[0001] Die Erfindung betrifft ein Papier, insbesondere für mehrfarbige Druckverfahren. Dieses
Papier kann in Form von Bögen oder als Rollenpapier verarbeitet werden. Papier ist
aufgebaut aus einem Träger- oder Rohpapier, dessen Oberfläche behandelt oder gestrichen
ist. Es wird zum Beispiel als Druckerpapier für Geschäftspapiere, Kataloge oder Werbung
eingesetzt. Digitaldruck-Verfahren setzen Toner oder Tinte ein, die z. B. in Laserdruckern
oder Tintenstrahldruckern verwendet werden. Konventionelle Druckverfahren wie z. B.
Offset-Druckverfahren setzen Druckfarbe ein. Waren Tintenstrahldrucker bisher nur
für kleinere Druckaufträge einsetzbar, erbringt eine neue Generation von Tintenstrahldruckern
Leistungen von mehr als 2.000 Blatt pro Minute und setzt damit an, den Offsetdruck
zu verdrängen.
[0002] Toner wird als Feststoff aufgebracht, Tinte und Druckfarbe bestehen jedoch aus einer
festen Phase (Pigment und/oder Farbstoffe) sowie einer flüssigen Phase (Wasser und/oder
Lösungsmittel). Bei Tinte, Farbstoffen und Druckfarbe wird angestrebt, eine möglichst
gute Trennung von fester und flüssiger Phase zu erreichen, um vor allem bei mehrfarbigen
Drucken ein farbintensives Druckbild zu erreichen. Besonders schwierig ist dies bei
der von Inkjetdruckern verwendeten Tinte, da diese -verglichen mit Druckfarbe- einen
hohen Anteil Flüssigkeit enthält.
[0003] Das Träger- oder Rohpapier muss ausreichend fest sein und ein vorgegebenes Volumen
haben. Die Fasern des Trägerpapiers bewirken die Festigkeit. Füllstoffe sind preiswert,
sie bringen die Opazität, so dass ein Papier beidseitig bedruckbar wird. Ein hoher
Einsatz von Füllstoffen senkt die Kosten.
[0004] Ein bedeutender Kostenfaktor des Digitaldruckpapiers sind die Fasern, die zur Herstellung
des Trägerpapiers eingesetzt werden. Das Trägerpapier des Digitaldruck-Papiers muss
hohe Belastungen aufnehmen. Es muss insbesondere die Füllstoffe und den Streichauftrag
tragen und darf beim Fördern des Papiers durch Drucker oder Druckmaschinen nicht reißen.
[0005] Nach dem Stand der Technik, wiedergegeben z. B. in der
EP 0 785 307 oder der
DE 197 45 082, wird angestrebt, hohe Mengen an preiswertem Füllstoff einzusetzen, aber möglichst
geringe Mengen an Streichauftrag, da Pigmente, die eine höhere Färbekraft haben als
Füllstoffe, deutlich teurer sind als Füllstoffe. Um mit möglichst wenig Streichauftrag
auszukommen, soll schon das Trägerpapier möglichst hell bzw. weiß sein.
[0006] Entsprechend wird im Stand der Technik angestrebt, besonders helle und feste Fasern
einzusetzen, die diesen Anforderungen an die Festigkeit des Trägerpapiers gewachsen
sind. Damit werden derzeit ausschließlich oder überwiegend Frisch- oder Primärfasern
zur Herstellung des Trägerpapiers eingesetzt, die also erstmals den Herstellungsprozess
durchlaufen und z. B. in einem Papier verwendet werden. Damit ist das Trägerpapier
besonders hell, es zeigt einen Weißgrad von in der Regel 80 bis zu 110 % ISO.
[0007] Der Streichauftrag gewährleistet eine gleichmäßig helle, möglichst weiße Oberfläche,
das störungsfreie Verarbeiten des Papiers, z. B. durch die Fördersysteme eines Ink-Jet
oder Laserdruckers, sowie das präzise An- und Aufnehmen der Druckfarbe bzw. des Toners
oder der Tinte. Gleichzeitig muss die Farbe oder die Tinte verlaufsfrei aufgenommen
werden. Zu diesem Zweck werden Pigmente oder Mischungen von Pigmenten eingesetzt,
die ggf. mit Bindemittel versetzt sind und die dem Papier eine möglichst gleichmäßig
helle Oberfläche verleihen sollen, die gut zur Aufnahme von Toner, Druckfarbe oder
Tinte geeignet ist und die ein farbintensives, kontrastreiches Druckbild ergibt. Pigmente
zählen zu den kostenintensiven Bestandteilen von Druckpapier. Sie sollen gemäß der
Offenbarung der
EP 0785 307 oder der
DE 197 45 082 sparsam eingesetzt werden.
[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Druckpapier herzustellen, das einen farbintensiven,
Druck mit einem wirtschaftlich herstellbaren Papier ermöglicht.
[0009] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Papier für Digitaldruck nach Anspruch 1.
[0010] Es hat sich überraschend herausgestellt, dass das erfindungsgemäße Papier ein überdurchschnittlich
farbintensives, kontrastreiches Druckbild zeigt, obwohl der Weißgrad des Papiers mit
mindestens 60 % ISO bis maximal 80 % ISO weitaus niedriger liegt als üblich. Zudem
gewährleistet das erfindungsgemäße Papier ein konturenscharfes, verlaufsarmes Bedrucken.
[0011] Das Papier nach Anspruch 1 ist mit maximal 8 g/m
2 Streichauftrag pro Seite des Papiers dünn gestrichen. In diesem Fall sind die Fasern
des Trägerpapiers nicht vollständig durch den Streichauftrag abgedeckt. Es hat sich
weiter herausgestellt, dass insbesondere die Sekundärfasern, die durch den Streichauftrag
nicht vollständig abgedeckt sind, die flüssige Phase der Druckfarbe eines Offsetdruckers
oder der Tinte des Tintenstrahldruckers extrem schnell aufnehmen. Die in der Tinte
enthaltenen Pigmente setzen sich deshalb wohl in der Mehrzahl auf der Oberfläche des
erfindungsgemäßen Papiers ab, die aus Streichauftrag und Fasern bzw. Faserabschnitten
gebildet wird. Die Ablagerung der Farbstoffe und / oder Pigmente aus der Druckfarbe
bzw. Tinte erfolgt so trennscharf und vollständig auf der Oberfläche des Papiers,
die durch den Streichauftrag, aber auch durch die Fasern des Trägerpapiers gebildet
wird, dass ein außerordentlich farbintensives, kontrastreiches und brillantes Druckbild
erzeugt wird.
[0012] Zudem wird das erfindungsgemäße Papier durch das schnelle Absorbieren der flüssigen
Phase unmittelbar nach dem Bedrucken wischfest und kann z. B. bei Geschwindigkeiten
von 2000 Blatt/Minute und mehr in Tintenstrahldruckern bedruckt werden, ohne dass
es zum Verwischen des Druckbildes kommt. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung
ist das erfindungsgemäße Papier daher insbesondere in Hochleistungs-Tintenstrahldruckern
mit einer Leistung von mehr als 500 Blatt pro Minute, insbesondere mehr als 1.000
Blatt pro Minute, vorzugsweise mehr als 2.000 Blatt pro Minute bei unveränderter Druckqualität
einsetzbar.
[0013] Bisher wurde es stets für erforderlich gehalten, Frischfasern, allenfalls mit kleineren
Beimischungen von Sekundärfasern, zur Herstellung des Trägerpapiers einzusetzen, um
den Anforderungen an Festigkeit und Helligkeit des Trägerpapiers zu genügen oder alternativ
die Menge des Streichauftrags auf über 10 g/m
2 je Seite des Trägerpapiers zu erhöhen. Frisch- oder Primärfasern sind aus Holz oder
Einjahrespflanzen mechanisch oder chemisch hergestellte Fasern. Sie werden erstmals
(frisch) zur Herstellung von Papier, Pappe oder Karton eingesetzt. Sekundärfasern
dagegen sind insbesondere Fasern, die bereits einmal zu Papier oder Pappe verarbeitet
wurden. Das Papier oder die Pappe wurden aufgelöst, ggf. wurde Tinte oder Farbe entfernt
und die Fasern werden erneut zu Papier oder Pappe verarbeitet. Durch den Gebrauch
des Papiers oder der Pappe, das Auflösen und erneute Verarbeiten ist Papier aus Sekundärfasern,
weniger fest und vor allem auch dunkler als Papier aus primären Langfaserzellstoffen.
Der typische Grauton von Recyclingpapier ist allgemein bekannt. Sekundärfasern, meist
Recyclingpapierfasern, sind dafür preiswerter verfügbar und auch umweltfreundlicher
in der Aufbereitung, da wichtigen Ressourcen wie Energie, Wasser und Chemikalien deutlich
eingespart werden können.
[0014] Ein Papier für Digitaldruck, bei dem die Fasern des Trägerpapiers zu mindestens 50
% Gewichts-% Sekundärfasern sind, ist -bei unveränderter Zusammensetzung von Füllstoff
und Streichauftrag sowie einem Streichauftrag von maximal 8 g/m
2 pro Seite des Trägerpapiers deutlich dunkler als typische Offset- oder Laserdruckpapiere.
Ein solches Papier senkt jedoch die Materialkosten und ist umweltfreundlich. Dieser
Vorteil kann - ebenso wie die erfindungsgemäßen Bedruckbarkeitseigenschaften- umso
besser genutzt werden, wenn mindestens 60 Gewichts-%, bevorzugt mindestens 75 Gewichts-%,
vorteilhaft mindestens 90 Gewichts-% der Fasern des Trägerpapiers Sekundärfasern sind.
Das Trägerpapier kann ohne weiteres auch vollständig aus Sekundärfasern hergestellt
sein.
[0015] Alle Arten von Sekundärfasern sind für die Herstellung des Trägerpapiers geeignet.
Insbesondere Altpapier, aber auch Hadern können verwendet werden. Werden dem Trägerpapier
andere Fasern beigemischt, so kann es sich um Frisch- oder Primärfasern, aber auch
um synthetische Fasern handeln.
[0016] Bisher wird der Anteil von Sekundärfasern in bekannten gestrichenen, hochwertigen
Druckpapieren von den Fachleuten bewusst begrenzt gehalten, da nach dem Stand der
Technik die dunklere Grundfarbe der Sekundärfasern als sehr nachteilig angesehen wird.
Sie muss nach Auffassung der Fachleute durch ein Mehr an Streichauftrag kompensiert
werden, um die gewünschten hohen Weißgrade von in der Regel 80 % ISO zu gewährleisten.
In der Regel ist hierzu der Einsatz von optischen Weißmachern erforderlich.
[0017] Es ist die Erkenntnis der Erfinder als Ergebnis ihrer Versuche, dass nach einer bevorzugten
Ausführung für das erfindungsgemäße Papier keine so hohen Weißgrade erforderlich sind.
Deshalb wird nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ein Papier vorgeschlagen,
das einen über 50 %-igen Anteil an Sekundärfasern bezogen auf die Gesamtmenge der
für das Trägerpapier eingesetzten Fasern aufweist, und in dessen Streichauftrag keine
optischen Aufheller enthalten sind. Ein solches Papier ist besonders wirtschaftlich
und umweltfreundlich herzustellen.
[0018] Das erfindungsgemäße Papier enthält Füllstoffe. Diese werden zum Teil über die Sekundärfasern
mit eingetragen, die häufig bis zu 20 Gewichts-% Füllstoff mitführen. Die Sekundärfasern
werden dadurch gewonnen, dass Papier in Wasser oder alkalischer Lauge aufgelöst wird,
die Fasern ggf. von Tinte befreit (De-inken) werden und Tinte und Verunreinigungen
aus der Suspension entfernt werden. Die so aufbereiteten Sekundärfasern werden dann
entweder unmittelbar als Suspension zur Herstellung des erfindungsgemäßen Papiers
eingesetzt oder sie werden getrocknet, gelagert oder transportiert und dann vor der
Verarbeitung wieder in wässriger Lösung suspendiert. Das Deinken entfernt nicht immer
alle Füllstoffe, so dass die Sekundärfasern bis zu 20 Gewichts-% Füllstoffe mitführen.
Dies ist zu berücksichtigen, wenn für das Papier für den Digitaldruck ein vorgegebener
Füllstoffgehalt einzustellen ist. Auch für den für das erfindungsgemäße Papier verwendeten
Füllstoff gilt, dass der Einsatz optischer Aufheller nicht erforderlich ist, da nach
einer bevorzugten Ausführung keine hohen Weißgrade für das Papier erforderlich sind.
[0019] Als Füllstoffe werden helle, möglichst weiße Partikel eingesetzt, am häufigsten Calciumcarbonate,
sowohl natürliche (GCC) als auch gefällte (PCC) Calciumcarbonate, oder Kaolin. Typischerweise
werden Mischungen verschiedener Füllstoffe eingesetzt. Insgesamt kann der Gehalt an
Füllstoff im Trägerpapier für das Papier 50 Gewichts-% betragen.
[0020] Das erfindungsgemäße Papier ist ein- oder beidseitig mit einem Streichauftrag von
bis zu 8 g/m
2 pro Seite des Trägerpapiers versehen. Der Streichauftrag beträgt mindestens 0,5 g/m
2 pro Seite. Bevorzugt werden bis zu 2 g/m
2 bis 6 g/m
2, vorteilhaft ca. 4 g/m
2 Streichauftrag pro Seite auf das Trägerpapier aufgebracht.
[0021] Für den Streichauftrag für ein Druckpapier, das für Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldrucker
geeignet ist, wird aus in der Regel weißen Pigmenten oder Mischungen von Pigmenten
einerseits und Bindemittel oder Mischungen von Bindemitteln andererseits eine Dispersion
hergestellt, die flüssig auf das Trägerpapier aufgetragen wird. Das also meist weiß
gestrichene Papier wird dann getrocknet und ggf. wird die Oberfläche verdichtet, z.
B. durch Kalandrieren.
[0022] Als Pigment können bekannte Streichpigmente wie PCC, GCC, Kaolin, Titandioxid einzeln
oder in Mischung eingesetzt werden. Als Bindemittel können bekannte Bindemittel eingesetzt
werden. Bevorzugt wird Stärke als Bindemittel eingesetzt, aber auch Latex oder Polyvinylalkohole
sind gut geeignet. Der Streichauftrag kann nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung
zum Erreichen von Weißgraden für das fertige Druckerpapier für Hochleistungs-Tintenstrahldrucker
von 60 % ISO oder 70 % ISO oder mehr, falls gewünscht auch von mindestens 75 % ISO
maximal jedoch 80 % ISO ausgelegt sein. Vorteilhaft werden diese Werte ohne den Einsatz
optischer Aufheller erreicht.
[0023] Das erfindungsgemäße digitale Druckpapier kann ein Blattgewicht von 50 g/m
2 bis zu 180 g/m
2 aufweisen. In diesem Bereich ist es besonders gut zum Einsatz in Hochgeschwindigkeits-
Tintenstrahldruckern geeignet.
[0024] Das erfindungsgemäße Papier ist insbesondere für die Verwendung in Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldruckern
geeignet, die mehr als 500 Blätter pro Minute, in der Regel mehr als 1.000 Blätter
oder auch 2.000 Blätter pro Minute drucken. Die Eignung von Papieren für die jeweiligen
Drucker oder Druckanlagen wie Offset, Laser oder Tintenstrahldrucker wird jeweils
geprüft durch Bedrucken mit einem einheitlichen Standard. Diese Standards oder Testbilder
sind darauf ausgelegt, dass Parameter wie Konturenschärfe, Farbdichte, Farbintensität,
Druckglanz und dergleichen überprüfbar sind. Die im Folgenden angegeben Auswertungen
verschiedener Parameter beziehen sich auf das Bedrucken eines Blattes Papier mit einem
solchen Testbild oder Standard.
[0025] Eine wesentliche Eigenschaft des erfindungsgemäßen Papiers betrifft das Aufbringen
von Druckfarbe bzw. Tinte. Die Oberfläche des erfindungsgemäßen Papiers und die Zusammensetzung
des Trägerpapiers aus 50 % oder mehr Sekundärfasern bestimmen die Geschwindigkeit,
mit der die aufgebrachte Druckfarbe bzw. die Druckertinte trocknet; mit anderen Worten,
wie schnell die flüssige Phase der Druckfarbe oder Tinte von dem jeweiligen Papier
aufgenommen wird. Die Trocknung erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Papier nach einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung in weniger als 0,1 Sekunden, bevorzugt in weniger
als 0,06 Sekunden, vorteilhaft in weniger als 0,03 Sekunden. Eine Untergrenze zeichnet
sich ab bei 0,001 Sekunden.
[0026] Die Trocknungsdauer wurde in Praxistests bestimmt, indem jeweils 5000 Blatt oder
eine dieser Menge entsprechende Bahn des zu prüfenden Papiers mittels eines Hochleistungstintenstrahldrucker
mit einem Testbild bedruckt, ggf. am Ende des Druckvorgangs geschnitten und nach dem
Abstapeln, das unmittelbar am Ausgang des Druckers automatisch erfolgt, visuell auf
Klarheit des Druckbildes bzw. Verwischungen untersucht werden. Typische, für die Prüfung
der Trocknungsdauer geeignete Hochleistungs-Inkjetdrucker sind z. B. die Geräte Océ
Jetstream 2200, InfoPrint 5000 of IBM/Ricoh oder HP T 300, die jeweils ca. 2.700 Blatt
A
4 pro Minute in Farbe bedrucken können. Diese Inkjet-Drucker sind dabei, Offset-Druckanlagen
zu ersetzen, da sie über vergleichbare Leistungsfähigkeit verfügen.
[0027] Aber auch bei Inkjet-Druckern, die 100 bis 500 Blätter pro Minute farbig drucken,
zeigen sich die schnellen Trocknungszeiten des erfindungsgemäßen Papiers nach dieser
vorteilhaften Ausführung bereits vorteilhaft.
[0028] Das schnelle Trocknen ist vermutlich auf die gute Flüssigkeitsleitung durch den dünnen
Streichauftrag und die gute Saugfähigkeit der Sekundärfasern im Trägerpapier zurückzuführen.
Auch hier ist anzumerken, dass die durch die Druckfarbe oder -tinte eingeführte Feuchtigkeit
die Festigkeit des Trägerpapiers oder dessen Dimensionsstabilität nicht nachteilig
beeinflusst.
[0029] Die Konturenschärfe (auch Linienschärfe oder Farbverlaufs-Test) eines Papiers wird
in der Weise bestimmt, dass die Ausdehnung einer gedruckten Linie gegenüber einer
Referenzlinie erfasst wird. Getestet mit dem Messgerät der Firma ImageXpert "Full
Motion System", einem Scannersystem, zeigt das erfindungsgemäße Papier bei einer aufgedruckten
Bildpunktgröße von 5 Pixel eine Konturenschärfe von bis zu 280 µm, bevorzugt von bis
zu 240 µm, insbesondere von bis zu 220 µm. Die Konturenschärfe ist z. B. ein wesentlicher
Parameter, um die Eignung eines Papiers für Hochgeschwindigkeits-Tintenstrahldrucker
zu erfassen. Die vorstehend beschriebene, gute Konturenschärfe ist mit bekannten Druckpapieren
für Digitaldrucker nicht zu erreichen. Sie ist auch unerwartet, weil Fachleute Sekundärfasern
aufgrund der guten Saugkraft nicht für geeignet halten, eine gute Konturenschärfe
wiederzugeben.
[0030] Das dies doch durch das erfindungsgemäße Papier erreicht wird, ist möglicherweise
darauf zurückzuführen, dass bekannte Papiere die Flüssigkeit der Tinte nicht vergleichbar
schnell aufnehmen können, wobei gleichzeitig der Streichauftrag eine gute Unterlage
für die Pigmente der Druckertinte bietet. Bei bekannten Papieren aus Frischfasern
verhält es sich möglicherweise dagegen so, dass die Flüssigkeit sich auf dem Papier
ausbreiten kann und nur langsam in das Papier eindringt. In der auf dem Papier aufstehenden
Tinte setzen sich dabei die Pigmente unter Umständen schneller ab als die Flüssigkeit
aufgesogen wird. Gleichzeitig verteilt sich der Tropfen wohl auch. Dabei schleppt
die auf das Frischfaser-Papier aufgebrachte Tinte dann Pigmente oder Farbstoffe mit,
die also nicht im ursprünglich auf 5 Pixel begrenzten Bereich bleiben sondern darüber
hinaus verschleppt werden, was zu einer schlechten Konturenschärfe führt.
[0031] Das erfindungsgemäße Papier für den Digitaldruck weist nach einer bevorzugten Ausführung
trotz des dünnen Streichauftrags und einer ggf. geglätteten, z. B. kalandrierten Oberfläche
eine gleichmäßige Oberfläche auf, die Toner oder Druckertinte gleichmäßig annimmt.
Die Oberfläche des Papiers weist kaum ein Mottling auf. Als "Mottling" werden hochverdichtete
Oberflächenabschnitte bezeichnet, die farblich von der Oberfläche abgegrenzt sind.
Sie verleihen dem Papier ein verschmutztes Aussehen. Außerdem nehmen sie Druckfarbe,
Toner oder Druckertinte anders auf als die übrige Papieroberfläche und erzeugen so
einen ungleichmäßiges Druckbild. Das Mottling, das visuell durch Betrachten der Oberfläche
ermittelt wird, beträgt beim erfindungsgemäßen Papier weniger als 3 % der geprüften
Papieroberfläche. In der Regel beträgt es weniger als 1 % der geprüften Papieroberfläche.
[0032] Das erfindungsgemäße Papier für den Digitaldruck weist eine hohe optische Dichte
auf. Die optische Dichte gibt an, in welchem Umfang bzw. welcher Intensität aufgetragene
Druckfarbe, Toner oder Druckertinte auf oder durch die Papieroberfläche aufgenommen
und wiedergegeben wird. Die Skala für das Maß der Wiedergabe ist dimensionslos und
beträgt 0 bis 2, dabei stellt 2 die 100 %-ige Wiedergabe dar. Die anzuwendende Norm
ist ISO /CD 5-3, Status T, Status I oder Status E, wobei Status T überwiegend in den
USA angewendet wird. Hier wurde mit dem für Europa üblichen Status E gemessen. Die
nachstehend aufgeführten Werte wurden mit dem Messgerät Gretag Macbeth D 19 D Densitometer,
Filtersatz Typ 47 B/P, 0°/45° Ringoptik gemäß DIN 16536 "Prüfung von Drucken und Druckfarben
der Drucktechnik - Farbdichtemessung an Drucken" erfasst.
[0033] Das erfindungsgemäße Papier erreicht hier trotz des niedrigen Weißgrads von 60 %
ISO bis 75 % ISO überraschenderweise einen Wert von mindestens 0,4, vorzugsweise von
mehr als 0,8, bevorzugt von mehr als 1,0. Diese für Papier sehr guten Werte lassen
sich möglicherweise dadurch erklären, dass die gute Saugfähigkeit der Sekundärfasern
die Flüssigkeit aus der Tintenstrahl-Tinte so schnell und vollständig aufnimmt, dass
eine scharfe Trennung von Pigmenten oder Farbstoffen und Flüssigkeit erfolgt, so dass
mehr Pigmente auf der Oberfläche des Druckpapiers verbleiben als bei bekannten Papieren.
Dort führt das langsame Aufnehmen von Tintenstrahl-Tinte möglicherweise dazu, dass
Zeit genug für Absetz-Effekte bleibt, weswegen Pigmente dann durch die Flüssigkeit
mit bis an oder in die Faser geschleppt werden. Sie stehen dadurch nicht mehr an der
Oberfläche des Papiers zur Verfügung.
[0034] Das erfindungsgemäße Papier weist eine hohe Farbtreue bzw. Farbechtheit auf, die
auch als Farbtonwiedergabe gemessen und bezeichnet wird. Messvorschrift ist hier die
DIN 6174 "Farbmetrische Bestimmung von Farbmaßzahlen und Farbabständen im angenähert
gleichförmigen CIELAB Farbenraum." Gemessen wurde hier mit einem Spektralphotometer
Elrepho SE 070, diffuse Beleuchtung, 0° Messung, Normlichtart D65. Die Messung setzt
die Helligkeit und die Messwerte für die rot-grün-Achse und die blaugelb-Achse des
untersuchten Objekts in Beziehung zueinander und gibt den Gesamtfarbabstand an. Die
Messwerte sind dimensionslos und können bis zu 6-stellige Werte, ohne weiteres bis
über 200.000, erreichen.
[0035] Erfindungsgemäß weist das Papier mit einem Weißgrad von nur 60 % ISO bis 80 % ISO
eine Farbintensität von mindestens 100.000 auf, bevorzugt von mindestens 120.000,
vorteilhaft von mindestens 150.000.
[0036] Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das bedruckte Papier einen
wesentlich höheren Glanz auf als das unbedruckte Papier. Der Druckglanz (Glanz des
bedruckten Papiers) liegt bei mehr als 5, bevorzugt bei mehr als 10, vorteilhaft bei
mehr als 15 bezogen auf den Glanz des unbedruckten Papiers. Der Druckglanz wird bestimmt
durch die Oberfläche des erfindungsgemäßen Papiers. Dieses Papier wird mit einem vorgegebenen
Standard oder Testbild bedruckt und der Druckglanz wird gemessen. Obwohl das bedruckte
Papier gemessen wird, betrifft dieser Parameter eine Eigenschaft des unbedruckten,
erfindungsgemäßen Papiers, da die Farbwiedergabe unmittelbar abhängig ist vom Untergrund,
auf dem sie aufgetragen wurde. Für das erfindungsgemäße Papier sind die gemessenen
Werte ungewöhnlich hoch; Fachleute hätten angesichts des höheren Anteils an Sekundärfasern
gegenüber bekannten digitalen Druckpapieren niedrigere Werte vermutet.
[0037] Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist das Papier für den Digitaldruck
eine hohe Rupffestigkeit auf, die es für den Einsatz in digitalen Druckern geeignet
macht. Die Rupffestigkeit - gemessen nach ISO 3783 - erfasst, wie stark die Drucker
beim Aufbringen von Druckfarbe bzw. Toner oder Druckertinte die Oberfläche des Papiers
beanspruchen, z. B. indem Fasern oder Partikel aus der Oberfläche des Papiers herausgelöst
(gerupft) werden. Das erfindungsgemäße Paper für den Digitaldruck weist eine Rupffestigkeit
von unter 4,0 auf. Bevorzugt liegt die Rupffestigkeit bei unter 2,0, besonders bevorzugt
bei unter 1,0. Die niedrige Rupffestigkeit ist erstaunlich, da das erfindungsgemäße
Papier einen hohen Anteil an Sekundärfasern aufweist bzw. aus Sekundärfasern besteht,
die kürzer als Primärfasern sind und deshalb leichter aus dem Faserverbund des Trägerpapiers
herausgelöst werden können. Gleichzeitig ist der Streichauftrag sehr dünn, so dass
die aufgetragenen Pigmente bzw. die Mischung aus Pigmenten und Bindemitteln die Fasern
nur wenig abdecken und schützen können. Die gute Rupffestigkeit war daher unerwartet.
[0038] Details der Erfindung werden nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
[0039] Vier Trägerpapiere werden hergestellt. Ausgehend von einer wässrigen Suspension mit
einem Fasergehalt von 1 % werden Probeblätter mit einem Blattgewicht von 80 g/m
2 geformt. Diese Probeblätter werden gestrichen und untersucht.
[0040] Trägerpapier A weist 55 % Sekundärfasern und 45 % Primärfasern, jeweils bezogen auf
die Gesamtmenge der Fasern, auf.
Trägerpapier B weist 75 % Sekundärfasern und 25 % Primärfasern auf.
Trägerpapier C weist 90 % Sekundärfasern und 10 % Primärfasern auf.
Trägerpapier D weist 100 % Sekundärfasern auf.
[0041] Als Sekundärfaser wird deinktes Altpapier eingesetzt. Als Primärfaser wird chemisch
hergestellter Nadelholzfaserstoff (Zellstoff), gebleicht auf Weißgrad 80 % ISO, eingesetzt.
[0042] Neben den Fasern wird der wässrigen Suspension auch Füllstoff zugesetzt. Die Suspension
enthält 30 Gewichts-% Füllstoff, bezogen auf das getrocknete Papier. Die Hälfte des
Füllstoffs wird durch die Sekundärfasern eingetragen. Die andere Hälfte des Füllstoffs
besteht aus Kaolin.
[0043] Die Suspension wird entwässert und es werden Papiere A, B, C und D mit einem Blattgewicht
von jeweils 80 g/m
2 hergestellt und getrocknet bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 2 Gewichts-%. Diese
Papiere werden dann jeweils mit einem Streichauftrag versehen. Eine Aufschlämmung
von PCC, GCC und Kaolin zu gleichen Teilen, die keine optischen Aufheller enthält,
wird in einer Menge von 3 g/m
2 beidseitig auf die Trägerpapiere aufgebracht. Die gestrichenen Papiere werden wiederum
getrocknet und geglättet. Das Glätten erfolgt mit einem Kalander mit einem Liniendruck
von ca. 100 N/m. Die fertigen Blätter weisen einen Weißgrad von 70 % ISO auf.
[0044] Diese geglätteten Papiere sowie ein handelsübliches Offset- oder Laserdruck-Papier,
also ein Papier für digitale Druckverfahren, Weißgrad 95 % ISO, 80 g /m
2 Blattgewicht, dessen Trägerpapier aus 100 % Frischfaser besteht, werden dann nach
den vorstehend beschriebenen Verfahren untersucht auf Konturenschärfe, optische Dichte,
Farbintensität, Druckglanz, Rupffestigkeit und das Trocknen der aufgebrachten Druckfarbe
bzw. des
[0045] Toners oder der Tinte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Parameter |
Papier Referenz |
Papier A |
Papier B |
Papier C |
Papier D |
Weiße (% ISO) |
95 |
70 |
70 |
70 |
70 |
Trocknungsdauer
(Sekunden) |
0,2 |
0,06 |
0,04 |
0,03 |
< 0,02 |
Konturenschärfe (µm) |
300 |
270 |
255 |
235 |
220 |
Optische Dichte |
0,4 |
0,65 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
Farbintensität |
95.000 |
120.000 |
145.000 |
150.000 |
165.000 |
Druckglanz |
5 |
7 |
9 |
11 |
10 |
Rupffestigkeit |
4 |
1,7 |
1,1 |
0,9 |
0,7 |
Mottling (% der Oberfläche) |
5 |
2 |
1,5 |
2,5 |
1,0 |
[0046] Das erfindungsgemäße Papier zeigt in den Parametern, die für die Beurteilung des
Druckbildes, insbesondere bei mehrfarbigen Drucken, von Bedeutung sind, also Farbintensität,
optische Dichte, Konturenschärfe und Druckglanz, trotz des niedrigeren Weißgrads von
70 % ISO des erfindungsgemäßen Papiers Werte, die deutlich besser sind als es mit
dem Referenzpapier mit einer Weiße von 95 % ISO erreichbar ist.
[0047] Es zeigt sich ergänzend, dass die Trocknungsdauer des erfindungsgemäßen Papiers weitaus
niedriger liegt als die Trocknungsdauer des handelsüblichen Referenzpapiers. Es wird
vermutet, dass die stark verkürzte Trocknungsdauer auch dazu führt, dass Konturenschärfe
und Farbintensität sowie optische Dichte deutlich verbesserte Werte gegenüber dem
Stand der Technik bzw. dem Referenzpapier zeigen. Die schnelle Trennung von flüssiger
und fester Phase (Pigmenten) der Inkjettinte auf dem erfindungsgemäßen Papier kann
dazu führen, dass diese Parameter bessere Werte zeigen als beim Referenzpapier. Die
Unterschiede sind signifikant und zeigen erheblich bessere Druckresultate als beim
Stand der Technik.
1. Papier in Bogen- oder Rollenform, insbesondere für mehrfarbigen Druck,
- mit einem Trägerpapier, das Fasern und mineralischen Füllstoff enthält, wobei
- das Trägerpapier mit einem Streichauftrag versehen ist, der Pigment und Bindemittel
aufweist, und wobei
- das Papier eine Farbintensität von mehr als 100.000 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fasern des Trägerpapiers zu mindestens 50 % Sekundärfasern sind, und dass maximal
8 g/m2 Streichauftrag pro Seite ein- oder beidseitig auf das Trägerpapier aufgetragen sind,
wobei das Papier einen Weißgrad von 60 % ISO bis 80 % ISO aufweist.
2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des Trägerpapiers zu mindestens 60 %, bevorzugt zu mindestens 75 %, vorteilhaft
zu mindestens 90 % Sekundärfasern sind.
3. Papier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Weißgrad von 65 % ISO bis 75 % ISO aufweist.
4. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das als Sekundärfasern Altpapierfasern und / oder Hadern eingesetzt werden.
5. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 0,5 g/m2 und maximal 8 g/m2 Streichauftrag ein- oder beidseitig auf das Trägerpapier aufgetragen sind, bevorzugt
bis zu 6 g/m2, vorteilhaft bis zu 4 g/m2, insbesondere bis zu 2 g/m2 Streichauftrag.
6. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Pigment GCC, PCC, Kaolin, Titandioxid oder Mischungen dieser Pigmente aufgetragen
sind.
7. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Stärke, Latex, Polyvinylalkohole, Vernetzer oder Mischungen davon
aufgebracht sind.
8. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier bei einer Bildpunktgröße von 5 Pixel mit einer Konturenschärfe von maximal
280 µm bedruckt ist, bevorzugt mit einer Konturenschärfe von bis zu 240 µm, vorteilhaft
mit einer Konturenschärfe von bis zu 220 µm.
9. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier ein Mottling von < 3 % aufweist.
10. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das digital bedruckte Papier eine optische Farbdichte von mehr als 0,4, bevorzugt
von mehr als 0,8, vorteilhaft von mehr als 1,0 aufweist.
11. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das digital bedruckte Papier eine Farbintensität von mindestens 120.000, vorteilhaft
von mehr als 150.000 aufweist.
12. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das digital bedruckte Papier einen Druckglanz von mehr als 5 bezogen auf den Glanz
des unbedruckten Papiers aufweist, bevorzugt einen Druckglanz von mehr als 10, vorteilhaft
von mehr als 15 aufweist.
13. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier eine Rupffestigkeit von unter 4,0, bevorzugt von unter 2,0, vorteilhaft
von unter 1,0 aufweist.
14. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Tinte eines Tintenstrahldruckers in weniger als 0,1 Sekunden, bevorzugt
in weniger als 0,06 Sekunden, vorteilhaft in weniger als 0,03 Sekunden wischfest ist.
15. Verwendung eines Papiers nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche zur Verarbeitung
in einem Inkjet-Drucker mit mindestens 150 Seiten/Minute Druckgeschwindigkeit.