DE2600167B2

DE2600167B2 - Verwendung einer vorbehandelten Papierbahn zur Herstellung einer metallisierten Papierbahn

Info

Publication number: DE2600167B2
Application number: DE2600167A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Yao Osaka Kubota; Youkichi Nara Taniguchi
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1976-01-05
Publication date: 1979-09-06
Also published as: ATA1476A; CA1060277A; NL7600038A; SE7514614L; CH606606A5; JPS52137017A; AT346688B; FR2337228A1; GB1556805A; BE837307A; DE2600167A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von in be- «ι stimmter Weise vorbehandelte^ Papierbahnen zur Herstellung von metallisierten Papierbahnen mit glatter und daher spiegelnd reflektierender Oberfläche.

Papierbahnen haben Oberflächen, die matt und glanzlos sind und beim Metallisieren solcher Papier- r, bahnen, z. B. durch Vakuumaufdampfen von Metallen erhält man stumpfe und matte metallische Oberflächen, die keinen Metallglanz zeigen. Zur Herstellung von metallisch glänzenden, metallisierten Oberflächen auf Papierbahnen hat man bereits auf dem m, Papier Überzüge aus synthetischen Harzbeschichtungsmitteln aufgebracht, damit eine glatte Oberfläche auf dem Papier geschaffen wird. Gemäß US-PS 3113888 werden hierzu bestimmte synthetische Harze verwendet. Dabei ist es aber erforderlich, ver- π hältnismäßig dicke Überzüge aus synthetischen Harzbeschichtungsmitteln aufzutragen. Werden nur dünne Überzüge aus synthetischen Harzbeschichtungsmitteln auf dem Papier aufgetragen, so schlägt die Kontur der Oberfläche des darunter liegenden Papiersub- -><> strats durch.

Aufgabe der Erfindung ist es, Papierbahnen derartig mit synthetischen Harzbeschichtungsmitteln zu beschichten, daß die Papieroberfläche eine glatte, gegebenenfalls auch eine strukturierte, aber dennoch in -,-, den Konturen glatte Oberfläche aufweist und zur Herstellung von metallisierten Papierbahnen verwendet werden kann. Verbunden mit dieser Aufgabe ist es, den Überzug aus einem synthetischen Harzbeschichtungsmittel auf der Papierbahn so dünn wie mi möglich zu halten.

Es wurde nun gefunden, daß eine Papierbahn, die wie folgt erhalten worden ist:

a) Abscheiden eines Filmes eines synthetischen Harzbeschichtungsmittels in fließfähigem Zu- _h-, stand auf einem kontinuierlich laufenden Band mit einer nicht-haftenden Oberfläche,

b) Zuführen der Papierbahn kontinuierlich in Rich

tung auf die nicht-haftende Oberfläche,

c) Pressen der Papierbahn gegen die nicht-haftende Oberfläche, die mit dem synthetischen Harzbeschichtungsmittel beschichtet ist, wodurch das Papier mit einer kohärenten Schicht des Überzugsmittels beschichtet wird, die eine Oberfläche aufweist, welche durch die Konturen der nichthaftenden Oberfläche des kontinuierlich Taufenden Bandes bestimmt wird,

d) Ablösen der nicht-haftenden Oberfläche von der Papierbahn und der daran haftenden kohärenten Schicht des Überzugsmittels zur Herstellung einer metallisierten Papierbahn,

besonders gut zur Herstellung von metallisierten Papierbahnen mit metallischem Oberflächenglanz verwendet werden können.

Das Metallisieren der in spezieller Weise behandelten Oberfläche von Papierbahnen kann in üblicher Weise, insbesondere durch Aufdampfen von Metalien, durchgeführt werden.

Man hat bereits metallisierte Papierlagen für den Aufbau von elektrischen Kondensatoren hergestellt, indem man die Oberfläche des Papiers mit einem porenfüllenden Lack behandelte und die so behandelte Oberfläche dann metallisierte (DE-PS 762749). Ein solches Verfahren isc für metallisierte Papiere, die für den Aufbau von elektrischen Kondensatoren bestimmt sind, geeignet, jedoch kann auf diese Weise nicht der gewünschte metallische Oberflächenglanz bei metallisierten Papierbahnen erzielt werden.

Bekannt sind auch übertragungsverfahren, bei denen Substrate, beispielsweise Papierbahnen, mit speziellen Oberflächen versehen werden, z. B. mit nichthaftenden Polymeren. Solche Verfahren sind z. B. aus den deutschen Auslegeschriften 2249789 und 2111884 sowie aus der DE-PS 608 570 bekannt. Die nach diesen Verfahren überzogenen Papierbahnen sind jedoch nicht zur Herstellung /cn metallisierten Papierbahnen verwendet worden.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von in der vorstehend angegebenen Weise vorbehandelten Papierbahnen zum Herstellen von metallisierten Papierbahnen erhält man Produkte, bei denen die metallisierten Oberflächen nicht, wie beim Stand der Technik, hauptsächlich von der Oberfläche der Papierbahn bestimmt werden, sondern in erster Linie durch die Konturen oder den Oberflächenzustand der nicht-haftenden Oberfläche des kontinuierlich laufenden Bandes. Dabei ist es möglich, die nicht-haftende Oberfläche des kontinuierlich laufenden Bande-, mit Konturen zu versehen, wobei diese Konturen dann als Muster auf die Papierbahnoberfläche übertragen werden.

Das synthetische Harzbeschichtungsmittel kann ein synthetisches Harz sein, das in wäßriger oder organischer Emulsion bzw. Lösung oder in flüssiger Form, z. B. als Schmelze, vorliegt. Die Menge des verwendeten Überzugsmittels liegt im allgemeinen bei 1 bis 1S g pro qm Papierband. Dies entspricht einem Überzug mit einer mittleren Dicke von i bis 15 μ/m. Vorzugsweise beträgt das Beschichtungsgewicht 3 bis 5 g/m².

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Fließschema einer Ausführungsform zur Herstellung einer Papierbahn für die erfindungsgemäße Verwendung,

Fig. 2 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung einer Papierbahn für die erfindungsgemäße Verwendung,

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Fig, 3 und 4 vergrößerte Fließschemen, die die Hauptteile der obigen Ausführungsformen darstellen,

Fig. 5 eine Fotografie mit lOOfacher Vergrößerung, die eine unbehandelte Papieroberfläche zeigt,

Fig. 6 eine Fotografie in der gleichen Vergrößerung, die eine Papieroberfläche zeigt, weiche durch ein herkömmliches Beschichtungsverfahren behandelt worden is'., und

Fig. 7 eine Fotografie in der gleichen Vergrößerung, die eine Papieroberfläche zeigt, welche durch das beschriebene Verfahren behandelt worden ist.

In den Zeichnungen werden ähnliche Stufen, Teile und Elemente durch ähnliche Bezugszeichen und Buchstaben angegeben.

In den Fig. 1, 3 und 4 bedeutet das Bezugszeichen 1 eine Beschichtungsstation. Diese enthält ein Bad 2 mit einem synthetischen Harzüberzugsmittel A und Walzen 3 und 4, um das Überzugsmittel auf ein endloses Band 5 aufzubringen. Die Beschichtungsmethode des Mittels A auf das endlose Band S kann beliebig sein und zum Beispiel durch Zylinaerdruckbeschichten, Walzenbeschichten oder Heißschmelzbeschichten erfolgen. Das Beschichtungsmittel A ist entweder ein thermoplastisches oder wärmehärtendes synthetisches Harz, das wasserlöslich, lösungsmittellöslich oder emulgierbar sein kann.

Das endlose Band 5 hat eine äußere Oberfläche, die leicht von dem Überzugsmittel A ablösbar ist und besteht aus einem dünnen federnden Stahl, dem ein spiegelartiger Oberflächenzustand verliehen worden ist. Alternativ kann das Band auch aus einem Kunststoff mit einer geeignet glatten Oberfläche bestehen, zum Beispiel aus Polyofinen oder Polyethylenterephthalat. Die Nichthaftungseigenschaften der Oberfläche können verbessert werden, indem man die Oberfläche mit einer glatten Schicht einer Substanz mit besonders guten Freisetzungseigenschaften, zum Beispiel Polytetrafluoräthylen und mit Silikon beschichtet. Das endlose Band 5 kann an der Oberfläche mit einem vorgewählten Muster graviert sein. Die gravierte Oberfläche sollte jedoch mikroskopisch glatt sein.

Das endlose Band 5 wird durch Walzen 6, 7 und 8 und eine Kühlwalze 9 getragen und durch sie gefördert.

Die Papierbahn 10 wird gegen die äußere Oberfläche des endlosen Bandes 5 gepreßt und läuft durch eine Heizwalze 11 und eine Kühlwalze 12, die gegenüber der Walze 8 bzw. 3 angeordnet sind. Die beschichtete Papierbahn 13 wird aufgespult. 14 und 15 sind Trocknungs- bzw. Aokühlungszone.

In der Beschichtungsstation 1 wird das Überzugsmittel A auf die äußere glatte Oberfläche des endlosen Bandes 5 autgebracht, das sodann durch die Trocknungszone 14 läuft. Die Papierbahn 10 wird in Richtung auf die Walzen 8 und 11 zugeführt und mit der äußeren Oberfläche des endlosen Bandes 5 zwischen der Walze 8 und der Erhitzungswalze 11 in Verbindung gebracht und dagegengedrückt, wodurch die Papierbahn an das Überzugsmittel A auf der äußeren Oberfläche des endlosen Bandes 5 angeheftet wird.

Das endlose Band 5 läuft zusammen mit der Papierbahn durch die AbkUhlungszone 15, um das Überzugsmittel A zu verfestigen, das nunmehr als Kunstharzfilm fest auf .3er Papierbahn befestigt ist, welche sodann von dem endlosen Band 5 an den gegenüberliegenden Kühlwalzen 9 und 12 abgetrennt wird, wodurch bewirkt wird, daß der Kunstharzfilm auf der Papierbahn von der äußeren Oberfläche des endlosen Bandes 5 abgelöst wird, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich wird. Diese Ablösung kann durchgeführt werden, ohne daß der Kunstharzfilm (das Überzugsmittel) beschädigt wird, weil die äußere Oberfläche des endlosen Bandes 5 leicht von dem Kunstharzfilm (aus dem Überzugsmittel) ablösbar ist, der mit der Oberfläche der Papierbahn durch die Walzen 8 und 11 verpreßt und fest damit verbunden worden ist. Im Falle, daß das Überzugsmittel ein wärmehärtendes Harz ist, wird es an der Heizwalze 11 gehärtet.

Ist die Oberfläche des endlosen Bandes 5 flach, so wird ein Kunstharzfilm mit der gleichen Oberfläche auf der Papierbahn gebildet. Wenn die Oberfläche des endlosen Bandes 5 ein geprägtes Mustet hat, dann wird der Kunstharzfilm mit dem komplementären Muster auf die Papierbahn laminiert. In jedem Fall wird der Papierbahn eine kontrolliert platte Oberfläche verliehen, die für die anschließende Metallisierung geeignet ist.

Da das endlose Band 5 als Träger für den Kunstharzfilm (das Überzugsmittel) wirkt, kann ohne weiteres auch ein sehr dünner Film behandelt werden, ohne daß ein Reißen erfolgt und die Behandlung der Papierbahn kann durch einen einzigen und kontinuierlichen Prozeß vorgenommen werden. Nach der Behandlung wird die Papierbahn durch Vakuumverdampfen metallisiert, wodurch ein ausgezeichneter metallischer Glanz erhalten wird, der auf die Glätte der kontrollierten Oberfläche des Kunstharzfilms auf dem Papier zurückzuführen ist, die durch die identisch kontrollierte Oberfläche des endlosen Bandes 5 (vgl. die später diskutierte Fig. 7) verliehen wurde.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Auführupgsform der Erfindung. Das Bezugszeichen 16 bedeutet darin eine Laminierungsstation, die gegenüberliegende Druckwalzen 17 und 18 enthält. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Heizwalze. Die anderen Teile und Elemente sind die gleichen wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.

Beim Betrieb wird in der Beschichiungsstation 1 das endlose Band 5 mit dem Überzugsmittel A beschichtet. Sodann wird in der Laminierungsstation 16 die abgewickelte Papierbahn gegen das endlose Band 5 gepreßt, dessen äußere Oberfläche mit dem Überzugsmittel A beschichtet worden war, das auf diese Weise fest an die Papierbahn angeheftet worden war. Das endlose Band 5 läuft zusammen mit der Papierbahn in Richtung auf die Walze 7. Während des Duichlaufs durch die Trocknungszone 14 und die Erhitzungswalze 19w>rd das Überzugsmittel getrocknet und sodann während des Durchlaufs durch die Kühlzone 15 zur Erstarrung abgekühlt. Hierauf wird die Papierbahn mit dem Kunstharzfilm (aus dem Überzugsmittel) von de:n endlosen Band 5 an den gegenüberliegenden Kühlwalzen 9 und 12 abgelöst und sodann bei 13 aufgewickelt. Auch bei dieser Ausführungsform können verschiedene Modifizierungen wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt werden. Der Heißschmelzüberzug kann in der Beschichtungsstation 1 aufgebracht werden. Füllstoffe, Farbstoffe und ähnliche Substanzen können in das Überzugsmittel A eingearbeitet werden.

In den folgenden Beispielen wird das Verfahren der ersten Ausführungsform (Fig. 1) beschrieben.

Beispiel 1 Endloses Band 5: Überzugsmittel:

Uberzugsgewicht:

Trocknungsbedingiingen
bei 14:

Laminierungstemperatur
bei der Walze 11:
Laufgeschwindigkeit
des endlosen Bandes:

0,6 mm dicke Edelstahlplatte mit spiegelglatter Oberfläche; Vinyl- und Acrylharz-Gemisch (Verhältnis 7:3), Feststoffgehalt: 25% 1 g, 2 g,3g,4g,5gprom² im auf der Papierbahn getrockneten Zustand; Heißluft, Temperatur 150⁰C.

170" C
30 m/Min.

Fs werden fnloenrlp Frpehnisse erhalten:

Beschichtungs- Glanz nach dem Metallisieren gewicht mit Aluminium

ziemlich gut, jedoch keine Gleichförmigkeit
ziemlich gut, jedoch keine Gleichförmigkeit
gleichförmiger und guter Glanz gleichförmiger und guter Glanz gleichförmiger und guter Glanz

Beispiel 2

Walze des I-ilms B: 0.012 mm dicker PoIy-

äthylenterephthalatfilm

Überzugsmittel:

Beschichtungsgewicht:

würmehärtende FJnkomponenten-Acrylharz- emuision. Feststoffgehalt

40 ^;

3 g pro m^: im auf der Papierbahn getrockneten Zustand:

Trocknungsbedingungen Heißluft- und Infrarot-

bei 14: erhitzer, Temperatur

150⁰C;

Laminierungstemperatur

bei der Walze 11: 150 bis 16O⁰C; Laufgeschwindigkeit

des endlosen Bandes: 30 m/Min.

Nach dem obigen Beispiel 2 wird ein metallisiertes Papier mit einem guten Glanz ähnlich wie in Beispiel I erhalten.

Die Fig. 5 zeigt einen Oberflächenzustand eines unbehandelter. Papiers. Die Oberfläche ist sehr rauh. Die Fig. 6 zeigt einen Oberflächeiizustand, bei dem ein synthetisches Harzbeschichtungsmittel mit 5 g/rrr (getrocknet) auf das Papier gemäß Fig. 5 durch ein herkömmliches Beschichtungsverfahren aufgebracht u/nrrje. Hie Oherflnrhp ist immer noch rauh und hei der Metallisierung wird eine ascheartige Farbe erhalten, die auf die diffuse Reflexion des Lichts zurückzuführen ist. Demgegenüber zeigt die Fig. 7 einen Oberflächenzustand des Papiers mit einem Harzfilm, der gemäß Beispiel 1 gebildet worden ist und dessen Beschichtungsgewicht 3 g/m² (getrocknet) ist, d. h. also erheblich geringer als bei der herkömmlichen Methode gemäß Fig. 6. Die Oberfläche ist erheblich verbessert und daher zur Herstellung einer metallisierten Papierbahn hervorragend geeignet. Durch die herkömmlichen Methoden ist es nicht möglich, eine für eine Metallisierung besonders gut geeignete glatte Oberfläche durch eine derart sxtrem dünne Kunstharzfilmschicht zu erhalten.

Für die Erfindung sind alle beliebigen Papiere und alle beliebigen Kunstharze als Überzugsmittel geeignet. Es muß nur in Betracht gezogen werden, daß das endlose Band 5, das Blatt B oder die Trommel 20 eine glatte Oberfläche haben, welche gegenüber dem Überzugsmittel im Vergleich zu der Papierbahn, die mit dem Beschichtungsmittel laminiert werden soll, eine bessere Ablösbarkeit haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Papierbahn, die wie folgt erhalten worden ist: >

a) Abscheiden eines Filmes eines synthetischen Harzbeschichtungsmittels in fließfähigem Zustand auf einem kontinuierlich laufenden Band mit einer nicht-haftenden Oberfläche,

b) Zuführen der Papierbahn kontinuierlich in ι» Richtung auf die nicht-haftende Oberfläche,

c) Pressen der Papierbahn gegen die nicht-haftende Oberfläche, die mit dem synthetischen Harzbeschichtungsmittel beschichtet ist, wodurch das Papier mit einer kohärenten π Schicht des Überzugsmittels beschichtet wird, die eine Oberfläche aufweist, weiche durch die Konturen der nicht-haftenden Oberfläche des kontinuierlich laufenden Bandes bestimmt wird, -'"

d) Ablösen der nicht-haftenden Oberfläche von der Papierbahn und der daran haftenden kohärenten Schicht des Überzugsmittels

zur Herstellung einer maiallisierten Papierbahn.