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EP2546067A1 - Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterials - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterials Download PDF

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Publication number
EP2546067A1
EP2546067A1 EP12155798A EP12155798A EP2546067A1 EP 2546067 A1 EP2546067 A1 EP 2546067A1 EP 12155798 A EP12155798 A EP 12155798A EP 12155798 A EP12155798 A EP 12155798A EP 2546067 A1 EP2546067 A1 EP 2546067A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
coating composition
recording material
producing
material according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12155798A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2546067B1 (de
Inventor
Dr. Horst Heyer
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.)
Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH
Original Assignee
Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=44971135&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2546067(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH filed Critical Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH
Priority to EP12155798.7A priority Critical patent/EP2546067B1/de
Publication of EP2546067A1 publication Critical patent/EP2546067A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2546067B1 publication Critical patent/EP2546067B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/124—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using pressure to make a masked colour visible, e.g. to make a coloured support visible, to create an opaque or transparent pattern, or to form colour by uniting colour-forming components
    • B41M5/132—Chemical colour-forming components; Additives or binders therefor
    • B41M5/155—Colour-developing components, e.g. acidic compounds; Additives or binders therefor; Layers containing such colour-developing components, additives or binders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/124—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using pressure to make a masked colour visible, e.g. to make a coloured support visible, to create an opaque or transparent pattern, or to form colour by uniting colour-forming components

Definitions

  • zinc benzoates are generally known as color acceptors in color-reactive recording materials.
  • the non-generic EP 1 375 182 A1 the zinc 4-nitrobenzoate, which is not identical to zinc salicylate, as a developer component in heat-sensitive recording materials.
  • zinc benzoates and also those color developers, which include the zinc salicylate proposed here are disclosed as components of color-reactive recording materials, without mentioning the possible embodiments of such color reaction layers or even production processes for forming recording materials with such color reaction layers received.
  • Subject of the US 4,257,935 A is a color-developing coating composition which, according to introductory passages, is to be used preferably for pressure-sensitive recording systems.
  • a coating composition will contain, in addition to zinc salicylate as a color acceptor, and starch and Latex as a binder, a clay pigment, the possible involvement in which there proposes coating composition composition explanatory description is not mentioned.
  • a SC (selfcontained) coating composition for forming a carbonless paper are disclosed for the zinc-salicylate as a color acceptor, a variety of possible components such as starch and polyvinyl alcohol as a binder and optionally also various pigments as possible fillers.
  • CB layers (coated back), as understood in the present specification, contain microcapsules in which dye precursors are present in a suitable solvent.
  • the application of a localized pressure to the CB coating causes the microcapsules to break up, resulting in a release of the previously encapsulated dye precursors.
  • the dye precursor from the microcapsules with the zinc salicylate as at least one color acceptor within the CF layer together it comes to forming a color reaction, which takes place exactly where the microcapsules were previously broken by the pressure exerted: usually this happens along a script line, which is formed by inscription by means of pen or typewriter.
  • an SC coating includes both encapsulated dye precursors and dye acceptors that react with these dye precursors upon release.
  • CF recording materials produced by the method proposed herein color-forming to be bonded CB recording materials having microcapsules which largely not in terms of size and the leuco dyes preferably used therein are restricted.
  • those microcapsules which have a wall material of melamine-formaldehyde resin with a preferred average capsule size in a range in particular of 4 to 6 ⁇ m are particularly well-proven.
  • Diisopropylnaphthalene oil KMC oil from Rütgers Novares GmbH, Duisburg, Germany
  • dye precursor leuco dyes in a range from 4 to 7.5% by weight.
  • the formation of the web-like substrate in its execution as paper is done for example on a paper machine, in which at least one upstream Mischbütte a paper pulp of different pulps, optionally groundwood, fillers and water is applied and where preferred to this paper pulp before being fed to the paper machine other ingredients such as resin size for engine sizing and other conventional additives such as pigments, Nuancierfarbstoffe and / or optical brighteners are added.
  • a paper machine in which at least one upstream Mischbütte a paper pulp of different pulps, optionally groundwood, fillers and water is applied and where preferred to this paper pulp before being fed to the paper machine other ingredients such as resin size for engine sizing and other conventional additives such as pigments, Nuancierfarbstoffe and / or optical brighteners are added.
  • the first coating composition for forming a CF layer in addition to the zinc salicylate comprises at least one inorganic pigment selected from the list comprising: natural kaolin, calcined kaolin, silica, talc, natural calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and aluminum (hydr). oxide.
  • the CF layer it is possible for the CF layer to contain a pigment mixture, wherein the pigment mixture contains at least one inorganic pigment, more preferably at least two inorganic pigments, selected from the list respectively, comprising: natural kaolin, calcined kaolin, silicic acid, talc , natural Calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and aluminum (hydr) oxide.
  • the CF layer comprises a pigment mixture of exactly two materially different inorganic pigments, each selected from the list, comprising: natural kaolin, calcined kaolin, silicic acid, talc, natural calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and aluminum (hydr) oxide ,
  • the CF layer contains a pigment mixture exclusively of natural kaolin and precipitated calcium carbonate.
  • the CF layer preferably contains at least a binder selected from the list comprising: styrene-butadiene latex, styrene-acrylate latex, starch, polyvinyl alcohol.
  • styrene-butadiene latex which is used in particular together with starch.
  • the zinc salicylate in a range of 4 to 14 wt .-%, most preferably in a range of 5.5 to 11.0 wt .-% - based on the Total weight of the CF layer - integrated in this layer.
  • Silica, kaolin, aluminum (hydr) oxide and, in particular, natural and also precipitated calcium carbonate may be used as the inorganic pigment within this backside coating, and it is also conceivable to use a mixture of said inorganic pigments with one another or else with other inorganic pigments. If, in addition to the previously disclosed pigments, other pigments are to be used within the backside coating, it is preferred if these other inorganic pigments in a mixing ratio based on wt .-% to silica, aluminum (hydr) oxide or in particular natural or also precipitated calcium carbonate between 1: 4 and 1:25 are included within the second coating composition.
  • Styrene-acrylate latex, starch, polyvinyl alcohol and very particularly preferably styrene-butadiene latex are suitable as binders within this backside coating.
  • Wax and / or AKD glue are used in particular as a means of hydrophobing the pigmented coating.
  • the application of the second coating composition to form a pigmented and preferably hydrophobic coating on the back side of the substrate is preferably accomplished by means of a coater selected from the list comprising: roller coater, curtain coater, doctor blade and doctor blade coater.
  • the second coating composition used to form this pigmented backside coating is also preferably aqueous.
  • the subsequent drying of the second coating composition after the application is again usually carried out by a method in which heat is supplied, as is done by hot-air floatation dryer or contact dryer. Proven is also a combination of the listed dry processes.
  • the areal mass of the pigmented backcoat of the second coating composition is preferably between 2.5 and 4.2 g / m 2, and more preferably between 2.7 and 3.7 g / m 2 .
  • a paper web of bleached and ground deciduous and softwood pulps with a basis weight of 47 g / m 2 is prepared as standard additives in conventional amounts and in particular with the addition of resin size for engine sizing and at the end of the paper machine as a semi-finished product rolled up on a spool.
  • a first coating composition to form a CF film and a second curtain coater using a second curtain coater in its slot die design become a second coating composition Formed a pigmented and hydrophobic coating and dried each.
  • the second coating composition contains as main constituents natural calcium carbonate as pigment, styrene-acrylate latex and starch as binder mixture and AKD glue as a means for hydrophobizing the pigmented backcoat. While the back coating is applied with a basis weight of 3.0 g / m 2 , the basis weight for the CF layer is 4.0 g / m 2 .
  • the CF layer is alternatively formed from seven different first coating compositions, these coating compositions differing as shown in Table 2 below.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Color Printing (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, wobei ein derartiges Verfahren mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst: –  Ausbilden eines bahnförmigen Substrats, aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten; –  Vorbereiten einer ersten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese erste Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst: - ein anorganisches Pigment, - ein Bindemittel, - Zink-Salicylat; –  Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer Farb-Reaktionsschicht; –  Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung; –  Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der Farb-Reaktionsschicht. Gekennzeichnet wird das neue Verfahren dadurch, dass die Farb-Reaktionsschicht ausgebildet wird als CF-Schicht und dass das Verfahren ferner vor dem Verfahrensschritt des Aufrollens des bahnförmigen Substrats mit der als CF-Schicht ausgebildeten Farb-Reaktionsschicht mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst: –¡ Vorbereiten einer zweiten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese zweite Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst: - ein anorganisches Pigment, - ein Bindemittel - und bevorzugt zusätzlich Mittel zur Hydrophobierung; –¡ Aufbringen der vorbereiteten zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer pigmentierten und bevorzugt hydrophoben Beschichtung auf der Rückseite des Substrats; –¡ Trocknen der zweiten Beschichtungszusammensetzung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, genauer ein derartiges Verfahren, das mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • ■ Ausbilden eines bahnförmigen Substrats, aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten;
    • ■ Vorbereiten einer ersten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese erste Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst:
      • ein anorganisches Pigment,
      • ein Bindemittel,
      • Zink-Salicylat;
    • ■ Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer Farb-Reaktionsschicht;
    • ■ Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung;
    • ■ Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der Farb-Reaktionsschicht.
  • Grundsätzlich sind allgemein Zink-Benzoate als Farbakzeptor in farbreaktiven Aufzeichnungsmaterialien bekannt. So offenbart beispielsweise die nicht gattungsgemäße EP 1 375 182 A1 das mit Zink-Salicylat nicht identische Zink-4-Nitrobenzoate als Entwicklerkomponente in wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien. In der EP 2 161 255 A1 werden allgemein unter anderem Zink-Benzoate und auch solche Farbentwickler, zu der auch das diesseits vorgeschlagene Zink-Salicylat gehört, als Komponenten von farbreaktiven Aufzeichnungsmaterialien offenbart, ohne dass die Schrift auf mögliche Ausgestaltungen derartiger Farbreaktionsschichten oder gar auf Herstellungsverfahren zur Ausbildung von Aufzeichnungsmaterialien mit derartigen Farbreaktionsschichten eingeht.
  • Gegenstand der US 4,257,935 A ist eine farbentwickelnde Streichfarbenzusammensetzung, welche gemäß einführender Passagen bevorzugt für druckempfindliche Aufzeichnungssysteme Verwendung finden soll. Ausschließlich im Rahmen eines Beispiels und innerhalb eines Vergleichs mit einem handelsüblichen Transferblatt enthält eine solche Streichfarbenzusammensetzung neben Zink-Salicylat als Farbakzeptor sowie Stärke und Latex als Bindemittel ein Clay als Pigment, dessen mögliche Einbindung in der die dort vorgeschlagene Streichfarbenzusammensetzung erläuternden Beschreibung keine Erwähnung findet.
  • Im gleichen Maße ist aus der EP 0 485 064 A1 eine SC (selfcontained) -Streichfarbenzusammensetzung zur Ausbildung eines Selbstdurchschreibepapiers bekannt, für die Zink-Salicylat als Farbakzeptor, eine Vielzahl möglicher Komponenten wie Stärke und Polyvinylalkohol als Bindemittel sowie optional auch verschiedene Pigmente als mögliche Füllstoffe offenbart werden.
  • Schließlich schlägt auch die EP 0 360 522 A2 eine Entwickler-Zusammensetzung vor, welche als möglichen Farbakzeptor Zink-Salicylat enthält. Während die mögliche Einbindung von Bindemitteln in die Entwickler-Zusammensetzung erwähnt wird, sucht man nach möglichen Hinweisen auf die Einbindung von Pigmenten in eine solche Entwickler-Zusammensetzung vergebens.
  • Ausgehend von dem vorstehend umrissenen Stand der Technik sahen sich die Erfinder vor die Aufgabe gestellt, der Öffentlichkeit ein neues Verfahren zur Herstellung eines CF-Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes in Verbindung beispielsweise mit einem auch durchaus handelsüblichen CB-Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, bei dem das nach diesem Verfahren hergestellte CF-Aufzeichnungsmaterial
    • □ über eine hervorragende Kurzzeit-Farbentwicklung sowie über eine sehr gute Farbintensität der durch lokale Druckeinwirkung bewirkten Schriftbilder verfügt, weil die bekannten druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien hier mitunter am Markt nicht vollends überzeugende Ergebnisse zu bringen in der Lage sind,
    • □ hinsichtlich der für die Herstellung von Formularsätzen besonders wichtigen Selbsttrennverleimbarkeit vorteilhaft ausgebildet ist,
    • □ über eine gute Offset-Bedruckbarkeit insbesondere auf der Seite mit der CF-Schicht verfügt, weil Kundenanforderungen inzwischen häufig eine Offsetbedruckung der druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien vorsehen und
    • □ im Rahmen seiner Herstellung einen problemlosen und stabilen Maschinenlauf auch bei höheren Maschinenlaufgeschwindigkeiten gewährleistet.
  • Die Aufgabe wird nach den Erkenntnissen der Erfinder gelöst mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, wobei ein derartiges Verfahren mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • ■ Ausbilden eines bahnförmigen Substrats, aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten;
    • ■ Vorbereiten einer ersten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese erste Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst:
      • ein anorganisches Pigment,
      • ein Bindemittel,
      • Zink-Salicylat;
    • ■ Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer Farb-Reaktionsschicht;
    • ■ Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung;
    • ■ Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der Farb-Reaktionsschicht.
  • Gekennzeichnet wird das neue Verfahren dadurch, dass die Farb-Reaktionsschicht ausgebildet wird als CF-Schicht und dass das Verfahren ferner mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • □ Vorbereiten einer zweiten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese zweite Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst:
      • ein anorganisches Pigment,
      • ein Bindemittel
      • und bevorzugt zusätzlich Mittel zur Hydrophobierung;
    • □ Aufbringen der vorbereiteten zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer pigmentierten und bevorzugt hydrophoben Beschichtung auf der Rückseite des Substrats;
    • □ Trocknen der zweiten Beschichtungszusammensetzung.
  • Die drei oben aufgeführten die Erfindung kennzeichnenden Verfahrensschritte sind dabei vor den Verfahrensschritt des Aufrollens des bahnförmigen Substrats mit der als CF-Schicht ausgebildeten Farb-Reaktionsschicht einzuschieben. Gleichzeitig gilt es als eine mögliche und hier bevorzugte Ausführungsform des diesseits vorgeschlagenen Verfahrens, wenn von den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten die Verfahrensschritte
    • Ausbilden eines bahnförmigen Substrats,
    • Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer CF-Schicht;
    • Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung;
    • Aufbringen der vorbereiteten zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer pigmentierten und bevorzugt hydrophoben Beschichtung auf der Rückseite des Substrats;
    • Trocknen der zweiten Beschichtungszusammensetzung;
    • Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der CF-Schicht und der rückseitigen Beschichtung.
    in der obigen Reihenfolge abgearbeitet werden Unter CF-Schichten (coated front) werden im Sinne der vorliegenden Schrift Schichten mit Farbentwicklern (Farbnehmern bzw. Farbakzeptoren) verstanden, die als Farbentwicklerpigment, oder wie im erfindungsgemäßen Fall als öllösende sauer reagierende organische Substanzen ausgebildet sein können und die mit geeigneten Farbstoffvorläufern, bevorzugt Leuko-Farbstoffe, zu einer Farbreaktion führen, bei der ein Farbkomplex gebildet wird. Zu den aus dem Stand der Technik allgemein bekannten organischen Farbakzeptoren gehören beispielsweise phenolische Substanzen, wie Phenol, Resorcin, Naphthole und Salicylsäure, die auch alkylsubstituiert sein können und die als Monomere, Oligomere oder Polymere (Harze) vorliegen können.
  • Im Gegensatz zu den oben erklärten CF-Schichten enthalten CB-Schichten (coated back), wie sie in der vorliegenden Schrift verstanden werden, Mikrokapseln, in denen sich in einem geeigneten Lösungsmittel Farbstoffvorläufer befinden. Grundsätzlich bewirkt die Ausübung eines lokal begrenzten Druckes auf die CB-Beschichtung beispielsweise durch Beschriftung mittels Stift oder Schreibmaschine ein Aufbrechen der Mikrokapseln, was zu einer Freisetzung der zuvor eingekapselten Farbstoffvorläufer führt. Kommen dann Farbstoffvorläufer aus den Mikrokapseln mit dem Zink-Salicylat als mindestens ein Farbakzeptor innerhalb der CF-Schicht zusammen, kommt es zur Ausbildung einer Farbreaktion, die genau nur dort stattfindet, wo zuvor durch die Druckausübung die Mikrokapseln aufgebrochen sind: in der Regel geschieht dieses entlang einer Schriftlinie, die durch Beschriftung mittels Stift oder Schreibmaschine ausgebildet wird. Schließlich beinhaltet eine SC-Schicht, wie sie schon zuvor in Absatz [0004] Erwähnung gefunden hat, sowohl eingekapselte Farbstoffvorläufer wie auch mit diesen Farbstoffvorläufern nach ihrer Freisetzung reagierende Farbakzeptoren.
  • Im Zuge der dieser Erfindung vorausgegangenen Versuche zeigte sich eine Präferenz der Erfinderschaft hinsichtlich solcher, mit nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren hergestellten CF-Aufzeichnungsmaterialien farbbildend zu verbindenden CB-Aufzeichnungsmaterialien, welche Mikrokapseln aufweisen, die hinsichtlich Größe und der darin bevorzugt verwendeten Leuko-Farbstoffe weitestgehend nicht eingeschränkt sind. Besonders bewährt sind jedoch solche Mikrokapseln, die ein Wandmaterial aus MelaminFormaldehyd-Harz bei einer bevorzugten mittleren Kapselgröße in einem Bereich insbesondere von 4 bis 6 µm aufweisen. Als Kapselinhalt kommt bevorzugt Diisopropylnaphtalin-Öl (KMC-Öl der Rütgers Novares GmbH, Duisburg - Deutschland) zum Einsatz, das als Farbstoffvorläufer Leuko-Farbstoffe in einem Bereich von 4 bis 7,5 Gew.-% enthält.
  • Als bahnförmiges Substrat für das hier vorgeschlagene Verfahren gilt Papier als bevorzugt, das insbesondere zum Einsatz kommt
    • ■ als nicht oberflächenbehandeltes, in der Masse geleimtes Papier,
    • ■ als ungeleimtes, aber zumindest vorderseitig und/oder rückseitig präpariertes Papier - wobei als Mittel zur Präparation bevorzugt eine Stärkelösung gegebenenfalls mit Oberflächen leimenden Zusätzen zum Einsatz kommt,
    • ■ als zumindest vorderseitig mit einer Polyolefinbeschichtung versehenes Papier.
    Genauso vorstellbar als bahnförmiges Substrat ist beispielsweise eine Folie, insbesondere eine Corona-behandelte Folie.
  • Das Ausbilden des bahnförmigen Substrates in seiner Ausführung als Papier geschieht beispielsweise auf einer Papiermaschine, bei der in mindestens einer vorgeschalteten Mischbütte eine Papierpulpe aus verschiedenen Zellstoffen, gegebenenfalls Holzschliff, Füllstoffen und Wasser angesetzt wird und wo zu dieser Papierpulpe vor Ihrer Zuführung zur Papiermaschine bevorzugt weitere Bestandteile wie beispielsweise Harzleim zur Masseleimung sowie weitere übliche Zuschlagstoffe, wie Pigmente, Nuancierfarbstoffe und/oder optische Aufheller zugegeben werden. Nach einem möglichen und bevorzugten Glätten der Papierbahn als bahnförmiges Substrat kann diese am Ende der Papiermaschine als Halbfertigprodukt auf einen Tambour aufgerollt werden.
  • Nach einem gegebenenfalls notwendigen vorgeschalteten Abrollen des bahnförmigen Substrats als Halbfertigprodukt von einem Tambour wird die erste Beschichtungszusammensetzung bevorzugt
    • entweder unter Nutzung eines Druckwerks, ganz besonders bevorzugt unter Nutzung von mindestens einem Offset-Druckwerk,
    • oder unter Nutzung eines Streichaggregats
    auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht, wobei das Streichaggregat bevorzugt ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk, Rollrakelstreichwerk, Messerstreichwerk, Luftbürste und ganz besonders bevorzugt Vorhangbeschichter. Gerade bei der Nutzung eines Vorhangbeschichters sowohl in seiner Ausgestaltung als Schlitzgießer mit nach unten geöffnetem Farbkopf, aus dem sich unmittelbar der Farbvorhang bildet, wie auch in seiner Ausgestaltung als Gleitflächenbeschichter, bei dem der Farbkopf die Beschichtungsmasse auf ein schräg nach unten orientiertes Ablaufblech gibt, von wo aus sich der Farbvorhang bildet, konnten besonders überzeugende Produkt- und insbesondere besonders überzeugende Maschinenlaufeigenschaften innerhalb des Streichvorgangs beobachtet werden, was schließlich zu einem besonders homogenen Erscheinungsbild der CF-Schicht aus der ersten Beschichtungszusammensetzung führt. Die zur Ausbildung einer CF-Schicht genutzte erste Beschichtungszusammensetzung ist dabei bevorzugt wässerig. Die anschließende Trocknung der ersten Beschichtungszusammensetzung geschieht üblicherweise durch ein Verfahren, bei dem Wärme zugeführt wird, wie es durch Heißluft-Schwebetrockner oder auch Kontakttrockner geschieht. Bewährt ist auch eine Kombination aus den aufgeführten Trockenverfahren. Nach dem Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung wird die so ausgebildete CF-Schicht bevorzugt zumindest leicht satiniert. Die flächenbezogene Masse der CF-Schicht aus der ersten Beschichtungszusammensetzung liegt bevorzugt zwischen 3,2 und 7,2 g/m2 und noch besser zwischen 3,4 und 4,8 g/m2.
  • Im Rahmen einer möglichen Ausführungsform, die mit allen hier vorgeschlagenen Ausführungsformen und -varianten kombinierbar ist, kann die erste Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CF-Schicht auch nur partiell
    • in Form eines Musters oder
    • in Form geometrischer Figuren, wie Quadrat, Rechteck, Ellipse oder
    • in Form alphanumerischer Zeichen
    aufgetragen werden, wobei die Auftragung hier bevorzugt mit Hilfe eines Druckwerks, ganz besonders bevorzugt mit Hilfe eines Offset-Druckwerks bewerkstelligt werden kann. In diesem Fall einer nur partiell aufgetragenen CF-Schicht, aber keineswegs beschränkt auf diesen Fall, gilt es als bevorzugt, wenn auf die Vorderseite des Substrates zwischen dem Substrat selbst und der CF-Schicht mit dem Zink-Salicylat
    1. (a.) eine Stärke-Präparation gegebenenfalls mit Oberflächen leimenden Zusätzen und/oder
    2. (b.) ein pigmentierter Überzug aufgetragen wird. Dieser pigmentierte Überzug weist dann bevorzugt mindestens ein anorganisches Pigment auf, wofür sich insbesondere kalziniertes Kaolin anbietet. Jedoch auch folgende anorganische Pigmente sind als Bestandteile des pigmentierten Überzugs sehr gut geeignet: Siliziumoxid, Bentonit, Kalziumkarbonat sowie Aluminiumoxid. Auch Mischungen aus mehreren verschiedenartigen anorganischen Pigmenten sind vorstellbar. Neben den anorganischen Pigmenten enthält der pigmentierte Überzug mindestens ein Bindemittel bevorzugt auf Basis eines synthetischen Polymers, wobei beispielsweise Styrol-Butadien-Latex besonders gute Ergebnisse liefert. Die Verwendung eines synthetischen Bindemittels unter Beimischung mindestens eines natürlichen Polymers, wie besonders bevorzugt Stärke, stellt eine besonders geeignete Ausführungsform dar.
  • Bevorzugt weist die erste Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CF-Schicht neben dem Zink-Salicylat erfindungsgemäß mindestens ein anorganisches Pigment auf, ausgesucht aus der Liste, umfassend: natürliches Kaolin, kalziniertes Kaolin, Kieselsäure, Talkum, natürliches Kalziumkarbonat, gefälltes Kalziumkarbonat sowie Aluminium(hydr)oxid. Insbesondere ist es möglich, dass die CF-Schicht eine Pigmentmischung enthält, wobei die Pigmentmischung mindestens ein anorganisches Pigment, noch besser mindestens zwei anorganische Pigmente enthält, ausgesucht bzw. jeweils ausgesucht aus der Liste, umfassend: natürliches Kaolin, kalziniertes Kaolin, Kieselsäure, Talkum, natürliches Kalziumkarbonat, gefälltes Kalziumkarbonat sowie Aluminium(hydr)oxid. Ganz besonders bevorzugt seitens der Erfinderschaft umfasst die CF-Schicht eine Pigmentmischung aus genau zwei stofflich verschiedenen anorganischen Pigmenten, jeweils ausgesucht aus der Liste, umfassend: natürliches Kaolin, kalziniertes Kaolin, Kieselsäure, Talkum, natürliches Kalziumkarbonat, gefälltes Kalziumkarbonat sowie Aluminium(hydr)oxid. Im Rahmen einer ganz besonders bevorzugten Ausführung enthält die CF-Schicht eine Pigmentmischung ausschließlich aus natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat. In einem solchen Fall zeigten die der Erfindung voraus gegangenen Versuche und Versuchsanfertigungen, dass eine besondere Präferenz seitens der Erfinderschaft auf eine CF-Schicht mit dem Zink-Salicylat als mindestens ein Farbakzeptor gelegt wird, bei dem als Pigment eine Pigmentmischung aus natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat enthalten ist, wobei das auf Gew.-% bezogene Mischungsverhältnis von natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat in einem Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.
  • Wesentlich an einer derartigen Pigmentmischung ist die Einstellung der Porosität der CF-Schicht in entscheidender Weise über mindestens zwei, wie oben ausgeführt bevorzugt über genau zwei Pigmente, von denen das eine Pigment eine tendenziell höhere Porosität der Beschichtung gewährleistet, wobei in der bevorzugten Pigmentmischung des vorherigen Absatzes diese Aufgabe seitens des gefällten Kalziumkarbonats wahrgenommen wird, während das andere Pigment eine tendenziell niedrigere Porosität der Beschichtung zu gewährleisten hat, im bevorzugten Beispiel durch das natürliche Kaolin gegeben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass mittels der Porosität sowohl die Offset-Bedruckbarkeit als auch die Selbsttrenn-Verleimbarkeit des Papiers optimiert werden kann. Die Erfinderschaft konnte bei den diesbezüglich besonders überzeugenden Proben, aufweisend ein Substrat mit rückseitiger Stärkepräparation und einem vorderseitigen Beschichtungsauftrag als CF-Schicht aus einer ersten Beschichtungszusammensetzung gemäß den Eckdaten aus Tabelle 1, Bristow-Messwerte (Prüfflüssigkeit: Levacell violett 6 BG, verdünnt 1:500; Tintenmenge: 40 μm; schmaler Spalt) in einem bevorzugten Bereich von:
    • ■ 25,0 - 32,0 cm (Messgeschwindigkeit 1,60 mm/sec),
    • ■ 31,0 - 37,0 cm (Messgeschwindigkeit 3,45 mm/sec),
    • ■ 37,0 - 45,0 cm (Messgeschwindigkeit 8,55 mm/sec)
    notieren. Nicht zuletzt, um solche bevorzugten Messwerte zu erreichen, gelten genauso Pigmentmischungen aus kalziniertem Kaolin und Aluminiumhydroxid insbesondere mit einem Mischungsverhältnis in einem Bereich von 1 : 1,8 bis 1 : 2,8 sowie aus kalziniertem Kaolin und Talkum insbesondere mit einem Mischungsverhältnis in einem Bereich von 1 : 1,2 bis 1 : 2,5 als besonders bevorzugt.
  • Neben einem anorganischen Pigment und insbesondere einer Pigmentmischung aus mindestens zwei anorganischen Pigmenten, aus gesucht aus der Liste, umfassend: natürliches Kaolin, kalziniertes Kaolin, Kieselsäure, Talkum, natürliches Kalziumkarbonat, gefälltes Kalziumkarbonat sowie Aluminium(hydr)oxid enthält die CF-Schicht bevorzugt mindestens ein Bindemittel, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Latex, Stärke, Polyvinylalkohol. Die Präferenz der Erfinderschaft liegt dabei auf Styrol-Butadien-Latex, der insbesondere zusammen mit Stärke zum Einsatz kommt.
  • Innerhalb der CF-Schicht gilt es überdies als bevorzugt, wenn das Zink-Salicylat in einem Bereich von 4 bis 14 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 5,5 bis 11,0 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Schicht - in dieser Schicht eingebunden ist. Gleichzeitig wurde es als besonders vorteilhaft erkannt und gilt als bevorzugt, wenn das auf Gew.-% innerhalb der CF-Schicht bezogene Verhältnis
    Zlnk-Salicylatgesamt: anorganisches Pigmentgesamt
    in einem Bereich von 1 : 6,5 bis 1 : 14,0,
    ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 : 7,5 bis 1 : 12,5 liegt.
  • Bei der Ausgestaltung einer derartigen CF-Schicht konnten dabei besonders überzeugende Ergebnisse erzielt werden, wenn eine Rezeptur nach den Eckdaten der folgenden Tabelle 1 benutzt wurde, die als ganz besonders bevorzugt gelten:
    Komponente Menge
    Gefälltes Kalziumkarbonat Zusammen 60-80 Gew.-% mit einem Verhältnis Kalzium-karbonat: Kaolin in einem Bereich von 2:1 bis 1:2
    Natürliches Kaolin
    Stärke Zusammen 8-18 Gew.-% mit einem Verhältnis Stärke : Styrol-Butadien-Latex in einem Bereich von 1:1 bis 1:2,5
    Styrol-Butadien-Latex
    Zink-Salicylat 4-14 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5,5 bis 11 Gew.-%
  • Entsprechend der dieser Erfindung zugrunde liegenden Entwicklungs- und Produktionsarbeiten zeigte sich überdies eine besondere Präferenz der Erfinderschaft hinsichtlich des Einsatzes von Zink-Salicylat ER-054 des Herstellers Sanko Co., Ltd., Japan, welches in allen hier aufgezeigten Ausführungsformen und -varianten als bevorzugt gilt.
  • Es stellt eine bevorzugte Ausführung der hier vorgeschlagenen Erfindung dar, wenn das Substrat auf seiner Rückseite eine Beschichtung aus einer zweiten Beschichtungszusammensetzung trägt, die ganz besonders bevorzugt mindestens umfasst:
    • ein anorganisches Pigment,
    • ein Bindemittel,
    • Mittel zur Hydrophobierung dieser pigmentierten Beschichtung auf der Rückseite des Substrats.
  • Als anorganisches Pigment innerhalb dieser rückseitigen Beschichtung bietet sich Kieselsäure, Kaolin, Aluminium(hydr)oxid und insbesondere natürliches und auch gefälltes Kalziumkarbonat an, auch eine Mischung dieser genannten anorganischen Pigmente bevorzugt untereinander oder aber auch mit anderen anorganischen Pigmenten ist vorstellbar. Sofern neben den zuvor offenbarten Pigmenten auch andere Pigmente innerhalb der rückseitigen Beschichtung zum Einsatz kommen sollen, gilt es als bevorzugt, wenn diese anderen anorganischen Pigmente in einem auf Gew.-% bezogenen Mischungsverhältnis zu Kieselsäure, Aluminium(hydr)oxid oder insbesondere natürlichem bzw. auch gefälltem Kalziumkarbonat zwischen 1 : 4 und 1 : 25 innerhalb der zweiten Beschichtungszusammensetzung eingebunden sind.
  • Als Bindemittel innerhalb dieser rückseitigen Beschichtung bietet sich Styrol-Acrylat-Latex, Stärke, Polyvinylalkohol und ganz besonders bevorzugt Styrol-Butadien-Latex an. Als Mittel zur Hydrophobierung der pigmentierten Beschichtung kommen insbesondere Wachs und/oder AKD-Leim zum Einsatz.
  • Die Aufbringung der zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer pigmentierten und bevorzugt hydrophoben Beschichtung auf der Rückseite des Substrats geschieht bevorzugt mittels eines Streichaggregats, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk, Vorhangbeschichter, Streichmesser- und (Roll-)Rakelstreichwerk. Die zur Ausbildung dieser pigmentierten Rückseitenbeschichtung genutzte zweite Beschichtungszusammensetzung ist ebenfalls bevorzugt wässerig. Die sich nach der Aufbringung anschließende Trocknung der zweiten Beschichtungszusammensetzung geschieht erneut üblicherweise durch ein Verfahren, bei dem Wärme zugeführt wird, wie es durch Heißluft-Schwebetrockner oder auch Kontakttrockner geschieht. Bewährt ist auch eine Kombination aus den aufgeführten Trockenverfahren. Die flächenbezogene Masse der pigmentierten Rückseitenbeschichtung aus der zweiten Beschichtungszusammensetzung liegt bevorzugt zwischen 2,5 und 4,2 g/m2 und noch besser zwischen 2,7 und 3,7 g/m2.
  • Die nachfolgenden Beispiele werden zusammen mit den nachfolgenden Vergleichsbeispielen die Erfindung weiter verdeutlichen:
  • Auf einer Langsieb-Papiermaschine wird als bahnförmiges Substrat eine Papierbahn aus gebleichten und gemahlenen Laub- und Nadelholzzellstoffen mit einer flächenbezogenen Masse von 47 g/m2 unter Zusatz üblicher Zuschlagstoffe in üblichen Mengen und insbesondere unter Zusatz von Harzleim zur Masseleimung hergestellt und am Ende der Papiermaschine als Halbfertigprodukt auf einen Tambour aufgerollt.
  • Innerhalb einer Streichmaschine wird nach dem notwendigen Abrollen des bahnförmigen Substrats als Halbfertigprodukt vom Tambour vorderseitig unter Verwendung eines Vorhangbeschichters in seiner Ausgestaltung als Schlitzgießer eine erste Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CF-Schicht und rückseitig unter Verwendung eines weiteren Vorhangbeschichters in seiner Ausgestaltung als Schlitzgießer eine zweite Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer pigmentierten und hydrophoben Beschichtung aufgebracht und jeweils getrocknet. Dabei enthält die zweite Beschichtungszusammensetzung als Hauptbestandteile natürliches Kalziumkarbonat als Pigment, Styrol-Acrylat-Latex und Stärke als Bindemittelmischung und AKD-Leim als Mittel zur Hydrophobierung der pigmentierten Rückseitenbeschichtung. Während die rückseitige Beschichtung mit einer flächenbezogenen Masse von 3,0 g/m2 aufgetragen wird, liegt die flächenbezogene Masse für die CF-Schicht bei 4,0 g/m2.
  • Innerhalb der drei erfindungsgemäßen Beispiele und der vier Vergleichsbeispiele wird die CF-Schicht alternativ aus sieben verschiedenen ersten Beschichtungszusammensetzungen ausgebildet, wobei sich diese Beschichtungszusammensetzungen unterscheiden wie wiedergegeben in der nachfolgenden Tabelle 2.
    Figure imgb0001
  • Bei der Betrachtung fertig gestellter Proben einerseits der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 3 und andererseits der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wird die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Beispiele hinsichtlich der zuvor definierten Aufgabenaspekte
    • (i.-1) Kurzzeit-Farbentwicklung,
    • (i.-2) Farbintensität,
    • (ii.) Selbsttrennverleimbarkeit,
    • (iii.) Offset-Bedruckbarkeit und
    • (iv.) Runnability
    im Zusammenspiel mit einem jeweils gleichen, dem Stand der Technik entsprechenden CB-Aufzeichnungsmaterial schnell klar. Es ergeben sich Beurteilungen gemäß Tabelle 3:
    Figure imgb0002
  • Die in der Beschreibung und in den Ansprüchen gemachten Angaben zur flächenbezogenen Masse, zu Gew.-% (Gewichts-%) beziehen sich jeweils auf das "atro"-Gewicht, d.h. absolut trockene Gewichtsteile.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfassend:
    ■ Ausbilden eines bahnförmigen Substrats,
    aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten;
    ■ Vorbereiten einer ersten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese erste Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst:
    - ein anorganisches Pigment,
    - ein Bindemittel,
    - Zink-Salicylat;
    ■ Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer Farb-Reaktionsschicht;
    ■ Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung;
    ■ Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der Farb-Reaktionsschicht.
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Farb-Reaktionsschicht ausgebildet wird als CF-Schicht und
    - dass das Verfahren ferner vor dem Verfahrensschritt des Aufrollens des bahnförmigen Substrats mit der als CF-Schicht ausgebildeten Farb-Reaktionsschicht mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    □ Vorbereiten einer zweiten Beschichtungszusammensetzung, wobei diese zweite Beschichtungszusammensetzung mindestens umfasst:
    - ein anorganisches Pigment,
    - ein Bindemittel
    - und bevorzugt zusätzlich Mittel zur Hydrophobierung;
    □ Aufbringen der vorbereiteten zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer pigmentierten und bevorzugt hydrophoben Beschichtung auf der Rückseite des Substrats;
    □ Trocknen der zweiten Beschichtungszusammensetzung.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtungszusammensetzung mittels eines Streichaggregats aufgebracht wird, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk, Rollrakelstreichwerk, Messerstreichwerk, Vorhangbeschichter oder Luftbürste.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtungszusammensetzung mittels eines Streichaggregats aufgebracht wird, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk, Vorhangbeschichter, Streichmesser- und (Roll-) Rakelstreichwerk.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zink-Salicylat in einem Bereich von 4 bis 14 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Schicht - in dieser CF-Schicht eingebunden ist.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zink-Salicylat in einem Bereich von 5,5 bis 11,0 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Schicht - in dieser CF-Schicht eingebunden ist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Schicht zusätzlich mindestens ein anorganisches Pigment enthält, ausgesucht aus der Liste, umfassend: natürliches Kaolin, kalziniertes Kaolin, Kieselsäure, Talkum, natürliches Kalziumkarbonat, gefälltes Kalziumkarbonat sowie Aluminium(hydr)oxid.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Gew.-% innerhalb der CF-Schicht bezogene Verhältnis
    Zink-Salicylatgesamt: anorganisches Pigmentgesamt in einem Bereich von 1 : 6,5 bis 1 : 14,0 liegt.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Schicht als anorganisches Pigment eine Pigmentmischung aus natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat enthält.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Gew.-% bezogene Mischungsverhältnis von natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat in einem Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Schicht zusätzlich mindestens ein Bindemittel enthält, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Latex, Stärke, Polyvinylalkohol.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Schicht nur partiell aufgetragen ist.
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