EP2546068B1 - Aufzeichnungsmaterial für druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes und Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsmaterials - Google Patents
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- EP2546068B1 EP2546068B1 EP12175324.8A EP12175324A EP2546068B1 EP 2546068 B1 EP2546068 B1 EP 2546068B1 EP 12175324 A EP12175324 A EP 12175324A EP 2546068 B1 EP2546068 B1 EP 2546068B1
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Classifications
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- B41M5/155—Colour-developing components, e.g. acidic compounds; Additives or binders therefor; Layers containing such colour-developing components, additives or binders
-
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Definitions
- the invention likewise and to a particular extent relates to a method for producing such a recording material for the pressure-induced formation of a typeface.
- the invention further and to the same extent also relates to a method for producing a recording material for the pressure-induced formation of a typeface in all the embodiments and variants disclosed herein.
- CF layers are understood as meaning those layers or coatings which have color developers (color acceptors or color acceptors) which are formed as color developer pigment or, as in the case according to the invention, as oil-dissolving sour-reacting organic substances can and lead with suitable dye precursors, preferably LeukoFarbstoffe, to a color reaction in which a color complex is formed.
- suitable dye precursors preferably LeukoFarbstoffe
- organic color acceptors well known in the art include phenolic substances such as phenol, resorcinol, naphthols and salicylic acid, which may also be alkyl substituted and may be present as monomers, oligomers or polymers (resins).
- this recording material proposed on the back of its substrate on a so-called CB layer (coated back) on.
- recording materials which have on the front side a CF layer with color acceptors or color acceptors and on the backside a CB layer are referred to as so-called CFB materials , sheets or sheets.
- the CB layer contains microcapsules within which dye precursors are present in a suitable solvent. Basically causes the exercise of a localized pressure on For example, the CB coating breaks the microcapsules by, for example, writing by pen or typewriter, resulting in release of the previously encapsulated dye precursors.
- the CF coatings and / or the CB coatings are underlaid with barrier-forming intermediate coatings toward the substrate, which means that the barrier-forming intermediate coatings between substrate and CF coating and / or formed between substrate and CB coating.
- barrier-forming intermediate coatings toward the substrate, which means that the barrier-forming intermediate coatings between substrate and CF coating and / or formed between substrate and CB coating.
- 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 generally disclosed as components of color-reactive recording materials, without being concerned with possible concentrations in the color reaction layers.
- a color-developing coating composition which, according to introductory passages, is to be used preferably for pressure-sensitive recording systems.
- a coating composition contains, in addition to zinc salicylate as the color acceptor and starch and latex as binder, a clay pigment whose possible incorporation in the one proposed therein Coating composition explanatory description no mention is made.
- 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.
- GB 2 106 529 A is a carbonless copy paper, which may be formed in one of its possible embodiments as a CFB sheet.
- a possible color acceptor zinc salicylate is disclosed, however, differentiated instructions on the formation of the front and back coatings and the components used therein, in particular of the pigments used therein are not apparent from the font.
- the inventors recognized that it is preferable for the first coating composition and for the CF coating formed from the first coating composition in the present proposals for a pressure-sensitive recording material and an associated production method, if the zinc salicylate in a Range from 4 to 14% by weight, based on the total weight of the CF coating, and most preferably in a still further narrowed range of 5.5 to 11.0% by weight, again based on the total weight of the CF. Coating - integrated in this CF coating.
- this invention is based, a particular preference of the inventors for the use of zinc salicylate ER-054 of the manufacturer Sanko Co., Ltd., Japan emerged.
- the first coating composition and the CF coating formed from the first coating composition contains a pigment mixture exclusively of natural kaolin and precipitated calcium carbonate.
- the experiments and trial preparations preceding the invention showed that a particular preference on the part of the inventor is given to a first coating composition and to a CF coating formed from the first coating composition using as pigment a pigment mixture of natural kaolin and precipitated Calcium carbonate, wherein the weight percent mixing ratio of natural kaolin and precipitated calcium carbonate ranges from 2: 1 to 1: 2.
- the paper used as a web-shaped substrate for the pressure-sensitive recording material proposed here and for the method proposed for producing such a recording material preferably contains and, in order to ensure optimized self-releasability, in particular hydrophobing agents and optionally also in particular inorganic pigments.
- a film in particular a corona-treated film also conceivable.
- the dye precursors are encapsulated in microcapsules that are sized and preferred for leukocyte application.
- Dyes are largely not limited. However, 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.
- the preferred capsule content is diisopropylnaphthalene oil (KMC oil from Rütgers Novares GmbH, Duisburg-Germany), in particular Preferably used in combination with a petroleum distillate, this Diisopropylnaphtalinöl mixture then preferably 100-50 wt .-% diisopropylnaphthalene oil and 0-50 wt .-% petroleum distillate, most preferably 80-60 wt .-% Disopropylnaphtalin oil and 20-40% by weight of petroleum distillate, when referring to the foregoing wt%, includes the entirety of the diisopropylnaphthalene oil mixture.
- the dye precursors are dissolved.
- the entire microcapsule preferably contains leuco dyes in the range from 4 to 7.5% by weight as the dye precursor for the present proposals within the present specification.
- the preferred proportion of the diisopropylnaphthalene-oil mixture is then in a range of 77 to 86 wt .-%, while the proportion of the wall material is preferably in a range of 8 to 12 wt .-%. These weight percentages are based on the mass of the finished microcapsule.
- the formation of the web-like substrate 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 to this paper pulp before being fed to the paper machine preferably further ingredients such as resin glue for engine sizing , Hydrophobizing agents and other conventional additives, such as pigments, shading dyes 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 to this paper pulp before being fed to the paper machine preferably further ingredients such as resin glue for engine sizing , Hydrophobizing agents and other conventional additives, such as pigments, shading dyes and / or optical brighteners are added.
- the first coating composition is preferably applied to the front side of the substrate using a coater, the coater preferably selected from the list comprising: roll coater and in particular film press, roller blade coater, knife coater Air brush and most preferably curtain coater.
- the first used to form this CF coating Coating composition is preferably aqueous.
- the subsequent drying of the first coating composition is 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 CF coating thus formed is preferably satinized at least slightly.
- the basis weight of the CF coating of the first coating composition is preferably between 3.2 and 7.2 g / m 2, and more preferably between 3.4 and 5.2 g / m 2 .
- the application of the second coating composition to form a CB coating on the back surface 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.
- a coater selected from the list comprising: roller coater, curtain coater, doctor blade and doctor blade coater.
- a curtain coater both in its design as Schlitzg teller with downwardly open color head from which immediately forms the color curtain, as well as in its design as Gleit vombe harsher, in which the paint head is the coating mass on an inclined flow sheet, from where the color curtain, excellent product and especially machine running properties could be observed within the coating process, eventually leading to a particularly homogeneous appearance of the CB coating from the second coating composition.
- the second coating composition used to form the CB coating is 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 basis weight of the CB coating of the second coating composition is preferably between 2.2 and 6.2 g / m 2, and more preferably between 2.4 and 3.8 g / m 2 .
- both the first CF coating front coating composition and the second CB coating coating composition form a curtain coater be applied.
- the method proposed in this case is characterized in a very particularly preferred embodiment in that both coatings are applied within a single pass by a coater, this coater then has two curtain coater, each with downstream drying areas.
- the basis weight for the front side CF coating is 4.2 g / m 2 .
- the CF coating is alternatively formed from eight different first coating compositions, these coating compositions differing as shown in Table 2 below .
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paper (AREA)
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, mindestens umfassend:
- ■ ein bahnförmiges Substrat,
aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten, - ■ eine auf der Vorderseite des Substrates ausgebildete CF-Beschichtung, aufweisend
- mindestens einen Farbakzeptor, wobei die CF-Beschichtung als den mindestens einen Farbakzeptor Zink-Salicylat aufweist,
- ein anorganisches Pigment
- ■ und eine auf der Rückseite des Substrates ausgebildete CB-Beschichtung, aufweisend mindestens eingekapselte Farbstoffvorläufer.
- Die Erfindung betrifft genauso und in einem besonderen Maße ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes.
- Die Erfinderschaft sah sich vor die Aufgabe gestellt, der Öffentlichkeit ein neues Aufzeichnungsmaterial bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung von Schriftbildern zur Verfügung zu stellen,
- □ das 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,
- □ das über eine gute Offset-Bedruckbarkeit insbesondere auf der Seite mit der CF-Beschichtung verfügt, weil Kundenanforderungen inzwischen häufig eine Offsetbedruckung der druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien vorsehen und
- □ das im Rahmen seiner Herstellung einen problemlosen und stabilen Maschinenlauf auch bei höheren Maschinenlaufgeschwindigkeiten gewährleistet.
- Die Aufgabe wird nach den Erkenntnissen der Erfinderschaft gelöst mittels eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, mindestens umfassend:
- ■ ein bahnförmiges Substrat,
aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten, - ■ eine auf der Vorderseite des Substrates ausgebildete CF-Beschichtung, aufweisend
- mindestens einen Farbakzeptor, wobei die CF-Beschichtung als den mindestens einen Farbakzeptor Zink-Salicylat aufweist,
- ein anorganisches Pigment
- ■ und eine auf der Rückseite des Substrates ausgebildete CB-Beschichtung, aufweisend mindestens eingekapselte Farbstoffvorläufer,
- Die Erfindung betrifft ferner und im gleichen Maße auch ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes in all den hier noch offenbarten Ausführungsformen und -varianten.
- Dabei umfasst ein derartiges Verfahren bevorzugt mindestens die folgenden Verfahrensschritte:
- □ 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:
- 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,
- ein Bindemittel,
- Zink-Salicylat als ein Farbakzeptor;
- □ Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer CF- Beschichtung;
- □ Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung;
- □ Vorbereiten einer zweiten Beschichtungszusammensetzung mit eingekapselten Farbstoffvorläufern;
- □ Aufbringen der vorbereiteten zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CB- Beschichtung auf der Rückseite des Substrats;
- □ Trocknen der zweiten Beschichtungszusammensetzung;
- □ Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der vorderseitigen CF- Beschichtung und der rückseitigen CB- Beschichtung.
- Zum notwendigen klaren Verständnis der vorliegenden Schrift werden unter CF-Schichten (coated front) solche Schichten bzw. Beschichtungen verstanden, die Farbentwickler (Farbnehmer bzw. Farbakzeptoren) aufweisen, welche als Farbentwicklerpigment, oder wie im erfindungsgemäßen Fall als öllösende sauer reagierende organische Substanzen ausgebildet sein können und die mit geeigneten Farbstoffvorläufern, bevorzugt LeukoFarbstoffe, 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.
- Nun weist das diesseits vorgeschlagene Aufzeichnungsmaterial auf der Rückseite seines Substrates eine so genannte CB-Schicht (coated back) auf. Dabei werden Aufzeichnungsmaterialien, die vorderseitig eine CF-Schicht mit Farbnehmern bzw. Farbakzeptoren und rückseitig eine CB-Schicht aufweisen, als so genannte CFB-Materialien, -Blätter oder -Bögen bezeichnet. Die CB-Schicht enthält dabei im Rahmen ihres grundsätzlichen Aufbaus Mikrokapseln, innerhalb derer 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 der CB-Schicht in Kontakt mit dem Zink-Salicylat als mindestens ein Farbakzeptor innerhalb einer gegenüberliegend angrenzenden CF-Schicht, 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.
- Insbesondere bei CFB-Blättern besteht nun die Gefahr, dass sich die Farbstoffvorläuferlösung auch innerhalb des CFB-Blattes ausbreitet und auf die Vorderseite, d. h. die CF- Schicht durchschlägt, wodurch hier eine unerwünschte Farbreaktion ausgelöst wird. Zur Vermeidung werden die entsprechenden Substrate, sofern sie aus Papier ausgebildet sind, in der Masse voll geleimt, was auch diesseits als besonders bevorzugt gilt. Alternativ werden insbesondere bei CFB-Blättern, ohne darauf im Sinne der vorliegenden Erfindung beschränkt zu sein, die CF-Beschichtungen und/oder die CB-Beschichtungen mit Barriere bildenden Zwischenbeschichtungen zum Substrat hin unterlegt, was bedeutet, dass die Barriere bildenden Zwischenbeschichtungen zwischen Substrat und CF-Beschichtung und/oder zwischen Substrat und CB-Beschichtung ausgebildet sind. Auch eine solche Ausführung gilt als bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung.
- 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 derEP 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 auf mögliche Konzentrationen in den Farbreaktionsschichten einzugehen. - 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. - Gegenstand auch der
GB 2 106 529 A - 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. - Als Ergebnis intensiver Untersuchungen erkannte die Erfinderschaft, dass es für die erste Beschichtungszusammensetzung und für die aus der ersten Beschichtungszusammensetzung ausgebildeten CF-Beschichtung im Rahmen der diesseitigen Vorschläge für ein druckempfindliches Aufzeichnungsmaterial und für ein dazugehöriges Herstellungsverfahren als bevorzugt gilt, wenn das Zink-Salicylat in einem Bereich von 4 bis 14 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Beschichtung - und ganz besonders bevorzugt in einem noch weiter verengten Bereich von 5,5 bis 11,0 Gew.-% - erneut bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Beschichtung - in dieser CF-Beschichtung eingebunden ist. Dabei kristallisierte sich entsprechend der dieser Erfindung zugrunde liegenden Entwicklungs- und Produktionsarbeiten eine besondere Präferenz der Erfinderschaft hinsichtlich des Einsatzes von Zink-Salicylat ER-054 des Herstellers Sanko Co., Ltd., Japan, heraus.
- Im Rahmen einer ganz besonders bevorzugten Ausführung enthält die erste Beschichtungszusammensetzung und die aus der ersten Beschichtungszusammensetzung ausgebildete CF-Beschichtung 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 erste Beschichtungszusammensetzung und auf eine aus der ersten Beschichtungszusammensetzung ausgebildete CF-Beschichtung 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-Beschichtung 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 CB-Beschichtung 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/s),
- ■ 31,0 - 37,0 cm (Messgeschwindigkeit 3,45 mm/s),
- ■ 37,0 - 45,0 cm (Messgeschwindigkeit 8,55 mm/s)
- Es wurde gleichsam und als Ergebnis der schon angedeuteten zahlreichen, dieser Erfindung vorausgegangenen Versuche und Versuchsanfertigungen erkannt, wenn das auf Gew.-% innerhalb der CF-Beschichtung bezogene Verhältnis
Zink-Salicylatgesamt: anorganisches Pigmentgesamt
in einem Bereich von 1 : 6,5 bis 1 : 14,0,
und noch weiter eingeschränkt in einem Bereich von 1 : 7,2 bis 1 : 12,5 liegt, weshalb diese oben offenbarten Gew.-%-Verhältnisse als besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten. - Neben der 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
- enthält die erste Beschichtungszusammensetzung und die aus der ersten Beschichtungszusammensetzung ausgebildete CF-Beschichtung im Rahmen der diesseitigen Vorschläge für ein druckempfindliches Aufzeichnungsmaterial und für ein dazugehöriges Herstellungsverfahren bevorzugt mindestens ein Bindemittel, ausgesucht aus der Liste, umfassend:
- Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Latex, Stärke, Polyvinylalkohol.
- Auch Mischungen aus mehreren Bindemitteln, insbesondere aus mehreren der genannten Bindemittel sind vorstellbar. Die Präferenz der Erfinderschaft liegt dabei auf Styrol-Butadien-Latex, der insbesondere zusammen mit Stärke zum Einsatz kommt.
- Im Rahmen einer möglichen Ausführungsform kann die CF-Beschichtung auch nur partiell, beispielsweise
- in Form eines Musters oder
- in Form geometrischer Figuren, wie Quadrat, Rechteck, Ellipse oder
- in Form alphanumerischer Zeichen,
- (a.) eine Stärke-Präparation gegebenenfalls mit Oberflächen leimenden Zusätzen und/oder
- (b.) einen pigmentierten Überzug aufweist. Dieser pigmentierte Überzug weist dann bevorzugt mindestens ein anorganisches Pigment auf, wofür sich insbesondere natürliches Kalziumkarbonat anbietet. Jedoch auch folgende anorganische Pigmente sind als Bestandteile dieses pigmentierten Überzugs zwischen Substrat und CF-Beschichtung sehr gut bis gut geeignet: Siliziumoxid, Bentonit, kalziniertes Kaolin sowie Aluminiumoxid. Auch Mischungen aus mehreren verschiedenartigen anorganischen Pigmenten sind vorstellbar. Neben den anorganischen Pigmenten enthält ein solcher pigmentierter 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.
- Als bahnförmiges Substrat 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.
- Das als bahnförmiges Substrat zum Einsatz kommende Papier für das diesseits vorgeschlagene druckempfindliche Aufzeichnungsmaterial und für das diesseits vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsmaterials enthält bevorzugt und zur Gewährleistung einer optimierten Selbsttrennverleimbarkeit insbesondere Mittel zur Hydrophobierung und gegebenenfalls auch zusätzlich insbesondere anorganische Pigmente.
- Neben Papier ist als bahnförmiges Substrat beispielsweise eine Folie, insbesondere eine Corona-behandelte Folie genauso vorstellbar.
- Bei dem hier vorgeschlagenen Aufzeichnungsmaterial für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes mit einem Substrat und einer vorderseitig ausgebildeten CF-Beschichtung und einer rückseitig ausgebildeten CB-Beschichtung, sind innerhalb der CB-Beschichtung die Farbstoffvorläufer eingekapselt in Mikrokapseln, die hinsichtlich Größe und darin bevorzugt verwendete Leuko-Farbstoffen weitestgehend nicht eingeschränkt sind. Besonders bewährt sind jedoch solche Mikrokapseln, die ein Wandmaterial aus Melamin-Formaldehyd-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), insbesondere bevorzugt in Kombination mit einem Erdöldestillat zum Einsatz, wobei diese Diisopropylnaphtalinöl-Mischung dann bevorzugt 100-50 Gew.-% Diisopropylnaphtalin-Öl und 0-50 Gew.-% Erdöldestillat, ganz besonders bevorzugt 80-60 Gew.-% Disopropylnaphtalin-Öl und 20-40 Gew.-% Erdöldestillat umfasst bei Bezug vorstehender Gew.-%-Angaben auf die Gesamtheit an der Diisopropylnaphtalinöl-Mischung. In dieser Diisopropylnaphtalinöl-Mischung sind die Farbstoffvorläufer gelöst. Die gesamte Mikrokapsel enthält bevorzugt für die diesseitigen Vorschläge innerhalb der vorliegenden Schrift als Farbstoffvorläufer LeukoFarbstoffe in einem Bereich von 4 bis 7,5 Gew.-%. Der bevorzugte Anteil an der Diisopropylnaphtalin-Öl-Mischung liegt dann in einem Bereich von 77 bis 86 Gew.-%, während der Anteil des Wandmaterials bevorzugt in einem Bereich von 8 bis 12 Gew.-% liegt. Dabei beziehen sich diese Gew.-%-Werte auf die Masse der fertigen Mikrokapsel.
- Das Ausbilden des bahnförmigen Substrates 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, Mittel zur Hydrophobierung sowie weitere übliche Zuschlagstoffe, wie Pigmente, Nuancierfarbstoffe und/oder optische Aufheller zugegeben werden. Nach einem möglichen 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 unter Nutzung eines Streichaggregats auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht, wobei das Streichaggregat bevorzugt ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk und hier insbesondere Filmpresse, 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 schräges Ablaufblech gibt, von wo aus sich der Farbvorhang bildet, konnten besonders überzeugende Produkt- und insbesondere Maschinenlaufeigenschaften innerhalb des Streichvorgangs beobachtet werden, was schließlich zu einem besonders homogenen Erscheinungsbild der CF-Beschichtung aus der ersten Beschichtungszusammensetzung führt. Die zur Ausbildung dieser CF-Beschichtung 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-Beschichtung bevorzugt zumindest leicht satiniert. Die flächenbezogene Masse der CF-Beschichtung aus der ersten Beschichtungszusammensetzung liegt bevorzugt zwischen 3,2 und 7,2 g/m2 und noch besser zwischen 3,4 und 5,2 g/m2.
- Bei dem diesseits vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes werden für ihren jeweiligen Auftrag erste Beschichtungszusammensetzungen ausgebildet, wie sie bereits in den vorherigen Absätzen ausführlich diskutiert wurden. Neben Zink-Salicylat als ein Farbakzeptor weisen diese ersten Beschichtungszusammensetzungen gemäß den einzelnen und bevorzugten Ausführungsformen
- als anorganisches Pigment eine Pigmentmischung aus genau zwei stofflich verschiedenen anorganischen Pigmenten auf, jeweils ausgesucht aus der Liste, umfassend:
- □ natürliches Kaolin,
- □ kalziniertes Kaolin,
- □ Kieselsäure,
- □ Talkum,
- □ natürliches Kalziumkarbonat,
- □ gefälltes Kalziumkarbonat
- □ sowie Aluminium(hydr)oxid
- und als Bindemittel mindestens ein solches auf, ausgesucht aus der Liste, umfassend:
- □ Styrol-Butadien-Latex,
- □ Styrol-Acrylat-Latex,
- □ Stärke,
- □ Polyvinylalkohol.
- Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der CF-Beschichtung 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:
Tabelle 1: Komponente Menge Gefälltes Kalziumkarbonat Zusammen 60-80 Gew.-% mit einem Verhältnis Kalziumkarbonat : Kaolin in einem Bereich von 2:1 bis 1:2 Natürliches Kaolin Stärke Zusammen 8-30 Gew.-% mit einem Verhältnis Stärke : Styrol-Butadien-Latex in einem Bereich von 1:1 bis 1:3 Styrol-Butadien-Latex Zink-Salicylat 4-14 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5,5 bis 11 Gew.% - Die Aufbringung der zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CB-Beschichtung auf der Rückseite des Substrats geschieht bevorzugt mittels eines Streichaggregats, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk, Vorhangbeschichter, Streichmesser- und (Roll-)Rakelstreichwerk. 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 schräges Ablaufblech gibt, von wo aus sich der Farbvorhang bildet, konnten hervorragende Produkt- und insbesondere Maschinenlaufeigenschaften innerhalb des Streichvorgangs beobachtet werden, was schließlich zu einem besonders homogenen Erscheinungsbild der CB-Beschichtung aus der zweiten Beschichtungszusammensetzung führt. Auch die zur Ausbildung der CB-Beschichtung genutzte zweite Beschichtungszusammensetzung ist 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 CB-Beschichtung aus der zweiten Beschichtungszusammensetzung liegt bevorzugt zwischen 2,2 und 6,2 g/m2 und noch besser zwischen 2,4 und 3,8 g/m2.
- Es stellt eine ganz besonders bevorzugte Ausführung des diesseits vorgeschlagenen Verfahrens dar, wenn sowohl die erste Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung der vorderseitigen CF-Beschichtung wie auch die zweite Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung der rückseitigen CB-Beschichtung mit einem Vorhangbeschichter aufgebracht werden. Dabei zeichnet sich das diesseits vorgeschlagene Verfahren in einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante dadurch aus, dass beide Beschichtungen innerhalb nur eines einzigen Durchlaufs durch eine Streichmaschine aufgetragen werden, wobei diese Streichmaschine dann zwei Vorhangbeschichter mit jeweils nachgeschalteten Trockenbereichen aufweist. Ein solches Verfahren mit Auftrag sowohl der vorderseitigen CF-Beschichtung wie auch mit rückseitiger CB-Beschichtung innerhalb nur eines Maschinendurchlaufs ist nicht beschränkend genauso in eine Papiermaschine zu integrieren.
- 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 und unter Zusatz von Mitteln zur Hydrophobierung hergestellt. Zur Herstellung von Proben des erfindungsgemäßen Beispiels 1 wird noch innerhalb der Papiermaschine unter Verwendung einer Filmpresse vorderseitig auf das bahnförmige Substrat eine CF-Beschichtung mit einer flächenbezogenen Masse von 5,0 g/m2 ausgebildet, wofür eine erste Beschichtungszusammensetzung genutzt wird, wie sie wiedergegeben wird in der weiter unten stehenden Tabelle 2. Zur Herstellung von Proben der drei weiteren erfindungsgemäßen Beispiele 2 bis 4 und von vier Vergleichsbeispielen wird das bahnförmige Substrat am Ende der Papiermaschine als Halbfertigprodukt auf einen Tambour aufgerollt.
- Zur weiteren Herstellung von Proben der erfindungsgemäßen Beispiele 2 bis 4 und der vier Vergleichsbeispiele wird innerhalb einer Streichmaschine nach dem notwendigen Abrollen des bahnförmigen Substrats als Halbfertigprodukt vom Tambour vorderseitig unter Verwendung eines Vorhangbeschichters in seiner Ausgestaltung als Schlitzgießer eine CF-Beschichtung und rückseitig unter Verwendung eines weiteren Vorhangbeschichters in seiner Ausgestaltung als Schlitzgießer eine zweite Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CB-Beschichtung aufgebracht. Dabei enthält die zweite Beschichtungszusammensetzung als Hauptbestandteile
- □ mehr als 50 Gew.-% Melamin-Formaldehyd-Harz Mikrokapseln, welche in ihrem Inneren KMC-Öl und eine Leuko-Farbstoff-Mischung als Farbstoffvorläufer beinhalten,
- □ knapp 25 Gew.-% Stärkekörner als Abstandhalter zwischen den Mikrokapseln, und
- □ knapp 20 Gew.-% einer Mischung als Polyvinylalkohol und Styrol-Butadien-Latex als Bindemittel.
- Während die rückseitige CB-Beschichtung mit einer flächenbezogenen Masse von 3,4 g/m2 aufgetragen wird, liegt die flächenbezogene Masse für die vorderseitige CF-Beschichtung bei 4,2 g/m2.
- Innerhalb der vier erfindungsgemäßen Beispiele und der vier Vergleichsbeispiele wird die CF-Beschichtung alternativ aus acht verschiedenen ersten Beschichtungszusammensetzungen ausgebildet, wobei sich diese Beschichtungszusammensetzungen unterscheiden wie wiedergegeben in der nachfolgenden Tabelle 2.
- Bei der Betrachtung der fertig gestellten Proben einerseits der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 4 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.) Offset-Bedruckbarkeit und
- (iii.) Runnability
-
- 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 (17)
- Aufzeichnungsmaterial für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes, mindestens umfassend:■ ein bahnförmiges Substrat,
aufweisend eine Vorderseite als die erste der beiden Substratseiten und eine Rückseite als die zweite der beiden Substratseiten,■ eine auf der Vorderseite des Substrates ausgebildete CF-Beschichtung, aufweisend- mindestens einen Farbakzeptor, wobei die CF-Beschichtung als den mindestens einen Farbakzeptor Zink-Salicylat aufweist,- ein anorganisches Pigment■ eine auf der Rückseite des Substrates ausgebildete CB-Beschichtung, aufweisend mindestens eingekapselte Farbstoffvorläufer,
dadurch gekennzeichnet, dass□ als anorganisches Pigment 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 in der CF-Beschichtung eingebunden ist. - Aufzeichnungsmaterial nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zink-Salicylat in einem Bereich von 4 bis 14 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Beschichtung - in dieser CF-Beschichtung eingebunden ist.
- Aufzeichnungsmaterial nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zink-Salicylat in einem Bereich von 5,5 bis 11,0 Gew.-% - bezogen auf das Gesamtgewicht der CF-Beschichtung - in dieser CF-Beschichtung eingebunden ist.
- Aufzeichnungsmaterial nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Gew.-% innerhalb der CF-Beschichtung bezogene Verhältnis
Zink-Salicylatgesamt: anorganisches Pigmentgesamt in einem Bereich von 1 : 6,5 bis 1 : 14,0 liegt. - Aufzeichnungsmaterial nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Beschichtung als anorganisches Pigment eine Pigmentmischung aus natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat enthält.
- Aufzeichnungsmaterial nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Gew.-% bezogene Mischungsverhältnis von natürlichem Kaolin und gefälltem Kalziumkarbonat in einem Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.
- Aufzeichnungsmaterial nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Beschichtung als anorganisches Pigment eine Pigmentmischung aus kalziniertem Kaolin und Aluminiumhydroxid enthält.
- Aufzeichnungsmaterial nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Gew.-% bezogene Mischungsverhältnis von kalziniertem Kaolin und Aluminiumhydroxid in einem Bereich von 1 : 1,8 bis 1 : 2,8 liegt.
- Aufzeichnungsmaterial nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Beschichtung als anorganisches Pigment eine Pigmentmischung aus kalziniertem Kaolin und Talkum enthält.
- Aufzeichnungsmaterial nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Gew.-% bezogene Mischungsverhältnis von kalziniertem Kaolin und Talkum in einem Bereich von 1 : 3,5 bis 1 : 6,5 liegt.
- Aufzeichnungsmaterial nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Beschichtung zusätzlich mindestens ein Bindemittel enthält, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Latex, Stärke, Polyvinylalkohol.
- Bahnförmiges Aufzeichnungsmaterial nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die CF-Beschichtung nur partiell aufgetragen ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials für die druckinduzierte Ausbildung eines Schriftbildes nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, wobei das 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:- 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,- ein Bindemittel,- Zink-Salicylat als ein Farbakzeptor;□ Aufbringen der vorbereiteten ersten Beschichtungszusammensetzung auf der Vorderseite des Substrates zur Ausbildung einer CF- Beschichtung;□ Trocknen der ersten Beschichtungszusammensetzung;□ Vorbereiten einer zweiten Beschichtungszusammensetzung mit eingekapselten Farbstoffvorläufern;□ Aufbringen der vorbereiteten zweiten Beschichtungszusammensetzung zur Ausbildung einer CB- Beschichtung auf der Rückseite des Substrats;□ Trocknen der zweiten Beschichtungszusammensetzung;□ Aufrollen des bahnförmigen Substrats mit der vorderseitigen CF- Beschichtung und der rückseitigen CB- Beschichtung. - Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtungszusammensetzung mittels eines Streichaggregats aufgebracht wird, ausgesucht aus der Liste, umfassend: Walzenstreichwerk, Rollrakelstreichwerk, Messerstreichwerk, Vorhangbeschichter oder Luftbürste.
- Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Beschichtungszusammensetzung mittels eines Vorhangbeschichters aufgebracht wird.
- Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Beschichtungen aus erster und zweiter Beschichtungszusammensetzung innerhalb nur eines einzigen Durchlaufs durch eine Streichmaschine aufgetragen werden.
- Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Patentansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel der ersten Beschichtungszusammensetzung ausgesucht ist aus der Liste, umfassend: Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylat-Latex, Stärke, Polyvinylalkohol.
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