[0001] Die Erfindung betrifft ein Basispapier für wasserfest beschichtete Papierträger
für fotografische Schichten sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Basispapiers
für die Herstellung von Schichtträgern.
[0002] Es ist bekannt, beidseitig mit hydrophoben Harzschichten überzogenes Papier (Laminat)
als Trägermaterial für naß zu entwickelnde fotografische Schichten zu verwenden. Ein
solches Trägermaterial besteht in einer verbreiteten Ausführungsform aus einem Basispapier
mit auf beiden Oberflächen aufgebrachten Polyolefinharzüberzügen, von denen der den
fotografischen Schichten zunächst liegende Überzug üblicherweise wenigstens ein lichtreflektierendes
Pigment enthält (beispielsweise Titandioxid).
[0003] Ein auf beiden Oberflächen mit wasserundurchlässigen Harzschichten versehenes Papier
ist flächig gegen ein Eindringen von Wasser oder wässrigen fotografischen Verarbeitungslösungen
geschützt, nicht aber an den offenen Kanten. Dort liegt der Papierkern des Laminates
frei. Wässrige Verarbeitungslösungen können daher an den Kanten des Laminates in
den Papierkern eindringen und lassen sich durch übliche Waschprozesse nicht rückstandsfrei
entfernen.
[0004] Um dieses Eindringen von wässrigen Lösungen an den Kanten des Laminates zu verhindern
bzw. zu verringern, ist das Basispapier üblicherweise hart geleimt. Als Leimmittel
für fotografische Basispapiere sind sowohl reaktive Substanzen, beispielsweise dimerisiertes
Alkylketen, als auch nicht reaktive Substanzen wie höhere Fettsäuren bekannt. Reaktive
Leimmittel werden üblicherweise unter Mitverwendung eines kationischen Harzes ohne
pH-Änderung (neutral) verarbeitet, während nicht reaktive Leimmittel zur Fixierung
eines Zusatzes von Aluminiumionen bedürfen und sauer verarbeitet werden. In DOS 32
38 865 wurde darüber hinaus eine Kombination dieser beiden Leimungsverfahren beschrieben,
um den Papierkern noch besser gegen ein Eindringen der verschiedenen Bestandteile
fotografischer Prozeßlösungen zu schützen.
[0005] Die hydrophobierend wirkenden Leimungsmittel werden üblicherweise der Fasersuspension
beigemischt und durch Zugabe der Hilfsmittel auf der Oberfläche der Fasern abgelagert.
Ein solches Hilfsmittel ist im Fall einer sauren Leimung beispielsweise ein Aluminiumsalz,
im Fall der Neutralleimung beispielsweise ein kationisches Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz,
das vorwiegend zusammen mit C₁₆-C₁₈-Alkylketendimer zum Einsatz kommt (J. Appl. Photographic
Engineering 7. (1981), S.67 - 72). Aber auch andere kationische Substanzen wie kationische
Polyacrylamide, kationisierte Stärken oder Polyethylenimine eignen sich in bestimmten
Fällen zur Verbesserung der Retention und zur Fixierung von reaktiven Leimungsmitteln
im Papierblatt.
[0006] Da die Leimungsmittel an der Oberfläche der Zellstofffasern angelagert werden, ist
natürlicherweise die Faser-Faser-Bindung in einem geleimten Papier schwächer als in
einem nicht geleimten Papier. Deshalb werden in breitem Umfang wasserlösliche Harze
verwandt, um die Papierfestigkeit zu verbessern. Solche Harze sind u. a. Polyvinylalkohol,
anionisches Polyacrylamid, Guarharz und verschiedene Stärkederivate. DE-OS 32 10 621
beschreibt beispielsweise die Verwendung von anionischem Polyacrylamid zusammen mit
kationischer Stärke. Gemäß DE-OS 32 16 840 wird anionisches Polyacrylamid zusammen
mit kationischem Polyacrylamid verwendet, und in DE-OS 33 28 463 wird eine Kombination
von kationischem Harz mit anionischen Polysaccharidderivaten beschrieben. Der Zusatz
dieser verfestigenden Harze dient gleichzeitig dem Zweck, die Verfärbung der Kanten
durch Entwickler zu verringern.
[0007] Nachteilig an einer harten Leimung des Basispapiers ist jedoch nicht nur der Festigkeitsverlust,
wobei der Abfall der Gefügefestigkeit bei Laminaten besonders schädlich ist. Als nachteilig
erweist sich vor allem auch, daß durch die Verwendung flockend wirkender Zusätze die
Blattbildung (Formation) nachteilig beeinflußt wird. Dies ist darin begründet, daß
durch den Zusatz von kationischen Substanzen nicht nur das Leimmittel an der Faser-oberfläche
retendiert wird, sondern unvermeidbarerweise und trotz entgegenwirkender maschinentechnischer
Maßnahmen verstärkt Faserstoffflocken entstehen, weil die abstoßenden negativen
Ladungen der Fasern durch die kationischen Substanzen weitgehend neutralisiert und
FaserFaser-Brückenbildungen erleichtert werden. Die Faserstoffflocken haben in Abhängigkeit
von den jeweils verwendeten Materialen und von maschinentechnischen Vorrichtungen
unterschiedliche Größe und Verteilung im Papierblatt und bestimmen die Homogenität
und die Oberflächengüte des Basispapieres. Die im Papierblatt einmal geschaffene
Struktur kann auch durch starke Kalandrierung nicht mehr verändert werden.
[0008] Durch die in DE-OS 32 10 621, DE-OS 32 16 840, DE-OS 33 28 463 und schließlich DE-Patent
36 06 806 beschriebene kombinierte Verwendung von kationischen und anionischen wasserlöslichen
Harzen wurde nun zwar eine Verringerung des Bädereindringens an den Schnittkanten
erreicht, das Problem der Formation, die Oberflächengüte und die Gefügefestigkeit
fanden jedoch wenig Beachtung. Diese beiden Punkte wurden lediglich in DE-Patent 36
06 806 in Verbindung mit einer sauren Leimung berücksichtigt.
[0009] In neutral geleimten Papieren bewirkt die kombinierte Verwendung von anionischen
und kationischen Harzen regelmäßig eine Verschlechterung der Formation. Außerdem
geht sehr häufig die Gefügefestigkeit des Papierblattes zurück, weil bei unsauberer
Prozeßführung isolierte Flocken aus anionischem und kationischem Harz entstehen, die
ohne verfestigenden Effekt im Papiervlies eingelagert sind.
[0010] Zur Umgehung dieser Flockungsprobleme wurde versucht, der Zellstoffsuspension nichtionische
Polymere, z. B. Stärke, Polyvinylalkohol oder Guar, zuzusetzen. Dies führte zwar zu
einer gewissen Verbesserung der Blattbildung und der Oberflächengüte; die Retention
dieser Stoffe war jedoch deutlich schlechter, die Produktionsgeschwindigkeit mußte
zurückgenommen werden, und bei Einwirkung der fotografischen Prozeßlösungen erwies
sich die innere Festigkeit als erkennbar verringert. Die Kanten des beschichteten
Schichtträgers spalteten unter Einwirkung der fotografischen Prozeßlösungen auf.
[0011] Nur bei sauer geleimten Papieren kann bislang gemäß DE-PS 36 06 806 mit einiger Sicherheit
eine gute Blattformation und eine ausreichende Oberflächengüte erhalten werden. Eine
saure Leimung ist jedoch in vielen Fällen nicht wünschenswert, weil dadurch die Empfindlichkeit
fotografischer Schichten erniedrigt werden kann.
[0012] Aber selbst Papiere gemäß DE-PS 36 06 806 sind noch verbesserungsbedürftig. Nachteilig
ist, daß bei Verwendung zweier unterschiedlich geladener Polyacrylamide zwangsläufig
zwei Lösestationen und zwei Dosierstationen benötigt werden. Nachteilig ist auch,
daß die Dosierung der beiden Komponenten nicht präzise aufeinander abgestimmt werden
kann, weil einerseits der elektrochemische Charakter der beiden Polyacrylamidtypen
in Lösung nicht stabil ist und andererseits das elektrochemische Verhalten der Fasern
ständigen Schwankungen unterliegt. Daraus resultiert, daß die innere Festigkeit (Gefügefestigkeit)
und die Blattstruktur Schwankungen unterliegen, die bislang weder zuverlässig erklärbar,
noch kontrollierbar sind.
[0013] Nachteilig am dargelegten Stand der Technik ist schließlich, daß keines der bislang
beschriebenen Verfahren sowohl für "neutral" geleimte Papiere mit reaktiven Leimungsmitteln,
als auch für "sauer" geleimte Papiere mit nicht reaktiven Leimungsmitteln geeignet
ist. Bei einem Versuch der Übertragung z. B. der DE-PS 36 06 806 auf neutral geleimtes
Papier treten vielmehr alle Schwächen der DE-OS 32 16 840 wieder zutage, und die beschriebenen
nicht erklärbaren Schwankungen bei Gefügefestigkeit, Blattstruktur und Kanteneindringen
werden ergänzt durch schlechte Formation und Oberflächengüte.
[0014] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Basispapier für fotografische
Schichtträger zur Verfügung zu stellen, das die beschriebenen Nachteile nicht hat,
und insbesondere hinsichtlich Formation, Oberflächengüte und innerer Festigkeit (Gefügefestigkeit)
verbessert ist, ohne daß Kanteneindringen und andere wichtige Eigenschaften beeinträchtigt
sind.
[0015] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Basispapieres
für fotografische Schichtträger vorzuschlagen, nach dem die genannten Werte sowohl
bei Anwendung der sog. sauren Leimung als auch der sog. Neutralleimung verbessert
sind, und unerwünschte Schwankungen dieser Eigenschaften und des Kanteneindringens
vermieden werden. Dabei gelten als unerwünschte Schwankungen auf den Mittelwert bezogene
Schwankungen der Oberflächenzahl und das Kanteneindringens von mehr als ± 5 % sowie
der inneren Festigkeit von mehr als ± 6 %.
[0016] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für die Laminatherstellung ein Basispapier
verwendet wird, das neben den hydrophobierend wirkenden Leimungsmitteln wenigstens
ein kationisches Harz und wenigstens ein amphoteres Polyacrylamid enthält.
[0017] Die Erfindung betrifft somit ein Basispapier für harzbeschichtete fotografische
Schichtträger sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Basispapieres, das wenigstens
ein hydrophobierend wirkendes Leimungsmittel, wenigstens ein kationisches Harz und
wenigstens ein amphoteres Polyacrylamid enthält.
[0018] Hydrophobierend wirkende Leimungsmittel im Sinne der Erfindung sind sowohl reaktive
Leimungsmittel wie dimerisierte Alkylketene, epoxidierte Fettsäureamide oder Fettsäureanhydride
als auch nichtreaktive Leimungsmittel wie höhere Fettsäuren (z.B. Stearinsäure) und
Salze höherer Fettsäuren. Bei Verwendung eines nichtreaktiven Leimungsmittels werden
dem Papierstoff außerdem mehrwertige Metallionen in Form eines Salzes wie Aluminiumsulfat
oder Natriumaluminat zugesetzt, und der pH-Wert wird auf einen üblichen Wert zwischen
pH = 4 und pH = 6 eingestellt. Im Einzelfall können mehrwertige Metallionen auch zusammen
mit reaktiven Leimungsmitteln eingesetzt werden.
[0019] Ein besonders bevorzugtes dimerisiertes Alkylketen besteht zu wenigstens 50 % aus
Behenylketen oder einem anderen Alkylketen mit mehr als 18 C-Atomen im Alkylrest.
Der Kohlenwasserstoffrest des Ketens kann aber auch Ringstrukturen oder C=C-Doppelbindungen
enthalten.
[0020] In weiteren Ausgestaltungsformen der Erfindung sind zwei oder mehr hydrophobierende
Leimungsmittel im Papier enthalten. Dabei können reaktive mit nichtreaktiven Lei
mungsmitteln kombiniert werden. Eine bevorzugte Kombination ist beispielsweise eine
Kombination aus Alkylketendimer und Fettsäure, aber auch eine Kombination aus epoxidiertem
Fettsäureamid und Fettsäure ist im Rahmen der Erfindung möglich.
[0021] Ein kationisches Harz ist jedes in der Papierherstellung als Naßfestmittel gebräuchliche
Harz mit kationischen Gruppen. Solche Harze dienen üblicherweise zur Naßverfestigung
und zur Retendierung von reaktiven Leimungsmitteln. Sie werden gemäß der Erfindung
jedoch sowohl in Kombination mit reaktiven als auch mit nichtreaktiven Leimungsmitteln
eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das kationische Harz ein mit
Epichlorhydrin modifiziertes Polyamin- oder Polyamidaminharz. Andere geeignete Harze
sind Harnstoff/Formaldehydharze, Melamin/Formaldehydharze, Polyethylenimine und Polyethyleniminderivate.
[0022] Die für den Erfindungserfolg maßgebliche dritte Komponente, das amphotere Polyacrylamid,
ist ein Polyacrylamid, das sowohl anionische Gruppen als auch kationische Gruppen
im Makromolekül enthält. Bei den anionischen Gruppen handelt es sich um Carboxyl-
bzw. Alkalicarboxylat-Gruppen. Die kationischen Gruppen können beliebige kationische
Gruppen sein. Bevorzugte kationische Gruppen sind jedoch quaternierte oder protonierte
Alkalyaminoalkylen(meth)acrylat- oder Alkylaminoalkylen(meth)acrylamid-Gruppen,
wobei eine Quaternierung vorzugsweise mit Dimethylsulfat oder Methylchlorid erfolgt
und Salze der protonierten Form vorzugsweise schwefelsaure oder salzsaure Salze sind.
[0023] Die Einführung der kationischen Gruppierungen in ein Poly(meth)acrylamid geschieht
in der Regel auf dem Wege einer Copolymerisation in Gegenwart entsprechender katio
nischer Monomere, beispielsweise Dialkylaminoalkylen(meth)acrylat oder Dialkylaminoalkylen(meth)acrylamid
in Form saurer Salze oder in quarternierter Form. Ein geeignetes kationisches Comonomer
ist auch Dimethyldiallylammoniumchlorid. Kationische Gruppen können aber auch durch
Umsetzung von Polyacrylamid nach Mannich oder Hoffmann oder durch Transaminierung
mit Polyamin gebildet werden.
[0024] In ähnlicher Weise sind auch die anionischen Gruppen im amphoteren Polyacrylamid
entweder das Ergebnis einer Copolymerisation in Gegenwart von z. B. (Meth)acrylsäure
bzw. deren Salzen oder das Ergebnis einer Hydrolyse von Acrylamidgruppen oder copolymerisierten
(Meth)acrylsäureestern.
[0025] Das Molekulargewicht des amphoteren Polyacrylamids liegt im Bereich von 100.000 bis
2.000.000, vorzugsweise zwischen 500.000 und 1 .500.000.
[0026] Das Polyacrylamid (PAA) ist ein modifiziertes Polyacrylamid oder Polymethacrylamid,
in dem das molare Verhältnis der Amidkomponente zur Summe der anionischen und kationischen
Gruppen vorzugsweise im Bereich von 60 : 40 bis 95 : 5 liegt. Das Verhältnis der Zahl
der kationischen Gruppen zur Zahl der anionischen Gruppen liegt zwischen 10 : 1 und
1 : 2. Das zum Einsatz kommende Poly(meth)acrylamid kann bis zu 10 Mol% eines vierten
Comonomers (z. B. Acrylsäureester, Vinylester o. a.) enthalten. Die gemäß der Erfindung
zum Einsatz kommende Menge beträgt 0,3 - 3 Gew.-% bezogen auf den Faserstoff.
[0027] Überraschenderweise ergab sich, daß bei dem erfindungsgemäßen Zusatz der amphoteren
Polyacrylamide zur Zellstoffsuspension die durch das kationische Harz verursach
te Flockung deutlich vermindert ist oder gar ganz ausbleibt. Dieser Effekt zeigt
sich sogar dann noch, wenn zusätzlich kleinere Mengen anionischer Verfestigungsmittel
in die Papiermasse gegeben werden.
[0028] Entgegen der Befürchtung verstärkt sich bei erfindungsgemäßer Arbeitsweise auch
nicht das Kanteneindringen der fotografischen Prozeßlösungen, und das bei nichtionischen
Zusatzstoffen beobachtete Aufspalten der Kanten in fotografischen Prozeßlösungen
trat nicht auf.
[0029] Wider Erwarten ist die Entwässerungsgeschwindigkeit nicht verschlechtert, und die
entscheidenden Festigkeitswerte sind überraschenderweise besser als bei Verwendung
von Kombinationen aus anionischen und kationischen Polyacrylamiden. Von besonderem
Vorteil ist schließlich, daß die beschriebenen guten Ergebnisse mit kleinen Unterschieden
sowohl bei neutral geleimten als auch bei sauer geleimten Papieren erhalten werden.
[0030] Erfindungsgemäß geleimte und verfestigte Papiere können alle sonst noch üblichen
Papier-Zusatzstoffe wie Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe, optische Aufheller, Antioxidantien
oder Anteile synthetischen Fasermaterials enthalten, ohne daß die erfindungsgemäßen
Vorteile verloren gehen.
[0031] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die verschiedenen Komponenten in
unterschiedlicher Reihenfolge und an verschiedenen dem Papierhersteller bekannten
Stellen der Zellstoffsuspension zugefügt werden. Üblicherweise werden Fettsäure,
Fettsäureanhydride und Aluminiumverbindungen unmittelbar nach der Mahlung der Zellstoffasern
zugesetzt, während reaktive Leimmittel der Zellstoffsuspension relativ kurz vor der
Zuführung zur Papiermaschine zudosiert werden.
[0032] Das amphotere Polyacrylamid kann im Ablauf der Papierherstellung sowohl dem sog.
Dickstoff als auch dem sog. Dünnstoff zugesetzt werden. Dabei kann die Reihenfolge
der Zugabe der drei im Rahmen der Erfindung wichtigen Komponenten unterschiedlich
sein. Jede Reihenfolge ist im Prinzip möglich. Im Hinblick auf die Erzielung optimaler
Ergebnisse wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das amphotere
Polyacrylamid in der Reihenfolge vor dem kationischen Harz in die Faserstoffsuspension
gemischt. Ansonsten gelten die dem Fachmann bekannten papiermacherischen Regeln.
[0033] Der erfinderische Gedanke wird an Hand der nachfolgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
[0034] Eine Mischung aus 90 Gew.-% Laubholz-Sulfatzellstoff und 10 Gew.-% Nadelholz-Sulfatzellstoff
wurde bei einer Stoffdichte von 4 % bis zu einem Mahlgrad von 35 °SR gemahlen. Der
Zellstoffsuspension wurden dann Leimungsmittel, amphoteres Polyacrylamid (PAA), kationisches
Harz und Hilfsstoffe entsprechend Tabelle 1 zugesetzt und aus den auf etwa 1,2 Gew.-%
verdünnten Suspensionen in bekannter Weise ca. 175 g/m² schwere Basispapiere gefertigt.
Die Papiere wurden in gleichfalls bekannter Weise mit einer Lösung oberflächengeleimt,
die 52 g/l oxidierte Stärke, 20 g/l NaCl und 1 g/l Weißtöner enthielt, und in-line
geglättet.
Tabelle 1
Zutaten und Mengen* gemäß Beispiel 1 |
|
Probe |
|
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
Stearinsäure |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
Al-Sulfat |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
amph. PAA Ia |
1,0 |
- |
- |
- |
- |
amph. PAA Ib |
- |
1,0 |
- |
- |
- |
amph. PAA Ic |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
amph. PAA Id |
- |
- |
- |
1,0 |
- |
amph. PAA IId |
- |
- |
- |
- |
1,0 |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
H₂SO₄ |
bis pH = 4,5 |
* Alle Mengenangaben in dieser wie in den folgenden Tabellen sind Gew.-% bezogen auf
den Faserstoff. |
Vergleichsbeispiel 1
[0035] Entsprechend Beispiel 1 wurden als Vergleiche die Proben 1.6 bis 1.8 ohne amphoteres
PAA gefertigt mit den Abweichungen
1.6 |
- |
kein Polyacrylamid |
1.7 |
- |
mit 1% kationischem PAA |
1.8 |
- |
mit 1% anionischem PAA. |
Beispiel 2
[0036] Analog Beispiel 1 wurden ca. 175 g/m² schwere Basispapiere mit den in Tabelle 2 aufgeführten
Zutaten hergestellt.
Tabelle 2
Zutaten und Mengen gemäß Beispiel 2 |
|
Probe |
|
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
2.6 |
Na-Stearat |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Na-Aluminat |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
amph. PAA IIa |
1,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
amph. PAA IIb |
- |
1,0 |
- |
- |
- |
- |
amph. PAA IIc |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
- |
amph. PAA IId |
- |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
amph. PAA IV |
- |
- |
- |
- |
1,0 |
- |
anionisches PAA (10 Mol-% anion. Gruppen) |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
Alkylketendimer |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
H₂SO₄ |
bis pH = 5,5 |
Vergleichsbeispiel 2
[0037] Entsprechend Beispiel 2 wurden die Proben 2.7 und 2.9 ohne amphoteres PAA gefertigt.
2.7 |
- |
mit 1 % kationischem PAA |
2.8 |
- |
mit 0,5 % anionischem PAA |
Beispiel 3
[0038] Analog Beispiel 1 wurden ca. 175 g/m² schwere Basispapiere mit den in Tabelle 3 angegebenen
Zutaten hergestellt.
Tabelle 3
Zutaten und Mengen gemäß Beispiel 3 |
|
Probe |
|
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
3.5 |
3.6 |
3.7 |
anion. Stärke |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
- |
- |
- |
kation. Stärke |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
- |
- |
amph. PAA IIIa |
1,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
amph. PAA IIIb |
- |
1,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
amph. PAA IIIc |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
0,5 |
2,5 |
amph. PAA IIId |
- |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
- |
amph. PAA IId |
- |
- |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
kation. PAA |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
- |
Alkylketendimer |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
Epoxidiertes Fettsäureamid |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
- |
- |
Vergleichsbeispiel 3
[0039] Entsprechend Beispiel 3.1 wurden die Proben 3.8 und 3.9 sowie entsprechend 3.6 die
Proben 3.10 und 3.11 ohne amphoteres Polyacrylamid gefertigt.
3.8 |
- |
kein Polyacrylamid |
3.9 |
- |
mit 1% kationischem PAA |
3.10 |
- |
mit 0,5 % kationischem PAA |
3.11 |
- |
kein Polyacrylamid |
Beispiel 4
[0040] Analog Beispiel 1 wurden ca. 175 g/m² schwere Basispapiere mit den in Tabelle 4 angegebenen
Zutaten hergestellt.
Tabelle 4
Zutaten und Mengen gemäß Beispiel 4 |
|
Probe |
|
4.1 |
4.2 |
4.3 |
4.4 |
4.5 |
4.6 |
Natriumstearat |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
- |
Al-Chlorid |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
- |
amph. PAA IIIc |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
- |
- |
2,5 |
amph. PAA IId |
- |
- |
- |
2,0 |
- |
- |
amph. PAA IV |
- |
- |
- |
- |
2,0 |
- |
Alkylketendimer |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
H₂SO₄ |
bis pH = 5,5 |
- |
Vergleichsbeispiel 4
[0041] Entsprechend Beispiel 4 wurden die Proben 4.7 bis 4.9 ohne amphoteres Polyacrylamid
gefertigt.
4.7 |
- |
ohne Polyacrylamid |
4.8 |
- |
mit 0,5 % anionischem PAA |
4.9 |
- |
mit 0,5 % kationischem PAA |
Vergleichsbeispiel 5
[0042] Analog Beispiel 1 wurden zwei Papierproben unter Anwendung der technischen Lehre
aus DOS 32 16 841 mit nachstehenden Zutaten gefertigt.
|
Probe |
|
5.1 |
5.2 |
kation. PAA |
1,0 |
2,5 |
Alkylketendimer |
0,6 |
0,6 |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
0,5 |
0,5 |
Vergleichsbeispiel 6
[0043] Analog Beispiel 1 wurden Papierproben unter Anwendung der technischen Lehre aus DOS
32 16 840 mit nachstehenden Zutaten gefertigt.
|
Probe |
|
6.1 |
6.2 |
kation. PAA |
0,5 |
0,7 |
anion. PAA |
0,5 |
0,3 |
Alkylketendimer |
0,6 |
1,0 |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
0,5 |
0,5 |
Vergleichsbeispiel 7
[0044] Analog Beispiel 1 wurden Papierproben unter Anwendung der technischen Lehre aus DE-0S
32 10 621 mit nachstehenden Zutaten gefertigt.
|
Probe |
|
7.1 |
7.2 |
kation. Stärke |
2,5 |
2,5 |
anion. PAA |
0,3 |
0,3 |
Alkylketendimer |
0,5 |
0,5 |
epoxidiertes Fettsäureamid |
0,3 |
- |
Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz |
- |
0,5 |
[0045] Das in den Beispielen aufgeführte Alkylketendimer ist ein Handelsprodukt, das aus
einem marktüblichen Gemisch aus Stearinsäure und Palmitinsäure synthetisiert ist,
also vorwiegend C₁₆-Alkylreste trägt. In weiteren Versuchen wurde festgestellt, daß
die Ergebnisse prinzipiell ähnlich sind, wenn andere Ketendimere zum Einsatz kommen.
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich Kanteneindringens und Gefügefestigkeit wurden
erhalten, wenn gemäß DE 36 36 79 ein Ketendimer verwendet wird, das weniger als 40
% Kohlenwasserstoffreste mit weniger als 20 C-Atomen enthält. Ein bevorzugtes derartiges
Ketendimer ist beispielsweise ein Behenylketendimer.
[0046] In weiteren Versuchen wurde festgestellt, daß der erfindungsgemäße Effekt nicht
auf das den Beispielen zugrundegelegte Flächengewicht des Basispapiers und die angegebenen
Zellstofftypen begrenzt ist. Der Effekt eines Zusatzes von amphoterem PAA ist unabhängig
vom Flächengewicht, von der Faserart und von eventuellen weiteren üblichen Zusätzen,
beispielsweise Füllstoffen.
[0047] Die in den Beispielen verwendeten amphoteren Poly(meth)acrylamide sind wie folgt
zusammengesetzt:
[0048] PAA I ist ein copolymeres Polyacrylamid mit 15 Mol% Dimethylaminoethylacrylat, mit
Dimethylsulfat quaterniert, das gemäß nachstehender Aufschlüsselung unterschiedliche
Anteile an Acrylsäure und Natriumacrylat enthält:
PAA Ia |
: |
2 Mol% |
PAA Ib |
: |
4 Mol% |
PAA Ic |
: |
7 Mol% |
PAA Id |
: |
10 Mol% |
[0049] PAA II ist ein copolymeres Polyacrylamid mit 7 Mol% Dimethylaminomethylmethacrylat
in Form des schwefelsauren Salzes, das gemäß nachstehender Aufschlüsselung unterschiedliche
Anteile an Acrylsäure und Natriumacrylat enthält:
PAA IIa |
: |
2 Mol% |
PAA IIb |
: |
4 Mol% |
PAA IIc |
: |
7 Mol% |
PAA IId |
: |
10 Mol% |
[0050] PAA III ist ein copolymeres Polyacrylamid mit 10 Mol% Dimethylaminopropylacrylamid,
mit Methylchlorid quaterniert, das gemäß nachstehender Aufschlüsselung unterschiedliche
Anteile an Acrylsäure und Natriumacrylat enthält:
PAA IIIa |
: |
2 Mol% |
PAA IIIb |
: |
4 Mol% |
PAA IIIc |
: |
7 Mol% |
PAA IIId |
: |
10 Mol% |
[0051] PAA IV ist copolymeres Polymethacrylamid mit 10 Mol% Diethylaminoethylacrylat in
Form des salzsauren Salzes und mit 10 Mol% Methacrylsäure.
[0052] Von den entsprechend den Beispielen und Vergleichsbeispielen gefertigten Papierproben
wurde jeweils ein Teil unbeschichtet belassen und geprüft, ein anderer Teil wurde
beidseitig in bekannter Weise mit Polyethylen beschichtet und in dieser Form einer
Prüfung unterzogen. Im Rahmen der Erfindung wurden die nachstehend aufgeführten Prüfverfahren
zur Bewertung herangezogen.
Oberflächenzahl (OZ)
[0053] Die Prüfung erfolgte an unbeschichteten Papierproben nach der in DE-OS 34 26 782
beschriebenen Prüfmethode. Die Oberflächenzahl kann nach vorliegenden Feststellungen
als Formationsäquivalent gelten. Die Zahlenangaben in den nachfolgenden Tabellen sind
jeweils Mittelwerte aus 5 Einzelmessungen.
Gefügefestigkeit
[0054] Die Gefügefestigkeit (innere Festigkeit) wurde nach TAPPI RC 308 mit einem Scott
Bond Spaltfestigkeitsprüfer (Internal Bond Impact Tester Model B) bestimmt. Die Zahlenangaben
in den nachfolgenden Tabellen sind jeweils Mittelwerte aus 5 Einzelmessungen.
Kanteneindringen von Entwickler (KE)
[0055] Die mit Polyethylen beschichteten Papierproben wurden beschnitten und in der erforderlichen
Mustergröße für 14 Minuten in ein handelsübliches Color-Entwicklerbad (T = 30 °C)
getaucht. Nach Zwischenwässerung, Behandlung mit handelsüblicher Fixierlösung und
Endwässerung wurden die Muster getrocknet und mit einer Meßlupe die Eindringtiefe
(in mm) der Entwicklerlösung an der Schnittkante gemessen. Die Zone des Entwicklereindringens
ist als mehr oder weniger bräunlich verfärbter Randstreifen im Durchlicht zu erkennen.
Die Zahlenangaben in den nachfolgenden Tabellen sind jeweils Mittelwerte aus 6 Einzelmessungen.
[0056] Routinemäßig wurden ferner Steifigkeit, Reißfestigkeit, Haftung der Polyethylenschichten
und fotochemische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse bewegen sich jedoch im bekannten
Rahmen und wurden für die Bewertung der Erfindung nicht herangezogen.
[0057] Die Ergebnisse der beschriebenen Prüfungen sind in den Tabellen 5 und 6 zusammengestellt.
Tabelle 5 beinhaltet die an erfindungsgemäß hergestellten Papieren der Beispiele
1 bis 4, Tabelle 6 die an den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 erhaltenen Prüfergebnisse.
[0058] Die in den Tabellen enthaltenen Prüfdaten sind wie angegeben jeweils Mittelwerte
aus 5 bzw. 6 Einzelmessungen. Im Falle der erfindungsgemäßen Beispiele wurden in keinem
Fall Schwankungen beobachtet, die bezogen auf den Mittelwert ± 5 % erreichten oder
gar überschritten. Selbst bei Messungen an verschiedenen Rollen der erfindungsgemäßen
Beispiele waren die Prüfwerte überraschend konstant. Bei den Vergleichsbeispielen
lagen die Schwankungen teilweise bei ± 10 %, in keinem Fall jedoch unter ± 5 %.
[0059] Entscheidend für die Bewertung der Erfindung ist jedoch die hohe Oberflächengüte
in Verbindung mit einer hohen Gefügefestigkeit. Die Oberflächengüte kommt in der
niedrigen Oberflächenzahl zum Ausdruck, die selbst bei einer von Natur schlechten
Mischung wie Beispiel 3 noch ein gutes Niveau erreicht. Die gute Gefügefestigkeit
entspricht den hohen "Scott-Bond-Werten¨ der Tabelle 5. Es sind jeweils vergleichbare
Systeme aus Tabelle 6 gegenüberzustellen.
Tabelle 5
an den Beispielen 1 bis 4 erhaltene Prüfergebnisse |
Probe |
Oberflächenzahl OZ |
Scott-Bond Sc. B. (fl.lb/sq.in) |
Kanteneindringen KE (mm) |
1.1 |
112 |
148 |
0.61 |
1.2 |
101 |
156 |
0.57 |
1.3 |
90 |
165 |
0.50 |
1.4 |
97 |
161 |
0.52 |
1.5 |
102 |
158 |
0.55 |
2.1 |
118 |
160 |
0.53 |
2.2 |
102 |
175 |
0.51 |
2.3 |
96 |
180 |
0.45 |
2.4 |
97 |
174 |
0.50 |
2.5 |
95 |
175 |
0.49 |
2.6 |
100 |
169 |
0.54 |
3.1 |
160 |
219 |
0.54 |
3.2 |
143 |
227 |
0.51 |
3.3 |
130 |
240 |
0.48 |
3.4 |
139 |
235 |
0.49 |
3.5 |
141 |
229 |
0.52 |
3.6 |
151 |
231 |
0.53 |
3.7 |
136 |
240 |
0.51 |
4.1 |
101 |
195 |
0.43 |
4.2 |
113 |
216 |
0.42 |
4.3 |
117 |
224 |
0.40 |
4.4 |
115 |
220 |
0.45 |
4.5 |
115 |
225 |
0.47 |
4.6 |
156 |
261 |
0.48 |
Tabelle 6
an den Vergleichsbeispielen 1 bis 7 erhaltene Prüfergebnisse |
Probe |
Oberflächenzahl OZ |
Scott-Bond Sc. B. (fl.lb/sq.in) |
Kanteneindringen KE (mm) |
1.6 |
|
|
|
1.7 |
188 |
149 |
0.72 |
1.8 |
|
|
|
2.7 |
141 |
155 |
0.57 |
2.8 |
147 |
145 |
0.60 |
3.8 |
140 |
168 |
0.59 |
3.9 |
179 |
210 |
0.55 |
3.10 |
181 |
186 |
0.60 |
3.11 |
132 |
142 |
0.62 |
4.7 |
145 |
160 |
0.53 |
4.8 |
167 |
175 |
0.50 |
4.9 |
185 |
201 |
0.45 |
5.1 |
170 |
199 |
0.55 |
5.2 |
240 |
250 |
0.52 |
6.1 |
191 |
210 |
0.50 |
6.2 |
183 |
195 |
0.47 |
7.1 |
260 |
175 |
0.80 |
7.2 |
279 |
218 |
0.50 |
1. Basispapier für fotografische Schichtträger,dadurch gekennzeichnet, daß das Papierblatt wenigstens ein hydrophobierendes Leimungsmittel, wenigstens ein
amphoteres Poly(meth)acrylamid und wenigstens ein naßfest machendes kationisches
Harz enthält.
2. Basispapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amphotere Poly(meth)acrylamid ein Copolymer ist, das wenigstens 40 Mol-%
Acrylamid- und/oder Methacrylamidgruppen enthält.
3. Basispapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis der (Meth)acrylamidgruppen zur Summe der anionischen und
kationischen Gruppen einen Wert von 60:40 bis 95:5 hat.
4. Basispapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis der Summe der kationischen Gruppen im Poly(meth)acrylamid
zur Summe der anionischen Gruppen im Poly(meth)acrylamid 10:1 bis 1:2 ist.
5. Basispapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kationischen Gruppen im Poly(meth)acrylamid in quaternierter oder protonierter
Form vorliegen.
6. Basispapier nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobierende Leimungsmittel wenigstens ein reaktives Leimungsmittel ist.
7. Basispapier nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobierende Leimungsmittel wenigstens ein nicht reaktives Leimungsmittel
ist und wenigstens eine Verbindung eines mehrwertigen Metalls zugegen ist.
8. Basispapier nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobierende Leimungsmittel eine Kombination von wenigstens einem reaktiven
und wenigstens einem nicht reaktiven Leimungsmittel ist.
9. Basispapier nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das naßfest machende kationische Harz ein mit Epichlorhydrin modifiziertes Harz
aus der Gruppe der Polyamid-Polyamin, Polyamin-, Polyimin- oder Poly(meth)acrylamidamin-Harze
ist.
10. Basiapapier nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das naßfest machende kationische Harz ein Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz
ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Basispapiers für fotografische Schichtträger,
dadurch gekennzeichnet, daß einer aus Zellstoff sowie gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen bestehenden Papierstoffsuspension
wenigstens ein hydrophobierendes Leimungsmittel (a), wenigstens ein amphoteres Poly(meth)acrylamid
(b) und wenigstens ein naßfest machendes kationisches Harz (c) zugesetzt und aus dieser
Suspension ein Papier gefertigt wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines Basispapiers nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente b vor der Komponente c in die Papierstoffsuspension gegeben wird
und die Zugabe von a entweder vor b oder vor c erfolgt.