DE1007165B

DE1007165B - Verfahren zur Herstellung von Hochglanzpapieren

Info

Publication number: DE1007165B
Application number: DEW15134A
Authority: DE
Inventors: Robert Lathrop Smith; Frederick Hazard Frost
Original assignee: Warren SD Co
Current assignee: Warren SD Co
Priority date: 1953-10-22
Filing date: 1954-10-21
Publication date: 1957-04-25
Also published as: BE531889A; US2819184A; GB769460A; FR1112176A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Hochglanzpapieren, die mit mineralischen Stoffen gestrichen sind und die gewöhnlich als »oberflächenbearbeitetes gestrichenes Papier« bezeichnet werden.

Bei der Herstellung von oberflächenbehandeltem gestrichenem Papier tritt es häufig auf, daß die gestrichene Papierfläche an der Zurichtfläche klebenbleibt, wodurch die gestrichene Oberfläche verdorben oder bei starkem Festkleben sogar vollständig wertlos wird. USA.-Patent 2 568 288 entwickelt ein Verfahren, um das Festkleben zu verhindern. Gemäß dieser Patentschrift wird auf der Zurichtfläche ein unsichtbarer Film aufgebracht, dessen Dicke im wesentlichen 2000 Ängströmeinheiten beträgt. Der Film besteht aus einem öligen oder fettigen Stoff und wird als »öliger filmbildender Stoff« bezeichnet. Der Film muß eine ganz bestimmte Dicke haben. Er darf nicht so dick sein, daß das Anhaften der nassen gestrichenen Papierfläche an der Zurichtfläche verhindert wird, er muß jedoch noch dick genug sein, daß das Ankleben der trockenen gestrichenen Oberfläche an der Zurichtfläche vermieden wird. Da durch das Papier ein Teil des ölhaltigen Films von der Zurichtfläche entfernt wird, ist es notwendig, den öligen Film zu ergänzen. Das bevorzugte Verfahren zur Erhaltung des Films besteht darin, dem wäßrigen Mineralstoffgemisch, mit welchem das Papier bestrichen wird, öliges Ablösemittel in einer Menge von gewöhnlich 0,1 bis 1% des Trockengewichts der aufzustreichenden Substanz zuzufügen. Auf der Zurichtfläche wird aus dem nassen Aufstrich genug öliger Stoff adsorbiert, um die Menge, die der getrocknete Aufstrich aufnimmt, auszugleichen, und so wird der ölhaltige Film beständig erhalten.

Es liegt auf der Hand, daß zur Erzielung optimaler Ergebnisse nach dem Verfahren des USA.-Patents 2 568 288 eine sehr genaue und dauernde Überwachung und Regulierung des öligen Zusatzes zum Aufstrichgemisch erforderlich ist, um die gewünschte Filmdicke beizubehalten. Jegliches Anwachsen der Dicke des öligen Films über das zum zufriedenstellenden Ablösen erforderliche Minimum bewirkt eine entsprechende Verminderung des Glanzes des satinierten gestrichenen Papiers. Selbst ein mäßiges Anwachsen der Dicke des Ölfilms kann ein gesprenkeltes Aussehen des satinierten gestrichenen Papiers verursachen und so viel Fett auf der Oberfläche des gestrichenen Papiers zurücklassen, daß das Papier unangenehm zu handhaben ist und daß beim Drucken des Papiers auf der Druckpresse ein Schäumen verursacht wird.

Die Verwendung eines wäßrigen Bades als Ablösemittel bei der Herstellung von oberflächenbehandel-Verfahren zur Herstellung
von Hochglanzpapieren

Anmelder:

S. D. Warren Company,
Boston, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1953

Robert Lathrop Smith, Gorham, Me.,

Frederick Hazard Frost, Portland, Me. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

tem gestrichenem Papier wird im USA.-Patent 2 678 890 beschrieben. Nach dieser Patentschrift wird eine auf die Papierbahn frisch aufgetragene, aber bereits geformte Schicht des Aufstrichs vor dem Trocknen mit einer erhitzten Zurichtfläche in Berührung gebracht, z. B. mit einer polierten chromplattierten Trommel, während die Berührungslinie, d. h. die Berührungsstelle zwischen der gestrichenen Papierfläche und der Zurichtfläche bis zu einer Höhe von 6,4 bis 50,8 mm in ein wäßriges Medium eintaucht, das im wesentlichen von suspendierten Feststoffen frei ist. Das entstehende Produkt kann von Papier, das entsprechend dem bisherigen Stand der Technik oberflächenbehandelt und gestrichen wurde, nicht unterschieden werden; jedoch scheinen die Einfachheit und Sauberkeit dieses Verfahrens die bisherigen Herstellungsmethoden zu übertreffen. Nach einem anderen Verfahren wird Papier gestrichen, getrocknet, stark satiniert und dann die verdichtete, stark satinierte Oberfläche durch ein wäßriges Bad geführt, das im wesentlichen frei von suspendierten Feststoffteilchen ist, und mit einer erhitzten Zurichtfläche in Berührung gebracht, an der es, wie in Patent 2 678 890 beschrieben, getrocknet wird. Dem Aussehen nach gleicht das nach diesem Verfahren erhaltene Produkt dem nach den bisherigen Verfahren gewonnenen oberflächenbehandelten gestrichenen Papieren. Da das Papier jedoch zuvor stark satiniert wurde, besitzt es andere erwünschte Eigenschaften, die bei oberflächenbehandeltem, gestrichenem Papier bisher nicht erzielt werden konnten.

Es wurde gefunden, daß der Zusatz von harzartigen Stoffen zu der zum Befeuchten der Schicht ver-

709' 506/376

Bei erfindungsgemäßer Anwendung von harzhaltigen Ablosemitteln wird durch das gestrichene Papier im wesentlichen das gesamte harzhaltige Ablösemittel von der Zurichtfläche entfernt, so daß ohne Rücksicht 5 auf die Menge des verwendeten Harzablösemittels, eine geglättete Oberfläche entsteht, vorausgesetzt, daß wenigstens die zur Ablösung erforderliche Mindestmenge vorhanden ist. Deshalb ist die fortgesetzte Regulierung der Zufuhr des Ablösemittels nicht notwen-

wendeten wäßrigen Lösung das Ablösen der auf gestrichenen Schicht von der Zurichtfläche in besonderem Maße erleichtert.

Es ist lediglich erforderlich, harzartige Stoffe in der zur Befeuchtung der gestrichenen Fläche verwendeten wäßrigen Flüssigkeit zu lösen, bevor die gestrichene Oberfläche mit der Zurichttrommel in Berührung kommt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Vorhandensein des harzhaltigen Stoffes

in der Befeuchtungsflüssigkeit begrenzt. Die Harz- io dig, wodurch bei der Verwendung des öligen Ablöselösung kann auf die gestrichene Oberfläche aufgetra- mittels die Bedienungsperson gestört wurde. Weiterhin gen, z. B. aufgespritzt werden, bevor das Papier in kann, falls gewünscht, genügend harzhaltiger Stoff das Flüssigkeitsbad eintritt. In diesem Fall kann das verwendet werden, um dem gestrichenen Papier andere Bad entweder Harz enthalten oder nicht. Die Erfin- beliebige spezielle Eigenschaften zu verleihen. Zum dung kann zweckmäßig in jedem Verfahren zur Her- 15 Beispiel wird durch die Zugabe einer 5°/oigen wäßristellung von oberflächenbehandeltem gestrichenem gen ammoniakalischen Schellaklösung zur Flüssigkeit, die sich an der Berührungsstelle zwischen Zurichtfläche und gestrichenem Papier ansammelt, nicht nur die Ablösung des trockenen überzogenen Papiers 20 erleichtert, sondern auch die Fähigkeit des entstehenden oberflächenbehandelten Aufstrichs, glänzende Druckfarbe festzuhalten, stark verbessert, eine erwünschte Eigenschaft, die bei oberflächenbehandelten gestrichenen Papieren gewöhnlich nicht angetroffen

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist es, daß dem 25 wird. Wird eine 6 bis 8°/oige wäßrige ammoniakaoberflächenbehandelten gestrichenen Papier, ohne lische Lösung von Manila Copal der Berührungsstelle dessen Glanz zu beeinträchtigen, weitere erwünschte
Eigenschaften verliehen werden.

Papier angewendet werden, bei welchem die Oberfläche des Aufstrichs vor der Berührung mit der Zurichtfläche mit einer wäßrigen Lösung aus harzhaltigem Stoff befeuchtet sein kann.

Ein Vorteil des Verfahrens ist es, daß das Ablösemittel im wesentlichen vollkommen von der Zurichtfläche entfernt und zu einem Bestandteil der behandelten gestrichenen Papierfläche wird.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Ablösemittel

zwischen gestrichener Oberfläche und Zurichttrommel mit einer solchen Geschwindigkeit zugesetzt, die eine dauernde Flüssigkeitsansammlung in der Berühsind harzartige Stoffe, die in wäßrigen Medien, die 30 rungsstelle zu bewirken vermag, so löst sich die genötigenfalls gelöstes Alkali oder ein anderes Mittel strichene Oberfläche nicht nur mit starkem Glanz zum Lösen des harzartigen Stoffes enthalten, ent- vollkommen ab, sondern ist im wesentlichen auch weder molekular oder kolloidal löslich sind. wasserabstoßend.

Sie bewirken eine ebenso saubere Ablösung des Der Grund für das erstaunlich verschiedene Vertrockenen oberflächenbehandelten gestrichenen Pa- 35 halten der harzhaltigen Ablösemittel im Gegensatz zu piers von einer Zurichtfläche, wie die bisher verwen- den bisher verwendeten öligen Ablosemitteln ist nicht deten öligen Ablösemittel. Falls sie im Überschuß genau bekannt. Eine teilweise Erklärung kann die über die zur Ablösung erforderliche Mindestmenge starke Kohäsion der harzhaltigen Stoffe im Gegensatz verwendet werden, bewirken sie keine Verminderung zu der sehr geringen Kohäsion eines Films aus öligem des Glanzes des satinierten gestrichenen Papiers. Es 40 Fett oder Öl liefern. Es wird angenommen, daß die wird jedoch angenommen, daß die harzhaltigen Ab- öligen Mittel die Ablösung durch Aufspalten des lösemittel das Ablösen durch einen anderen Vorgang Films bewirken, wobei ein Teil auf der Zurichtfläche auslösen als die fettigen Mittel. Bekanntlich müssen bleibt und ein Teil an dem gestrichenen Papier haftet, ölige Ablösemittel zur Erzielung bester Ergebnisse in so daß bei der \^rerwendung eines dicken öligen Films Mengen verwendet werden, die die Mindestmenge, die 45 sowohl die Zurichtfläche als auch das gestrichene Padas Ablösen bewirkt, nicht sehr übersteigt, da nur ein pier nach erfolgter Trennung stumpf erscheinen köngeringes Ansteigen über die Mindestmenge eine Ver- nen. Andererseits wird angenommen, daß bei Verminderung des Glanzes der getrockneten gestriche- wendung harzhaltiger Ablösemittel eine Trennung nen Fläche zur Folge hat, und ein beträchtliches An- zwischen der Zurichtfläche und dem harzhaltigen steigen die Bildung einer zugerichteten Oberfläche 50 Stoff erfolgt, so daß kein oder praktisch kein harznicht nur vollkommen verhindern, sondern auch bei haltiger Stoff auf der Zurichtfläche verbleibt und das fortgesetzter Anwendung auf der Zurichtfläche einen abgelöste gestrichene Papier immer eine Satinierung sichtbaren Fettfilm erzeugen kann. Demgegenüber aufweist, die der der Zurichtfläche ähnlich ist. haben die harzhaltigen erfindungsgemäßen Ablöse- Zur erfindungsgemäßen Anwendung sind Harze ge-

mittel auch bei Verwendung eines starken Überschus- 55 eignet, die in Wasser oder in Wasser enthaltendem ses des harzhaltigen Mittels über die zur Erzielung Ammoniak, Ätznatron oder einem ähnlichen Alkali des Ablöseeffekts benötigte Mindestmenge keine nach- löslich sind. Solche Harze sind Kolophonium, Schelteilige Wirkung auf die Satinierung des oberflächen- lak und Manila-Harz. Auch synthetische, in Gegenbehandelten, gestrichenen Produkts. Zum Beispiel ge- wart von Alkali lösliche Harze sind anwendbar. Ein nügte eine O,5°/oige wäßrige Lösung des harzhaltigen 60 Maleinsäureanhydridaddukt des Kolophoniumpenta-Stoffes zur vollkommenen Ablösung eines oberflächen- erythritesters ist ein solches synthetisches Harz. Es behandelten gestrichenen Papiers, wenn die Lösung ist im wäßrigen Ammoniak und in wäßrigem Ätzauf die Druckberührungsstelle gegossen wurde. Den- natron löslich. Es ist ein erwünschtes nicht öliges noch konnte man die Konzentration des harzhaltigen Ablösemittel, das die Ablösung von getrocknetem Stoffes in der wäßrigen Lösung auf 10% erhöhen, 65 oberflächenbehandeltem gestrichenem Papier von einer ohne daß die Satinage oder der Glanz des oberflächen- Zurichtfläche bewirkt, wenn es in wäßriger Lösung behandelten gestrichenen Produkts abgeschwächt auf die Oberfläche des Aufstrichs aufgetragen wird, wurde. Die fortgesetzte Verwendung verursachte auch bevor diese mit der Zurichtfläche in Berührung genicht die Bildung eines sichtbaren Harzfilms auf der bracht wird. Zurichtfläche. 70 Die absolute Mindestmenge an harzhaltigem Stoff,

die zur Ablösung der trockenen gestrichenen Papieroberfläche von der Zurichtfläche erforderlich ist, kann je nach dem verwendeten, besonderen harzhaltigen Stoff, der besonderen Aufstrichzusammensetzung und der besonderen Zurichtfläche schwanken. Im allgemeinen genügt das Auftragen einer wäßrigen Lösung, die 0,25 bis 0,50% harzartiges Ablösemittel enthält, auf die Oberfläche des gestrichenen Papiers in einer Menge, die einen dauerhaften Lösungsfilm auf dieser Oberfläche zu bilden vermag und eine zufriedenstellende Ablösung der trockenen gestrichenen Fläche von der Zurichtfläche gewährleistet. Da das Vorhandensein eines Überschusses an harzhaltigem Ablösemittel auf die Satinierung des gestrichenen Papiers jedoch keine nachteilige Wirkung ausübt, ist es zweckmäßig, auf der gestrichenen Papieroberfläche eine wäßrige Lösung aufzutragen, die 1 bis 2% harzhaltiges Ablösemittel enthält, um einen wesentlichen Sicherheitsfaktor zu schaffen und die bei der Verwendung des öligen Ablösemittels unweigerlich auf- ao tretende, das Bedienungspersonal störende Regulierung zu beseitigen.

Werden wäßrige Lösungen aus harzhaltigen Stoffen verwendet, um dem gestrichenen Papier zusätzlich weitere funktionelle Eigenschaften zu verleihen, so ist die anwendbare Konzentration hauptsächlich durch die Viskosität der entstehenden Lösung begrenzt. Im allgemeinen ist es nicht erwünscht, Lösungen zu verwenden, deren Viskosität größer ist als die Viskosität von Glycerin. So ist es nur selten ratsam, Konzentrationen von harzartigen Stoffen zu verwenden, die stärker sind als 20 bis 25%. Bei einigen harzartigen Stoffen kann es möglich sein, daß eine 20%ige Konzentration nicht ohne gleichzeitig auftretende zu starke Viskosität der Lösung erzielt werden kann, wodurch eine zufriedenstellende Verwendung unmöglich wird.

Die Menge an harzartigem Ablösemittel, die je Flächeneinheit des gestrichenen Papiers aufgetragen wird, ist, wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, veränderlich. Falls alle anderen Bedingungen, die sich aus der Änderung der Menge des auf die Papieroberfläche aufgetragenen Ablösemittels ergeben könnten, vernachlässigt' oder als nicht veränderlich augesehen werden, kann die Menge des je Flächeneinheit abgelagerten Ablösemittels anscheinend im selben Verhältnis schwanken, wie die Konzentration der aufgetragenen Lösung, d. h. von 0,25 bis 25. Die neben der Konzentration der Lösung hauptsächlich auftretenden Variablen, die ein Schwanken der Menge des abgelagerten Ablösemittels hervorrufen können, sind erstens die Viskosität der Ablösemittellösung, zweitens der Druck an der Berührungsstelle, drittens die Glätte oder Dichte der behandelten gestrichenen Oberfläche, viertens die Dichte des Ablösemittels.

Es wurde berechnet, daß das Gewicht des auf dem oberflächenbehandelten gestrichenen Papier abgelagerten Ablösemittels zwischen 0,489 und 48,9 g/qm und mehr schwanken kann.

Es wurde oben gezeigt, daß die Harzlösuug nach jedem Verfahren auf den Papieraufstrich aufgetragen werden kann, das auf der genannten Oberfläche einen Film der Lösung erzeugt, z. B. durch Sprühen, oder die Harzlösung kann aufgetragen werden, indem das gestrichene Papier mit der Zurichtfläche derart in Berührung gebracht wird, daß durch das Papier und die Zurichtfläche in der Nähe der Berührungsstelle eine V-förmige Tasche gebildet wird und diese mit der Harzlösung in einer geeigneten Tiefe von 6,4 bis 50,8 mm bespült wird. Die Harzlösung kann vor der Berührungsstelle in einer Menge auf das Papier aufgetragen werden, die die Berührungsstelle mit Harzlösung zu überfluten vermag, oder die Harzlräsung kann vor der Berührungsstelle in einer Menge aufgetragen werden, die gerade genügt, um auf der Papieroberfläche einen Film zu bilden, die aber nicht ausreicht, die Berührungsstelle zu überfluten. In diesem Fall kann die Berührungsstelle ohne Flüssigkeitsansammlung bleiben oder sie kann direkt mit Harzlösung oder Wasser oder mit wäßriger harzfreier Flüssigkeit überspült werden. Zur Herstellung einer zugerichteten Oberfläche höchster Qualität wird das oberflächlich mit einem Harz überzogene gestrichene Papier vorzugsweise zusätzlich durch eine beflutete Berührungsstelle geführt, z. B. eine solche Berührungsstelle, die mit Wasser oder Harzlösung oder irgendeiner anderen wäßrigen, keine suspendierten Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit beflutet wird. Die Beflutung der Berührungsstelle ist praktisch von Bedeutung, wenn das gestrichene Papier, auf welches die Harzlösung aufgetragen wird, getrocknet und satiniert wurde und zum Zeitpunkt, an dem die Harzlösung aufgetragen wird, trocken ist, weil die wäßrige Flüssigkeit in der Berührungsstelle dazu dient, die Oberfläche des Aufstrichs erneut zu befeuchten und weich zu machen, und es zu ermöglichen, daß diese durch Berühren mit der Zurichtfläche so weit verändert wird, daß eine behandelte Oberfläche erhalten wird. Die beflutete Berührungsstelle kann jedoch dann nicht angewendet werden, wenn vor der Berührungsstelle genügend Harzlösung auf das gestrichene Papier aufgetragen wird, so daß dessen Oberfläche befeuchtet und weichgemacht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Hochglanzpapier mit kontaktgeformtem Überzug, bei dem auf eine Papiergrundlage eine Schicht eines wäßrigen Aufstrichs aus fein verteiltem, mineralischem Pigment und hydrophilem Bindemittel aufgetragen, die Oberfläche der Schicht mit einer wäßrigen Lösung befeuchtet, die nasse und erweichte, bestrichene Oberfläche darauf in Haftberührung mit einer erhitzten Zurichtfläche gepreßt und der Aufstrich in Berührung mit der Zurichtfläche getrocknet wird, bis er nicht mehr anhaftet, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Befeuchten der Schicht verwendete wäßrige Lösung ein harzartiges Ablösemittel enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Lösung eines harzsauren Alkalimetallsalzes ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Lösung eines harzsauren Ammoniumsalzes ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung 0,25 bis 25% des harzhaltigen Ablösemittels enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 407 928; britische Patentschrift Nr. 704 097; USA.-Patentschrift Nr. 2 678 890.