DE2164049A1

DE2164049A1 - Drucktraeger

Info

Publication number: DE2164049A1
Application number: DE19712164049
Authority: DE
Inventors: Otmar Dipl Chem Dr Rer Toeppel
Original assignee: Papierwerke Waldhof Aschaffenburg AG
Current assignee: PWA Papierwerke Waldhof Aschaffenburg AG
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1971-12-23
Publication date: 1973-07-12
Also published as: BE793110A; CH561821A5; AT330575B; ATA1038372A; GB1421760A; IT974254B; FR2175392A5; NL7217439A

Description

Patentanwalt

HERMANN L. JUNG

Dipl.-Chem. Telefon (0 72 21) 2 39 33

Telegramme: JUPAT Baden-Baden

Tag Ihr Zeichen Mein Zeichen

Jg/Sch ON 759 2o.12.1971 W-85O

Druckträger

Normalen Papieren als Druckträger oder Verpackungsmaterial sind in verschiedenen Hinsichten, wie Beständigkeit gegen Wasser und Wasserdampf, Abwaschbarkeit, Dimensionsstabilität, Witterungsbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber Chemikalien usw., Grenzen gesetzt. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, durch Massezusätze, Imprägnierungen, Oberflächenveredlungen, Pigmentierungen, bzw. Streichen mit Pigment-Bindergemischen usw., Verbesserungen zu erzielen. Die genannten Maßnahmen sind aber nur bis zu einem gewissen Grad geeignet, da andere Eigenschaften nachteilig beeinflußt werden, wie Raumgewicht, Bedruck-und Verklebbarkeit, Beschreibbarkeit, Radierfähigkeit usw.

Es sind daher in letzter Zeit eine Reihe von Vorschlägen bekannt geworden, papierähnliche Kunststoffolien vornehmlich aus Niederdruckpolyäthylen, Polystyrol und Polyvinylchlorid herzustellen und diese Produkte als Verpackungsmaterial oder Druckträger einzusetzen.

Diese neuen Werkstoffe sind kontinuierlicher Struktur im Gegensatz zu dem aus Fasermaterial bestehenden Papier, das eine diskontinuierliche Struktur besitzt.

Die Herstellung der papierähnlichen Kunststoffolien erfolgt nach den Methoden der Kunststoffverarbeitung, wobei die

Postscheckkonto 2290 28 Frankfurt am Main 8-02944) Girokonto !·♦* SfadUparkasse Baden-Baden · Girokonto 100027923 Stadt- und Krelssparkascä Dermaisdi

309828/0947

-2-

Extrusion von Flach-oder Blasfolien ζ.Zt. an erster Stelle steht. Ferner kommen auch Kalanderfolien in betracht, soweit Polyvinylchlorid als Rohstoff angesprochen ist.

Diese teilweise auch schon als "Kunststoffpapier" benannten Produkte sind ihrem aus der Folienherstellung zugänglichen Zustand im Griff von Papier wesentlich unterschieden, wie auch in ihrer Fähigkeit nach herkömmlichen Methoden bedruckt oder verarbeitet zu werden.

Ferner sind wesentliche Eigenschaften, die den bisherigen Gebrauch von Papier maßgebend beeinflussen, wie Griff, Einreißoder Weiterreißfestigkeit, RückStellwinkel, Verklebbarkeit, wesentlich weniger gut ausgebildet als bei Papier. Es wurde daher vorgeschlagen, Folien durch monaxiale oder biaxfele Reckung in ihren mechanischen Eigenschaften oder durch Streichen mit pigmenthaltigen Streichmassen nach dem Verfahren der Papierstreicherei in ihrer Bedruckbarkeit zu verbessern.

Der Erfindung liegt daher die Ar.fgaöe zugrunde, ein Papier mit guter Be-und Verdruckbarkeit sowie Verarbeitbarkeit herzustellen, welches auch gegenüber Wasser, Wasserdampf, öl, Chemikalien beständig ist und sich auch in kostenmäßiger Hinsicht nicht wesentlich vom normalen Papier unterscheidet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß ein aus einer oder mehr Lagen bestehendes Papier, welches auf der zu bedruckenden Seite mit Kunststoff in Mengen von weniger als 15 g/qm, vorzugsweise weniger als Io g/qm beschichtet ist, wobei die Kunststoffoberfläche mikrorauh und/oder mikroporös ist, als Druckträger verwendet wird.

Vorteilhaft wird ein Papier verwendet, welches als Kunststoff ein Thermoplast oder eine Mischung davon, insbesondere aus der Reihe der Polyolefine trägt, welcher aus der Schmelze auf den Träger aufgebracht ist.

3098 2 8/0947

Der Vorteil des erfindungsgemäß zu verwendenden Papiers besteht vor allem in seiner guten Be-und Verdruckbarkeit, welche z.B. auch im Hochdruck-und Offsetdruckverfahren durchaus die Qualität von normalem Kunstdruckpapier besitzt. Gegenüber dem bekannten Kunstdruckpapier zeichnet sich aber das erfindungsgemäß zu verwendende Papier durch eine besondere Naß-und Wasserfestigkeit, verbesserte Dimensionsstabilität , sowie geringes Raumgewicht aus. Für die praktische Verwendung im graphischen und im Verpackungssektor besitzt besonders die Verbesserung der Einreiß-und Weiterreißfestigkeit große Bedeutung .

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Papiere besitzen zwar die an sich von beschichteten Papieren bekannte Eigenschaft, Schmutz abzuweisen, bzw. weitgehend undurchlässig für Wasser, Wasserdampf, Chemikalien etc.zu sein, aber dieses Papier besitzt darüber hinaus noch die für die Ausführung des Offsetdruckverfahrens wichtige Benetzbarkeit mit Wasser und außerdem wird die Bedruckung selbst nicht wesentlich beeinträchtigt. Weiter besitzen diese Papiere gegenüber den bisher bekannten Kunststoffpapieren ein geringeres Raumgewicht, besseren Griff, Knick- und Knitterbeständigkeit, Umweltfreundlichkeit, geringere Herstellkosten etc. Ein heute sehr weseatlicher Faktor ist die Tatsache, daß diese Papiere nach Gebrauch mit den bekannten Methoden der Altpapierverwertung mechanisch desintegriert werden können.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe waren erhebliche Vorurteile zu überwinden, da mit Kunststoff beschichtete Papiere an sich bekannt sind. Diese werden zwar vornehmlich für Verpackungszwecke eingesetzt, wobei in der überwiegenden Mehrheit aller Fälle nur eine einseitige Beschichtung vorhanden ist. Soweit dabei diese Papier bedruckt werden mußten, waren sehr große Schwierigkeiten aufgetreten. Zumindest für bestimmte Druckverfahren, wie das Flexo-und Tiefdruck- sowie Siebdruckverfahren konnte bei Verwendung von auf Lösungsmittelbasis aufgebauten Druckfarben durch eine ionisierend wirkende Vorbehandlung ein einigermaßen befriedigendes Ergebnis erhalten werden,

-4-309828/0947

wenn auch der Vorgang selbst durch die besonderen Vorkehrungen und Mittel kompliziert aufgebaut war. Für Hochdruck und besonders für Offsetdruck eigneten sich diese beschichteten Papiere aber überhaupt nicht, da sie sich nicht mit Wasser benetzen ließen bzw. die Druckfarben nicht hafteten und im Stapel Ablageerscheinungen sowie ungenügende Kratzfestigkeit zeigten.

Demgegenüber konnten Papiere, welche nach der vorliegenden Erfindung mit einer relativ dünnen Kunststoffschicht versehen worden waren, wobei die Oberfläche dieses Kunststoffs mikrorauh und/oder mikroporös war, für Hochdruck und Offsetdruck verwendet werden, ohne daß dabei die beschriebenen Nachteile auftraten.

In den nachstehenden Beispielen wurden die folgenden Abkürzungen für die verschiedenen Kunststoffe verwendet:

PE = Polyäthylen

PS = Polystyrol

PVC = Polyvinylchlorid

ABS = Acrylbutadienstyrol

PVAC = Polyvinylacetat

PP = Polypropylen

CA - Celluloseacetat

Beispiel 1

Ein Postkartenkarton eines Flächengewichts von 18o g/qm wird doppelseitig mit je Io g/qm Hochdruck-PE beschichtet. Dabei wird die mikroporöse Ausbildung der Oberfläche durch die Beschaffenheit der Kühlwalzen erreicht. Das erhaltene Produkt zeichnet sich nach Tabelle 1 im Vergleich zu unbehandeltem Karton durch eine Verbesserung der Einreiß-und Weiterreißfestigkeit aus. Besonders wichtig ist, daß die Reißfestigkeit durch die Beschichtung voll erhalten bleibt und die Dehnung nicht erhöht wird. Bei Kunststoffdruckträgern ist bekanntlich eine wesentlich höhere Dehnung als bei. Papier vorhanden, die

— ^—

3 0 9 3 ? S 0 9 A 7 BAD ORIGINAL

im günstigsten Fall mindestens 3o%, meist aber mehr, beträgt, wodurch die Bedruckbarkeit hauptsächlich im Bogendruck wesentlich erschwert wird.

Ein weiterer Vorteil der neuen Papiere besteht in der wesentlich verbesserten Dimensionsstabilität . Die Papiere lassen sich nach allen bekannten Druckverfahren bedrucken. Dabei ist hervorzuheben, daß die Ausführung des Tiefdruck-, Flexodruck- und Siebdruckverfahrens auf Kunststoffen im allgemeinen keine großen Schwierigkeiten bereitet. Dagegen bestehen erhebliche Probleme im Hochdruck-und Offsetdruckverfahren. Es konnte nachgewiesen werden, daß die erfindungsgemäßen Papiere aber auch diesen Verfahren unter Verwendung normaler Druckfarben voll zugänglich sind, wie die beiliegenden Muster zeigen. Es wird eine im Vergleich zu normalem Kunstdruckpapier durchaus vergleichbare Druckqualität erzielt. Gegenüber diesen Kunstdruckpapieren sind aber die neuen Produkte in bezug auf die genannten Eigenschaften, wie Abwaschbarkeit, Unempfindlichkeit gegenüber Schmutz, Alterungsbeständigkeit usw. überlegen.

Beispiel 2

Ein Papier von ca. loo g/qm wird mit Mischungen aus teilweise unverträglichen Kunststoffen beschichtet, wobei die Auftragsstärke bei etwa 8-1ο g/qm liegt. Es werden folgende Mischungen verwendet, wobei die an zweiter Stelle genannte Mischungskomponente in Anteilen von Io bis 5o% der-Gfesamtmischung vorliegt. Es werden folgende Mischungen verwendet:

PE-PS, PE-PVC, PE-ABS, PE-PVAC, PP-PS.

Die so aus der Schmelze auf das Papier aufgebrachten Mischungen ergeben eine mikrorauhe Oberfläche, die einen trockenen papierähnlichen Griff liefert. Darüber hinaus ergeben diese Kunststoffmischimgen noch eine mikroporöse Struktur, wobei die Größe der Poren im mikroskopischen und submikroskopischen Bereich liegt.

-6-

309328Ό947

Beispiel 3

Ein Karton mit 225 g/qm wird beizeitig mit hoch gefülltem PE beschichtet. Als Pigment wird verwendet:

mikrokristalliner Gips, an sich bekannte Kieselsäurepräparate, Clay, gegebenenfalls in Abmischung mit Titanweiß oder Zinkweiß. Die Einmischung der Pigmente beträgt Io bis loo% des Kunststoffs. Der Auftrag liegt im allgemeinen um 12 g/qm.

Die Materialien zeichnen sich durch eine mikrorauhe Oberfläche und einen weitgehend papierähnlichen Griff aus.

Beispiel 4

Ein Papier von 8o g/qm wird mit Abmischungen aus PE/PS, zweiseitig mit etwa Io g/qm beschichtet, wobei die Kunststoffmischung zusätzlich Pigmente in einer Menge von lo-8o% enthält. Diese Produkte zeichnen sich durch eine ansprechende Oberflächenbeschaffenheit auf.

Beispiel 5

Ein Papier von 12o g/qm wird mit einem Polyäthylen-Compound beschichtet, wobei der Kunststoff noch an sich bekannte Treibmittel enthält. Dabei können z.B. als physikalisch wirkende Treibmittel Gase, wie Fluor, Chlor oder Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Aber auch chemische Treibmittel, wie z.B. Azodicarbonamid, Sulfohydracid, Thiotriajiol, Diphenylchlorld, 4, 4-disulfohydrazid, Azoiso-buttersäure— dinitril können mit Vorteil verwendet werden. Das Produkt erhält eine feinstrukturierte Oberfläche,

Anstelle des Polyäthylen-Compounds kann aber auch eine Abmischung von PE-PS oder PE-PVC verwendet v/erden, wobei die Beschichtungstemperatur unterhalb der für das Anspringen des Treibmittels erforderliche Temperatur gehalten wird.

3 0 9 8 2 8 /^9 4 7

Nach der Beschichtung wird das erhaltene Produkt durch Kontakt mit entsprechend hoch geheizten Walzen zur Aufschäumung gebracht, v/odurch dann eine feinstrukturierte Oberfläche erhalten wird, welche sehr gut bedruckbar ist.

Diese mit Treibmittel versetzten Kunststoffe bzw. deren Abmischungen können auch noch zusätzlich mit Pigmenten versehen sein, oder das Papier kann mit einem pigmentierten PE-PS- und PE-PVC-Compound beschichtet sein, wobei noch ein Treibmittel vorhanden ist.

Beispiel 6

Ein Papier wird mit Vernetzungsmittelhaltigem PE beschichtet und anschließend auf erhöhte Temperaturen, z.B. 18o°C, erwärmt.

Zusätzlich zu dem Vernetzungsmittel kann auch noch ein Treibmittel dem Kunststoff zugegeben werden, wodurch die so erhaltenen Produkte eine erhöhte Wärmestandfestigkeit erhalten.

Insbesondere für Kartons kann ein Treibmittel und Vernetzungsmittel enthaltender Kunststoff aus einer PE-Abmischung mit Polystyrol bzw. PVC bzw. ABS bestehen. Die Stärke der Beschichtung beträgt etwa 15 g/qm.

Beispiel 7

Eine Pappe wird mit einer Abmischung von PP mit PS beschichtet und zwar in einer Stärke von 12 g/qm, wodurch die Pappe eine Oberfläche erhält, welche sehr gut bedruckbar ist.

Es hat sich herausgestellt, daß die so beschichteten Papiere auf der Beschichtungsseite eine Oberfläche erhalten, welche sehr gut bedruckbar ist, was einen erheblichen Fortschritt bedeutet. Dabei ist es unerheblich, ob die Beschichtung aus der Schmelze auf das Papier aufgebracht wird, oder ob zuvor eine Folie mit einem Flächengewicht von weniger als 15 g/qm, vorzugsweise weniger als Io g/qm, in der Zusammensetzung gemäß den Beispielen hergestellt wird und anschließend in an sich bekannter wpIsp entweder unter Zuhilfenahme von Wärme

30Ö828 / 0 9 A 7

oder mit einem Kleber auf den Träger, das Papier, aufkaschiert wird.

Wird hierbei nicht durch besondere Maßnahmen, wie z.B. eine hochglanzpolierte Kühlwalze oder einennachträglichen Glättungsvorgang eine außerordentlich glatte Oberfläche erzeugt, so besitzt die Oberfläche eine Rauheit von 5 bis 25oyu, wobei diese Oberfläche im allgemeinen auch schon mikroporös ist, bzw. Poren besitzt, welche in mikroskopischen und submikroskopischen Bereich liegen.

309828/0947

Claims

1. Verwendung eines aus einer oder mehr Lagen bestehenden Papiers, welches auf der zu bedruckenden Seite mit Kunststoff in Mengen von weniger als 15 g/qm, vorzugsweise weniger als Io g/qm beschichtet ist, wobei die Kunststoffoberfläche mikrorauh und/oder mikroporös ist, als Druckträger.

2. Verwendung eines Papiers nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein Thermoplast oder lischungen davon, insbesondere aus der Reihe der Polyolefine, aus der Schmelze auf den Träger aufgebracht. ist.

3. Verwendung eines Papiers nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der für die Beschichtung verwendete Kunststoff aus einer Abmischung eines Polyolefins mit Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, AerylnltriA-Butadien-Styrol-Polymere und/oder Celluloseacetat besteht.

4. Verwendung eines Papiers nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der für die Beschichtung verwendete Kunststoff hoch pigmentiert ist.

5. Verwendung eines Papiers nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe bzw. deren Mischungen Treibmittel zur Aufschäumung enthalten.

ö. Verwendung eines Papiers nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe bzw. deren Abmischungen noch zusätzlich Vernetzungsmittel enthalten.

7. Verwendung eines Papiers nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Papier auf beiden Seiten mit dem Kunststoff beschichtet ist.

309 8 7B/0947

1 - 7, dadurcn

8. Verwendung eines Papiers nach Anspruch gekennzeichnet, daß die Rauheit der Oberfläche der Kunststoffbeschichtung 5 - 25o ^i beträgt.

309828/0947