DE2044780B2

DE2044780B2 - Für aktinisches Licht undurchlässiges graues Papier und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2044780B2
Application number: DE19702044780
Authority: DE
Inventors: Carol Rae Watertown Beckner; Klaus B. Pulaski Kaper
Original assignee: Schoeller Technical Papers Inc
Current assignee: Schoeller Technical Papers Inc
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 1970-09-10
Publication date: 1978-06-15
Also published as: BE755534A; GB1325554A; DE2044780C3; JPS4911564B1; DE2044780A1; FR2060662A5

Description

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Die Erfindung betrifft für aktinisches Licht undurchlässiges graues Papier für photographische 2'wecke aus Faserstoffen mit einem Gehalt an in Wasser dispergierbaren schwarzen Pigmenten und/oder in Wasser lösliehen schwarzen Farbstoffen von 1,3 bis 3,8%g/m². Das Papier wird hauptsächlich im Silbersalzdiffusionsverfahren verwendet. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Papiers.

Für aktinisches Licht undurchlässiges schwarzes Papier mit Gehalten an schwarzen Pigmenten, insbesondere Ruß, oder an schwarzen, in Wasser löslichen Farbstoffen, ist bekannt. Bei der Verwendung für photographische Zwecke haben diese Papiere den Nachteil, daß zur Herstellung einer deckenden, blendend weißen Oberfläche mehrfache weiße Überzüge aufgebracht werden müssen. Da das Gewicht dieser Überzüge im Verhältnis zu dem Gewicht des eigentlichen Papiers hoch ist, sind diese bekannten, mit weißen Überzügen versehenen Papiere schwer und haben nur eine geringe Festigkeit.

Es ist ferner bekannt, z. B. nach der französischen Patentschrift 14 31160, Titanpigmente, z.B. Titandioxyd und/oder faseriges Kaliumtitanat, und/oder feinverteiltes Magnesiumsilicat oder Aluminiumoxyd als Füllstoffe für Papier zu verwenden.

Eine Kombination dieser bekannten Arten von Füllstoffen ist nicht bekannt

Aufgabe der Erfindung ist unter Erreichung einer höheren Opazität die Verbesserung der bekannten schwarzen Papiere für photographische Zwecke durch Erhöhung ihrer Festigkeit und Verringerung des Anteiles an schwarzen Pigmenten und/oder Farbstoffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein eingangs beschriebenes Papier zusätzlich als Titanpigment 14 bis 26 g/m² Titandioxyd und/oder faseriges Kaliumtitanat und, bezogen auf das Gewicht des Titanpigments, 1,5 bis 15 % kolloidale Teilchen aus wasserhaltigem Magnesiumsilicat oder wasserhaltigem Aluminiumoxyd homogen verteilt enthält

Besonders geeignet sind solche Papiere, die als schwarzes Pigment Ruß enthalten.

In den erfindungsgemäßen Papieren können bis zu 10% des Titanpigments durch einen anderen Füllstoff ersetzt sein, z. B. durch Natriumsilicoaluminat

Die Teilchen des Magnesiumsilicate haben vorzugsweise Durchmesser von etwa 20 nm und die Teilchen des Aluminiumoxyds vorzugsweise Durchmesser von etwa 30 nm.

Gewünschtenfalls können die erfindungsgemäßen Papiere auf der einen Seite einen weißen pigmentierten Überzug haben. Hierbei kann das Papier .auf der anderen Seite einen rauhen, pigmentierten, gegen Wasser und Lösungsmittel beständigen Überzug haben.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung solcher Papiere ist dadurch gekennzeichnet, daß man einer wäßrigen Pulpe der das Papier bildenden Faserstoffe eine wäßrige Aufschlämmung des Titanpigments und eine wäßrige Aufschlämmung der kolloidalen Teilchen, jede für sich oder im Gemisch miteinander, zusetzt, dann eine wäßrige Aufschlämmung des schwarzen Pigments und/oder des schwarzen Farbstoffes zugibt, durch Zusage von Alaun einen sauren pH-Wert der Aufschlämmung einstellt und sie in üblicher Weise zu Papier verarbeitet und dieses trocknet.

Anschließend kann auf die eine Seite des fertigen Papiers ein weißer pigmentierter Überzug und gegebenenfalls auf die andere Seite ein rauher, pigmentierter, gegen Wasser und Lösungsmittel beständiger Überzug aufgebracht werden.

Die erfindungsgemäßen Papiere bringen den Fortschritt mit sich, daß auf ihnen schon ein einziger weißer Überzug ausreicht, um eine für Vervielfältigungszwecke erforderliche blendend weiße Oberflächenschicht zu erhalten, während bei den bekannten schwarzen Papieren wenigstens zwei solcher Überzüge erforderlich sind. Hierbei handelt es sich nicht um eine einfache Addition der Wirkung der Füllstoffe, sondern, wie Versuche gezeigt haben, um eine synergistische Wirkung, die über die additive Wirkung der Bestandteile weit hinausgeht.

Die Beispiele erläutern einige Ausführungsformen der Erfindung. Unter »%« ist stets »Gewichtsprozent« zu verstehen.

Beispiel 1

Eine 2%ige wäßrige Dispersion von wasserhaltigem Magnesiumsilikat und eine wäßrige 50%ige Dispersion von Titandioxyd in Rutilform, das 10% Natriumsilikoaluminat enthielt, wurden gesondert hergestellt, wobei ein mit hoher Geschwindigkeit laufender Mischer verwendet wurde. Die Dispersion des Titandioxyds enthielt zusätzlich 0,3 % Natriumhexametaphosphat, bezogen auf das Gewicht des Titandioxyds, um die Dispersion der Pigmentteilchen zu erleichtern. Die beiden Dispersionen wurden in der oben angegebenen Reihenfolge einer 3%igen Aufschlämmung von Sulfitkraftzellstoff zugegeben. Dieser Zellstoff war zu einem Mahlgrad von etwa 350 raffiniert worden, wobei der Mahlgrad in »kanadischem Freiheitsmaß« angegeben ist und nach der TAPPI-Methode T-227 m-58 bestimmt wurde. Es wurden 0,5 % Magnesiumsilikat und 10 % der Füllstoffpigmente zugegeben, bezogen auf das Gewicht der Fasern. Vor der Herstellung des opaken Papiers auf einer Fourdriniermaschine gab man 2 % kationische Stärke zur Verbesserung der Füllstoff-Retention (vgl. Seiten 688, 689, Bd. 18, Kirk-Othmer, »Encyclopedia of Chemical Technology«) und etwa 1 % wasserabstoßenden Harzleim zu, beides bezogen auf den Gehalt an Fasern. Durch Zugabe von Alaun wurde der pH-Wert auf etwa 4,5 eingestellt. Dann gab man 1,5 %, bezogen auf die Menge der Fasern, vordispergierten Ruß gleich nach dem Zusatz der katäonischen Stärke hinzu. Nach üblichen Verfahren wurde dann ein Papier hergestellt, das keine Knoten und Löcher enthielt. Das Papier wurde gepreßt und in üblicher Weise getrocknet. Das fertige Papier wurde mit 6 % oxydierter Stärke geleimt. Anschließend wurde mit einer Maschine kalandert, um eine glatte Oberfläche für die weiteren Überzüge zu erhalten.

Das erhaltene graue Papier hatte eine Dicke von 0,19 mm, ein Gewicht von 170 Gramm je Quadratmeter und enthielt je Quadratmeter 15,5 Gramm der Füllstoffe und 2,1 Gramm Ruß. Die Füllstoffe und die anderen Zusatzstoffe wurden praktisch vollständig vom Papier festgehalten, weil das Weißwasser im Umlauf gehalten wurde. Das erhaltene Papier hatte eine gleichmäßige graue Farbe und war vollständig opak.

Beispiele II und III

Nach dem Verfahren des Beispiels I wurden weitere graue Papiere hergestellt, die ähnlich aussahen. Abweichend vom Beispiel I wurden die Dispersionen des Magnesiumsilikats und des Titandioxyds vermischt, bevor man sie aus der Fasersuspension zugab. Weitere Unterschiede gehen aus der Tabelle I hervor.

Tabelle I Beispiel II Beispiel III

Festgehaltene Füllstoffmenge, %, berechnet als Asche

Opazität des Papiers

Beispiel II Beispiel III

Dicke, Millimeter	0,18	0,19
Gewicht, g/m²	166	165
Füllstoffe, g/m²	18,4	19,0
Ruß, g/m²	2,36	2,5

vollständig

93

vollständig

60

65

Beispiel IV

Das 0,19 mm dicke graue Papier, das nach Beispiel I hergestellt war, wurde auf der einen Seite in einer Menge von 50 g/m² mit einem wäßrigen Überzug überzogen, der 62 Teile Titandioxyd, 38 Teile Bariumsulfat, 10,8 Teile Gelatine und 6 Teile Glyzerin enthielt Das erhaltene Blatt war vollständig opak und auf der überzogenen Seite ganz weiß, ohne daß die graue Farbe des Papiers hindurchschien.

Beispiel V

Ein graues Papier nach Beispiel II wurde in zwei Stufen in einer Menge von 45 g/m² mit einem wäßrigen Gemisch überzogen, das 100 Teile Titandioxyd, 12 Teile Gelatine und 6 Teile Glyzerin enthielt. Das so überzogene Papier wurde nochmals kalandert. Auf die entgegengesetzte Saite des Papiers brachte man in einer Menge von 18 g/m² einen Latexüberzug auf, der 55 Teile Polyvinylidenchlorid, 5 Teile Titandioxyd und 0,19 Teile Ruß enthielt.

Beispiel VI

Ein graues Papier nach Beispiel I wurde nach Beispiel V überzogen, mit der Ausnahme, daß der rückwärtige Überzug eine Dicke von 0,025 Millimeter hatte und aus nicht pigmentiertem Polyäthylen hoher Dichte bestand, das durch Extrudieren aufgetragen wurde.

Übliche Bildempfangsschichten aus Gelatine wurden auf die Papiere nach Beispiel V und Beispiel VI aufgebracht. Die so erhaltenen Bildempfangs-Papiere konnten in Kombination mit einem Bildnegativ, das einen opaken Überzug auf der Rückseite hat, in einem Silbersalzdiffusionsverfahren erfolgreich verwendet werden, wobei das Entwickeln außerhalb der Dunkelkammer, d. h. in Gegenwart von aktinischem Licht, stattfand. In jedem Falle waren die photographischen Abzüge zufriedenstellend und hatten keine Flecken oder Fehler durch Hindurchfallen des Lichts.

Beispiel VII

Nach dem Verfahren des Beispiels I wurde ein 0,2 mm dickes graues Papier hergestellt. In diesem war das Magnesiumsilikat ersetzt durch 0,5 % wasserhaltiges Aluminiumoxyd. Es enthielt 13,5 % Füllstoffe, bezogen auf das Gewicht der Fasern. Das Papier hatte ein Quadratmetergewicht von 166 Gramm. Es enthielt je Quadratmeter 19,5 Gramm Füllstoffe und 2,3 Gramm Ruß. Die Füllstoffe wurden in einer Menge von 93 % zurückgehalten, wie aus der Bestimmung der Asche hervorging. Das so hergestellte Papier war gleichmäßig grau und vollständig opak.

Beispiel VIII

Nach dem Verfahren des Beispiels I wurde ein 0,2 mm dickes graues Papier hergestellt. Die Füllstoffe bestan-

den aus 7 % Titandioxyd und 7 % Kaliumtitanat, bezogen auf die Menge der Papierfaser. Das Papier hatte ein Quadratmetergewicht von 154 Gramm. Es enthielt je Quadratmeter 20 Gramm Titanpigmente und 2,2 Gramm Ruß. Der Füllstoff wurde in einer Menge von 93% festgehalten. Das entstandene graue Papier war vollständig opak.

Der Vergleich der Opazitäten von Papieren, von denen das eine nach dem Beispiel I hergestellt war und drei andere im allgemeinen in derselben Art hergestellt waren, aber (A) das wasserhaltige Magnesiumsilikat weggelassen war oder (B) das Titanpigment weggelassen war oder (C) der Ruß weggelassen war, ergab folgende Ergebnisse:

Papier nach Beispiel I:

klares Negativ, keine schwarzen Flecken,

Papier A (kein wasserhaltiges Magnesiumsilikat):
viele schwarze Flecken,

Papier B (kein Titanpigment): viele schwarze Flecken, Papier C (kein Ruß): Negativ dunkel geworden.

Claims

Patentansprüche:

1. Für aktinisches Licht undurchlässiges graues Papier für photographische Zwecke aus Faserstoffen mit einem Gehalt an in Wasser dispergierbaren schwarzen Pigmenten und/oder in Wasser löslichen schwarzen Farbstoffen von 1,3 bis 3,8g/m², dadurch gekennzeichnet, daß das Papier zusätzlich als Titanpigment 14 bis 26 g/m² Titandioxyd und/oder faseriges Kaliumtitanat und, bezogen auf das Gewicht des Titanpigments, 1,5 bis 15 % kolloidale Teilchen aus wasserhaltigem Magnesiumsilikat oder wasserhaltigem Aluminiumoxyd homogen verteilt enthält

2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 10 % des Titanpigments durch einen üblichen Füllstoff ersetzt sind.

3. Papier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es wasserhaltiges Magnesiumsilikat mit Teilchendurchmessern von 20 nm enthält.

4. Papier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es wasserhaltiges Aluminiumoxyd mit Teilchendurchmessern von 30 nm enthält.

5. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es auf der einen Seite einen üblichen weißen pigmentierten Überzug hat.

6. Papier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es auf der dem weißen pigmentierten Überzug gegenüberliegenden Seite einen üblichen rauhen, pigmentierten, gegen Wasser und Lösungsmittel beständigen Überzug hat.

7. Verfahren zur Herstellung von Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einer wäßrigen Pulpe der das Papier bildenden Faserstoffe eine wäßrige Aufschlämmung des Titanpigments und eine wäßrige Aufschlämmung der kolloidalen Teilchen, für sich oder im Gemisch miteinander, zusetzt, dann eine wäßrige Aufschlämmung des schwarzen Pigments und/ oder des schwarzen Farbstoffes zugibt, durch Zugabe von Alaun auf einen sauren pH-Wert einstellt und die so erhaltene Aufschlämmung in üblicher Weise zu Papier verarbeitet und dieses trocknet.

8. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung von Papier nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die eine Seite des Papiers den weißen pigmentierten Überzug und gegebenenfalls auf die andere Seite den rauhen, pigmentierten, gegen Wasser und Lösungsmittel beständigen Überzug aufbringt.