schicht aufgebracht wird.
EP00958252A 1999-09-09 2000-08-16 Transparentpapier und verfahren zur herstellung eines transparentpapiers Expired - Lifetime EP1216325B1 (de)

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