DE1546413A1 - Verfahren zum Beschichten von Papier und nach dem Verfahren beschichtetes Papier - Google Patents

Verfahren zum Beschichten von Papier und nach dem Verfahren beschichtetes Papier

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DE1546413A1
DE1546413A1 DE19651546413 DE1546413A DE1546413A1 DE 1546413 A1 DE1546413 A1 DE 1546413A1 DE 19651546413 DE19651546413 DE 19651546413 DE 1546413 A DE1546413 A DE 1546413A DE 1546413 A1 DE1546413 A1 DE 1546413A1
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Description

THEMEADCOHPOEATIOIi, Dayton, Ohio (V.St.A.)
Verfahren zum Beschichten von Papier und nach dem Verfahren beschichtetes Papier
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von beschichtetem Papier und insbesondere auf ein verbessertes Papier, welches zum Bedrucken geeignet ist, beispielsweise ein Offset-Druckpapier. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Papieres«
Das üffset-Druckverfahren stellt größere Anforderungen an die Oberflächenfestigkeit eines Papiers , als andere Druckverfahren» Das Erfordernis der größe-
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ren Oberflächenfestigkeit des Papiers ist auf eine Keihe von Faktoren zurückzuführen, insbesondere
1. auf die Verwendung von stark klebenden oder zähflüssigen Druckfarben, Vielehe nach dem Berühren der Oberfläche nicht leicht von dieser abreißen oder abgespalten werden,
2. auf das das zu druckende Bild übertragende Gummituch, welches verformbar ist und einen innigen Kontakt mit dem Papier bewirkt, wodurch die Anhaftung, zwischen Papier und Gummituch verbessert wird, und
3. auf das beim Offset-Druckverfahren verwendete Wasser zum Freihalten, der nichtdruckenden stellen von Farbe, welches leicht vom Papier aufgenommen v/ird, wodurch die Beschichtung geschwächt und v/eich gemacht wird.
Bisher bekannte Verfahren zum Herstellen beschichteter Offsetpapiere umfaßten ein Beleimen der überfläche, ein Beschichten mit walzen und anderes Vorschläge, einschließlich des Auftragens eines Elebstoff.es in der Naßpartie der Papiermaschine« Liese Arbeitsweisen und Verfahren wurden angewendet, um Grundbeschichtungen oder PrimärbeSchichtungen zum Pierstellen eines
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BAD
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.Rohpapiers aufzutragen, auf welche dann eine. Deckschicht aufgetragen wurde. Obwohl nach diesen bekannten Verfahren brauchbare Offsetdruckpapiere hergestellt,werden · können, werden durch die Anwendung der Grundbeschichtungverschiedene Nachteile hervorgerufen wie, daß hierdurch ungleichmäßig beschichtete bzw. bedeckte Fasern erzeugt werden und unerwünscht hohe Klebstoffmengen oder Klebstoffgrade erforderlich sind, wodurch ein verhältnismäßig hohes Trockengewicht entsteht. Im Falle der Oberflächenbeleimung brachten die PrimärbeSchichtungen mit geringen Farbfeststoffen und geringen Beschichtungsgewiehten sehr wenig bezüglich der optischen und anderen Oberflächeneigenschaften des endgültig beschichteten Bogens, außer, daß die Rupffestigkeit verbessert wurde. Diese bekannten Verfahren sind sehr kostspielig, wenn man sie derart abzuwandeln versucht, daß die bekannten Kachteile auf ein Iuinimum zurückgehen.
Zusätzlich ergeben sich bei den bekannten Verfahren bestimmte ITachteile, wie Hehler des Endproduktes aufgrund von zwischen dem ϊapier und der Beschichtungsvorrichtung eingefangenen Fremdkörpern, was auf die Eigenschaften des üohpapiers zurückzuführen ist. Besondere Beispiele derartiger Fehler und insbesondere in Verbindung mit üakelbeSchichtungsvorrichtungen sind Gitterstreifen, durchsichtige Streifen, Flecksn wagen ungenügender Faser-
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BAD ORiQIIMAL
■beschichtung, Löcher oder KraterMldung in der Papieroberfläche usw.
Bisher waren keine beschichteten Offsetdruckpapiere bekannt, die kommerziell mittels einer Rakelvorrichtung beschichtet worden wären. Es sind Versuche unternommen worden, Offsetdruckbögen mit einer Grundbeschichtung herzustellen, die mit derartigen Vorrichtungen aufgetragen wurde, jedoch haben vor der vorliegenden Erfindung sehr wenige dieser Versuche wegen der geringen • Rupffestigkeit des Endproduktes befriedigende Ergebnisse gezeigt. In Fällen, in denen die beschichteten Bögen eine befriedigende Rupffestigkeit aufwiesen, zeigten sie eine geringe Qualität, da der Jb'arbfeststoffgehalt der Grundbeschichtung sehr gering oder das Beschichtungsgewicht gering war oder ein außergewöhnlich festes Kohpapier erforderlich war, welches in besonderer 'weise hergestellt und/oder auf besondere Art in der irapiermaschine erzeugt werden muß.
Gemäß den bekannten Verfahren zum Herstellen von üffsetdruckmaschinen wurde die Primär- oder Grundschicht verwendet, um das Rohpapier über seine natürliche festigkeit hinaus zu verstärken, damit ein Rupfen während des üruckvorganges verhindert wird. Während die Primär- oder
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bad
Grund schicht nahezu stets zum "Verbessern der i-'estigkeit bestimmt war, wurden durch sie andere erwünschte und notwendige -Eigenschaften bis zu einem Grade beeinträchtigt, der mehr oder weniger von der Qualität des itohpapiers, des angewendeten BeSchichtungsverfahrens und der gewünschten Endqualität abhängt. Allgemein gesprochen bedeutet das, je schlechter die Rohpapierfüllung oder üohpapierdichte ist, desto mehr Grundbeschichtungsklebstoff wird benötigt, um die gewünschte Festigkeit zu erhalten, worurch die Paserbedeckung und die optischen eigenschaften des Papiers verringert und die Herstellungskosten erhöht werden. Versuche, bei den bekannten Verfahren liakelbeschichter statt ..· al zenbe schichter zu ver- v.enden, führten zu noch größeren Verringerungen der oben genannten erwünschten -Eigenschaften des Endproduktes.
üei der iierstellurjg bescliichteter Offsetdruckpapiere muß die Primär- oder ürundschicht eine Haftfestigkeit oder Bindefestigkeit entwickeln..In diesem Zusammenhang sind die xrobleme und ..öchwierigkeiten der bekannten Verfahren zur liakelbeschichtung wenigstens zweifältig. »/enn der Gehalt an Earbfeststoffen genügend hoch ist, um das richtige Beschichtungsgewicht auftragen zu können, findet eine ungenügende ülebstoffentwässerung statt, woraus wiederum eine ungenügende Verbesserung der Hohpapier-
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BAD ORIGiNAL
festigkeit entsteht, wenn Klebstoffentwässerung durch eine Verringerung der tfartfeststoffanteile erreicht wird, kann die gewünschte Bindefestigkeit entwickelt werden, jedoch werden die Vorteile des haiee!beschichters weitgehend aufgewogen, oder das erforderliche Beschichtungsgewicht kann nicht aufgebracht werden, und es ist außerdem schwierig, die Beschichtung gleichförmig aufzutragen.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden»
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum wirtschaftlichen Herstellen beschichteter bzw. gestrichener Jrapiere hoher Qualität zu schaffen, welche zum Bedrucken geeignet sind,
ferner ist es Aufgabe der Zrfindunfc, ein verbessertes Verfahren zum wirtschaftlichen !!erstellen beschichteter Papiere zu schaffen, welche nach ihrer Fertigstellung die gewünschten eigenschaften aufweisen, dah. daß das Beschichtungsgewicht in der gewünschten ,.eise eingestellt werden kann, daß sich eine gute jj'as erbe de erdung ergibt und eine hohe Festigkeit und eine starke Geschmeidigkeit der beschichteten Überfläche gegeben sind,
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Außerdem besteht die Aufgabe der Erfindung, darin, ein verbessertes Verfahren zum wirtschaftlichen Herstellen "beschichteter I-apierprodukte zu schaffen, welches wirtschaftlich und gut geeignet für Hochgeschwindigkeitsproduktion und leicht steuerbar ist, um die gewünschten Eigenschaften des Endproduktes zu erzielen.
Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes beschichtetes tapierprodukt zu schaffen, welches verbesserte Eigenschaften aufweist, die den beim Drucken auf das Jrapier ausgeübten Beanspruchungen entsprechen, und welches insbesondere so ausgebildet ist, daß es den beik ^i'f se td ruckverfahren auftretenden Erfordernissen anc;ept.i.t ist.
Diese und andere Ziele una Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung in Verbindungmit der zu ernennen, und zwar zeigt:
1 ein 3cheir.a des querschnitts eines gemäß der Erfindung beschichteten Papiers j
2 ein .Schema, aus dem die -ö'olge der einzelnen Verfahrensschritte gemäß der Erfinduno zu erkenren ist;
3 eine vergrößerte bildliche uarstellung der oberfläche' eines jrapieres,, welGhes nit einem feinen jrioLient mittels eines ->akelb'e schichte rs beschichtet ist und aus den. nai die ü'äserbedeckung erkennen
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BAD
Fig. 4- eine vergrößerte bildliche Darstellung der Oberfläche eines Papiers, welches mit einem feinen Pigment mittels eines . Aalzenbeschichters beschichtet ist und aus dem man die hierbei entstehende Faserbedeckung erkennen kann;
Fig. 5 eine vergrößerte bildliche Darstellung der Oberfläche eines Papiers, welches mit einem groben Pigment mittels eines Hakelbeschichters beschichtet ist und a,us der man die hierbei zu erzielende Faserbedeckung erkennen kann;
Figo 6 eine ähnliche Ansicht wie in Figo 5 für ein anderes grobes Pigment; und
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie in Figo 5 und 6, wobei jedoch die Beschichtung mittels eines k;alzenbeschichters aufgetragen wurde.
Allgemein gesprochen, umfaßt die Erfindung die Verwendung von groben Pigmenten der verschiedensten Formen, entweder allein oder in Verbindung miteinander oder in ausgewählter Verbindung mit feineren Pigmenten, in BeSchichtungsgemischen, welche als Grundschicht, und wenn erwünscht, in Verbindung mit anschließender Oberflächenbeschichtung mittels bekannter' -beschichtungsvorrichtungen aufgetragen werden sollen, um ein Papierprodukt hoher Qualität zu erzeugen.
Der in der Beschreibung verwendete Ausdruck "grobes Pigment" besagt, daß das oder die bestimmten Pigmente ihrer besonderen Art entsprechend groß in dem Sinne
sind, was ein Fachmann bei Pigmenten als groß bezeichnet. Der Ausdruck "grobes Pigment" ist nicht auf Pigmente in ihrem engsten Sinne beschränkt, sondern er soll in der Beschreibung auch die Verwendung solcher Pigmentprodukte, wie Kalzium-Karbonat, kagnesium-Hydroxyd, Tonerden, Solkaflocken, gemahlenes Polyäthylen und trockenei1 Särke, umfassen. Dies ist beides wegen der sehr'zahlreichen Bescfcichtungsgemische, welche nach der heutigen Beschichfrungstechnologie aufgetragen werden können, notwendig und mögliche Im allgemeinen bezeichnet der üusdruck "grobe Pigmente" Pigmente, die eine Partikelgröße von etwa 2 kikron, bezogen auf einen entsprechenden Ivu&eläurchmesser·, aufweisen.
Als Beispiel für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, durch welches ein Papier hoher Qualität hergestellt werden kann, dienen die nachstehend aufgeführten Verfahrensschrittec Auf eine deite eines üblichen oder Standardrohpapiers wurde mittels eines nakelbeschichters eine Grundbeschichtung aufgetragen. Der fiakelbeschichter arbeitete mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 m/Min..' und der Anstelldruck der Hakel wurde so eingestellt,
2 daß ein Jäeschichturigsgewicht von 9»6 g/m (294-8 Gramm pro 33υΟ ^uadratfuß) Feststoffe in einem Beschichtungsgemisch aufgetragen wurde, welches die folgende Zusammensetzung aufwies:
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■'.... BAD OBGiMAL
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23 % Ton ·
50 % Kalzium-Karbonat
17 %' Stärke
10 % Styren-Butadien-Latex
Bei dieser mischung -betrug die Partikelgröße der Kalzium-Kärbonat-Partikel auf einen Z/ugeldurchiiesser umgerechnet 7?5 Mikron,und das Gemisch wurde ^it einem Feststoffgehalt von 51 % aufgetragen.
Anschließend an das Auftragen des iJetcuichtun^s auf das Rohpapier wurde dasselbe bis zu einem j'euchtig— keitsgehalt von 5 % getrocknet. Daraufhin ?/urde die andere Seite des i.ohpapiers mit demselben j'arb^e^isch in derselben v/eise beschichtet und getroc.^riet5 se daß man einen auf beiden Seiten beschichteten !trapiergrundstoff erhielt» iianc wurde das so grundbesciiicirfcete Material durch ein Walzenpaar eines Maschinenkalanders hindurchgeschickt,, um die ursprünglichen -eigenschaften der Papierbahn wiederherzustellen und ε-ine gleichförmige Oberfläche zu schaffen und damit .gleichzeitig eine Papierbahn mit gleichförmigen mechanischen Eigenschaften zu erhalten»
Das so hergestellte grundbeschichtete ±apier wurde dann
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durch einen Kakelbe schichter mit derselben Geschwindigkeit hindurchgeschickt, der so eingestellt war, daß
2 ein BeseMchtungsgewicht von 13,3 g/m (4082 g pro 33uü ^uadratfuß) Feststoffe in einem Beschichtungsge.Ed.sch für die Deckschicht aufgetragen wurde, welche die nachstehende Zusammensetzung aufwies:
50 jo ΐοη
30 /ο Kalsium-Kar'bonat
6 70 Titan-üioxyd
, 6 yi boya-Irotein
8 $-ö Styren-Eutadien-Latex
Das j5eschichtunijSo.eiiiiKCh vmrde mit einem ifestst off gehalt von etv/a 60 ;£· aui'getragen. Anschließend an das Auftragen dex- Deckschicht wurde die x-apierbahn bis zu einem ji'euchtigkeltsgelialt von 5 i'° getroclcnet, woraufhin die andeie £eite der Papierbahn ebenfalls mit demselben uen;i:icb nach demselben Verfahren beschichtet wurde, woran anschließend die l-apierbahn bis aui' einen Gesamt-
^.lt von y ^ getrocknet wurde«
Die so ^-it einer GrundscLicht und einer Deckschicht versenenefipapierbahn wurde dann durch einen Überkalander geschieht und von den .alzen dieses "Kalanders oberflächlich poliert ο Das fertiggestellte irapier besaß hervor-
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ragende. Eigenschaften bezüglich des Glanzes, der Rupffestigkeit und des Aussehens und war frei von Rakel- ·' be Schichtungsfehlern.
Bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung wurde die zusätzliche Verwendung von groben Pigmenten als brauchbar festgestellt, beispielsweise die folgenden:
Pigment
durchschnc Partikelgröße
Warenzeichen Hersteller
Kalzium-Karbonat 2,8 Mikron Kalzium-Karbonat 5 Kalzium-Karbonat
Ton
Magnesiumhydroxid 5
Camel Wite
Camel Tex
Camel Carb
Ko Karb
kHT
H. T.Campbell & Sons
H.TοCampbell & Sons
H,T, Campbell & Sons
Minerals & Chemicals
Dow Chemical Co., l/iidland, Michigan
Experimente zeigten, daß die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Grundbeschichtungsgemische durch die verschiedensten bekannten AufStreichvorrichtungen aufgetragen werden können, beispielsweise durch Hakeloder Walzenbeschichter. Außerdem kann die Papierbahn^ besondersi wenn es erwünscht ist, ihr eine zusätzliche
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Festigkeit zu verleihen, zunächst mit einem Beschichtungsgemischj das entweder einen Klebstoff oder eine Kombination aus Klebstoffen und Pigment enthält, vor dem Auftragen der Grundbeschichtung, welche die groben Pigmente enthält, beschichtet werden. Die vorliegende Erfindung schafft viele Vorteile, welche nachstehend noch besprochen oder angedeutet werden<, Insbesondere ist das vorgeschlagene Verfahren vorteilhaft, wenn die ürundbeschichtung und üie oberste Deckschicht mittels Rakelbeschichtungsvorrichtungen aufgetragen'werden» Experimente zeigten, daß einige der Vorteile der vorliegenden Erfindung auch erzielt werden können, wenn Kombinationen anderer Beschichtun0svorrichtungen verwendet werden» Beispielsweise können uie G-rundschicht und die jueckschicht beide jeweils mittels einer iiakelbeschichtungsvorrichtung aufgetragen YJurden; oder die urundschicht wird mittels einer l-lal.elbeschichtun^svorriclitung und die oberstes Deck- : ijcl.icht--rilttels öprührohren aux'getragen; oder die ü-rund- £c":iclit. .:/i.::-d .mittels einer fiakelbeschiclitun^svorrichtung "uno Jij i^cksuMcht mijtels einer luftr^Jce!vorrichtung aUigetr^u9ii; odor ai-3 -o-rundscIVicht #ird mittels einer ..^laGriijc-i-Cl'iichbuno'SVorriciiturjg und die Deckschicht mittels einer üai-celbeschichtungsvorriehtun^ aufgetragen»
Ie ί'ν.ΙΙ^η, in denen geL.ci.E -der vorliegenden Erfindung im
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BAD ORIGINAL
G-rundbescJiichtungsgemisch grobe iigmente vorhanden sind, zeigten Experimente, daß durch die Verwendung dieser groben Pigmente im ürundbeschichtungsgeinisch die Faserbedeckung besonders bei rauhem, saugfähigen und fleckigen Rohpapier beachtlich© verbessert werden kann. Zusätzlich wird durch die Verwendung derartiger Pigmente cie Trocknung des Klebstoffes beeinflußt und man kenn die Wanderung des Klebstoffes aus der Grundbeschichtung in das Papier und aus der Deckschicht in die Grundschicht . steuern, woraus sich eine bessere überwachung und Steuerung der J'aktoren ergibt, die durch die Kleb st off wanderung beeinxlußt werden, »vie beispielsweise Druckf arbena'bsorptionsfähigkeit, I-apie ■ glänz, Hupffestigkeit und Bedruckbarkeit»
Es wurde weiterhin gefunden, da£ cie Verwendung von groben Pigmenten im Grundbeschichtun^SKeiüisch einsteuerbares j?asergefüge oder eine Likrcrauhijkeit des Grundstoffes möglich macht, wodurch xiakelfehler bedeutend verringert werden, die häufig vorkonnueri und besonders bei hohen Beschichtungsgewichter der Deckschichten, wenn diese mittels Hakelbeschichtungsvorrichtungen aufgetragen'werden. Außerdem hat die Erfahrung gezeigt, daß grobe Pigmente iiu 'jrundbeschick-
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tungsgemisch die Verwendung von Eakelbesckichtungsvorrichtungen zum Auftragen der Grundschichten ermöglichen, welche keine Rakelbeschichtungsfehler, wie Gitterstreifen, aufweisen, und wodurch Durchsclieinfehier nach der anschließenden Deckbeschichtung aufgehoben sind. Außerdem erhält man durch Verwendung grober Pigmente im GrundbeSchichtungsgemisch eine bessere und genauere Trocknung des Klebstoffes und einen geringeren Klebstoffbedarf. Es wurde gefunden, daß die Verwendung grober Pigmente im Grundbeschichtungsgemisch das Auftragen des Grundbeschichtungsgemisches mittels eines Rakelbeschichters ermöglicht, um Ausgangsprodukte für zum Bedrucken geeignete Papiere zu schaffen, bei denen hohe Anforderungen an die üupffestigkeit erfüllt sein müssen. Insbesondere ist die Erfindung zum Herstellen von Offsetpapieren geeignt-to
-ua^iit eine genügende i'aserbindungsfestigkeit und gleichzeitig eine gute ivlebotofftrocknung erreicht wird, schafft das e -findungsgemäß vorgeschlagene Eingeben grober Üyaiente in die Grund schient die Möglichkeit, die Klebstoff trocknung in zv/eckmä::iger .eise zu ändern, wobei sica lediglich geringe Auswirkungen auf die i-arbfeststoffe ergeben, während der «richtige Bindungsfes öi^keitsgrad beibehalten wird· Experimente zeigten
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außerdem, daß die Verwendung grober Pigmente im GrundbeSchichtungsgemisch "beim Kakelbeschichten die Füllung verbessert, wodurch die Faserbedeckung verbessert wird und das Papier ein Fasergefüge erhält, welches nach-, stehend im einzelnen beschrieben ist-
Die durch die Verwendung grober Pigmente erzielte verbesserte Faserbedeckung des Grundbeschichtungsgemisches ist in Fig« 3 .bis 7 dargestellt. Alle in diesen Figuren abgebildeten Bögen haben eine annehmbare Rupffestigkeit sowohl vor als auch nach dem Auftragen der Deckschicht» Zusätzlich bewirkt die Verwendung grober Pigmente, und zwar unabhängig davon, ob das Grundbeschichtungsgemisch durch Walzen- oder Eakelbeschichtungsvorrichtungen aufgetragen wurde, daß Beschichtungen entstehen, die eine bessere Faserbedeckung aufweisen als solche, die durch ein Grundbeschichtungsgemisch erzielt wurden, welches feine Pigmente enthält, wie i'ig. 3 zeigt. Es wird angenommen, daß die verbesserte Faserbedeckung durch die logarithmische Zusammenballungswirkung der groben Pigmente hervorgerufen wird. In bisher üblicher V/eise verwendete feine Pigmente fallen vermutlich in die Poren zwischen den Fasern des Rohpapiers und bedecken deren Seitenwände, wodurch ein beachtlicher Teil der
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Hohpapierflache frei bleibt, wahrend die groben Pigmente diese Zwischenräume oder Löcher auszufüllen trachten, weil sie sich.zusammenballen oder Brücken über"diese Poren bilden. "
Die i'ig« 3 bis 7 sind jeweils fotografische Bildwiedergaben von beschichteten Papieren, deren Beschichtungs-
gewichte etwa 11 g/m (3628 g pro 3300 Quadratfuß) betragen, und in allen lallen enthält das- -Beschichtungsgemisch etwa 66 °/o li^menteoln Fig» 3 und 4 war das Pigment Eydrotex-Ton, der eine mittlere durchschnittliche Partikelgröße von etwa 1 Mikron besitzt., Bei dem Bogen aus x''ig. 5 ist das Pigment Magnesiumhydroxyd, welches unter dem Warenzeichen M Ξ Τ erhältlich ist und eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 5 Mikron besitzt. Bei den Bögen aus J?ig. 6 und 7 ist das Pigment Kalziumkarbonat, welches unter dem Warenzeichen "Camel wite" erhältlich ist und eine durchschnittliche Partikelgroße von 2,5 raikron besitzt." Hierbei sind die Durchmesserangaben der Partikel stets für entsprechend große Partikel angegeben.
Beim ^erstellen beschichteter oder gestrichener Papiere hoher Qualität, wobei eine Grundschicht aufein Eoh-
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I D *4 O
papier entweder durch eine Walzen- oder eine fiake'lbeSchichtungsvorrichtung und auf diese Grundschicht anschließend eine Deckschicht mittels'einer Rakelbeschichtungsvorrichtung aufgetragen wird, zeigt die Erfahrung, daß die' "bekannten Verfahren bestimmte G-renzen besitzen. Beispielsweise ergeben sich, wie bisher festgestelltwurde, von 'Zeit zu Zeit bestimmte- Dehler.im Fertigprodukt, beispielsweise durch Einschluß von Fremdkörpern zwischen das- Papier und die iseschichtungsvorrichtung, ~iese Nachteile sind durch die natürlichen Eigenschaften.des zu beschichtenden fiohapiers und die verwendete Färbzusammensetzung bedinvt. Besondere Beispiele dieser Fehler, insbesondere bei Verwendung von Hakelbe schichtungsvorrichtun^en, sind Gitterstreifen und sonstige Streifen, durchscheinende Streifen, ^'leckenbildung durch ungleichförmige Faserbedeckung, Lochbildung usw.
Aus den Lehren der bekannten Verfahren ist bekennt, ' daß die Oberfläche eines Eohpapierblattes, welches ■ rakelbeschichtet weraen soll, wegen der i^iKroglätte ein feines Fasergefüge besitzen sollte., d.iu daß sie eine.kikrorauhigkeit besitzen sollte, um ein höheres Beschichtungsgewicht zu erzielen, und daß Beschichtunü-s-
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gewichtveränderungen durch Vergrößern der Zügabegeschwindigkeit der zugegebenen Ja-enge des Beschichtungsmaterials erzielt werden; ferner daß die G-esamtbedeckung des Bogens verbessert ist; und daß schließlich eine Oberfläche geschaffen wird, die obsorbieren kann und/oder beim physikalischen Treiben eines Fremdkörperpartikels durch den Spalt zwischen der Rakel und der Papierstützwalze hindurch keine Streifen erhält.
Es wurden bisher die verschiedensten Vorschläge gemacht, um ein solches feines Fasergefüge zu erzielen. Einige dieser Versuche umfaßten die Veränderung der Stärke der Bahnpressung, eine Glättung durch Stapeln oder eine Kalandrierung des Rohpapiers; ferner das physikalische Auftragen einer Vorlage auf das Rohpapier durch Prägen; und eine Veränderung der Faserzufuhr. Dabei ist eine verschiedene Reaktion auf Stapelungsglättung oder Maschinenkalandrierung oder wegen der natürlichen Eigenschaften der Fasern zu beobachten. Diese bekannten Verfahren waren im allgemeinen zwajj langsam und zufriedenstellend, jedoch wurde durch sie lediglich ein feines Gefüge hergestellt, sie riefen verschiedene andere Schwierigkeiten hervor, einschließlich Veränderung ■im Fasergefüge von Punkt zu Punkt der Papierbahn und ein -uurch^ciilagen eines ι,-tisters nach dem Auftragen der Deckschicht.
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BAD ORiGINAL
Experimente und Erfahrungen haben gezeigt, daß dieser Gefügeeffekt viel leichter gleichförmiger und so erzielt werden kann, daß sich zusätzliche Vorzüge ergeben. Diese zu den oben angegebenen Vorzügen zusätzlichen Vorzüge sind beispielsweise eine bessere üPaserbedeckung, eine verringerte-fKlebstoffbedarf der besonderen Beschichtung, bei welcher der Klebstoff verwendet wird, und ebenfalls in der anschließenden Deckschicht,'wodurch ferner eine bessere Steuerung der Klebstoffanordnung in einer bestimmten Beschichtung erzielt wird, ferner ist es möglich, höhere Beschichtungsgewichte der Deckschicht zu erzielen oder zu begünstigen und/oder es ist für eine gegebene Oberflächenqualität eine geringere Decksbeschichtung,notwendig} zusätzlich wird durch diese Maßnahme die Verwendung von Rakelbeschichtungsvorrichtungen· zum Auftragen der Grundbeschichtung in einem zweistufigen Verfahren zum Herstellen eines ■ Druckpapiers hoher Qualität und insbesondere die Herstellung von Offsetqualitäten möglich.
Erfahrungen unter normalen Betriebsbedingungen haben die Schlußfolgerungen bestätigt, die sich auf Grundlage von Laborversuchen andeuteten. Diese Schlußfolgerungen umfaßten auch, daß durch richtige Auswahl der Pigmente
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der Grundbeschichtung und der Färbfeststoffe die durch RakelbeSchichtungsvorrichtungen aufgetragenen %unds chi ent eil so hergestellt werden können, daß sie Segmente , aneinanderkleben, und daß ein Rakelbe schicht er benutzt werden kann, um eine Grundschicht in jedem zweistufigen Beschichtungsverfahren zum Herstellen von Druckpapieren hoher Qualität aufzutragen, insbesondere zum Herstellen von Offsetqualitäten. Die Auswahl eines Grundbeschichtungspigmentes für eine durch Hake-lbeschichtungsvorrichtungen aufzutragende Orundschicht verändert den erreichten Faserbedeckungsgrad, das Ausmaß der Klebst off wanderung und die Oberflächenglätte und die Porosität des Eohpapiers'bedeutend. Das Fasergefüge des Hohpapiers ist bezüglich des Ausmaßes der Fehler, die beim Auftragen der Deckschichten mittels einer BeSchichtungsvorrichtung auftreten, sehr wichtig, da die Oberflächenglätte sowohl unter dem Eakeldruck als auch unter dem beim Bedrucken auftretenden Druck ein genaues kaß für die Überflächenglätte des Rohpapiers ist. Schließlich bringt die Verwendung grober Pigmente für" die entweder durch walzen-oder Rakelbeschichtungs'vor- ' richtungen aufzutragenden GrundbeSchichtungen die zusätzlichen Vorteile einer besseren Festigkeit und größeren Faserbedeckung gegenüber bekannten Grundbe- ' Schichtungsgemischen, die verhältnismäßig feine Pigmente enthalten.
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Obwohl die Gründe für das verbesserte Aussehen des fertigen Papierproduktes oder das Fehlen von auf die Pigmente zurückzuführende Fehler noch nicht vollständig verstanden werden, erscheint es doch, daß verbesserte Faserbedeckung ein wichtiger Faktor ist..: Außerdem wird angenommen, daß die Wirkung auch im Zusammenhang mit dem Fasergefüge des ßohpapiers steht. Diese Gefügefeinheit wurde als . . ^.:; ·. Oberflächenrauhigkeit und auch als Koeffizient der Oberflächenfriktion ausgedrückt, wenn die Oberfläche aneinandergerieben wirdo Die wberflächenrauhigkeit kann durch den Sheffield-Glättetest gemessen werden,und die Friktionseigenschaften können durch den Mead-Instron- Gleittest bestimmt ?/erden. Der zuletzt genannte Test mißt die Friktion in Gramm,, welche auftritt, wenn ein Bogen Testpapier von 13597 x 12,7 cm Größe unter Belastung eines Gewichtes von 1000 Gramm über einen ähnlichen lestbogen mit einer Geschwindigkeit von 5»08 cm pro kinute herabgezogen wird. Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede, die bei "Verwendung verschiedener Pigmente beobachtet, wurden. Die in der Tabelle enthaltenen Werte gelten für ein .grundbeschichtetes Papier, auf welches 11 g Trockenstoffe pro Quadratmeter auf jede Seite der Papierbahn aufgetragen wurden»
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Pigment durehschn.
Partikelgr.
% P.G. Beschich- Oberfl. Gleitin Ctd. tungs- . glätte fähigkeit verfahren
Ton 0,8 /U 66 Walze ■-*■ - 79 330
Hydratexton 0,8 Ai 66 Walze 85 330
It 0,8 Ai 66 Rakel 85 330
Il 60
Kalzium
karbonat
2,5/U 66 Walze 505
■ ■
Camel Wite 2,5/U 66 Rakel 103 460
Camel *<ite 65
Andere
Pigmente
5,0 /U 66 Rakel 350
Magnesium
hydroxyd
Die in der vorstehenden Tabelle enthaltenen Werte zweigen deutlich, daß die durch Walzenbeschichtungsvorrichtungen aufgetragenen Beschichtungsgemische im allgemeinen ' rauher als die Grundschichten sind, welche durch Rakelbeschichtungsvorrichtungen aufgetragen wurden. Gröbere Tonpigmente in mittels HakelbeSchichtungsvorrichtungen aufgetragenen urundbeSchichtungen können in der Praxis ein glatteres -is-oh apier erzeugen^ jedoch zeigt der Gleitfähigkeitstest, daß sie ein gröberes Fasergefüge , besitzen, iilltveinein gesprochen, sind Grundbeschichtungsgeinische, welche l-Ialziumkarbonatpigmente enthalten,
BAD ORiGiNAL
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■j rauher als* solche Gemische, die Tonpigmente enthalten. Zusätzlich sind die groben Karbonatpigmente bedeutend rauher. Auch zeigen Experimente, daß die rauheren grundbeschichteten Bögen leichter von RakeTbeschichtungs-' vorrichtungen mit einer Deckschicht zu versehen sind.
Allgemein gesprochen, sollten die gröberen Pigmente wenigstens etwa 15 % des gesamten Feststoffgehaltes des Gründbeschichtungsgemisches ausmachen. Der Pigmentanteil kann bis zu 100 % aus groben Pigmenten bestehen. Außerdem bringt die Erfindung zusätzlich zu den vorstehend genannten Vorteilen weitere wirtschaftliche Vorteile eines Papieres hoher Qualität.
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Claims (6)

  1. 532
    Patentansprüche
    'l/ Verfahren zum Beschichten von Papier, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein wäßriges Beschichtungsgemisch hergestellt wird, welches grobe Pigmente und einen Klebstoff enthält, woraufhin ein fiohpapier oder ein Papierträger durch eine BeschichtungsVorrichtung hindurchgeführt wird, in welcher das Beschichtung sgeiai sch auf das Papier aufgetragen wird, woraufhin man das beschichtete Hohpapier trocknet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites wäßriges Beschichtungsgemisch hergestellt wird, welches im" wesentlichen aus einem Klebstoff und Pigmenten mit einer Partikelgröße von weniger als 2 Kikron (auf Kugeldurchmesser umgerechnet) besteht, woraufhin das vorbeschichtete Papier durch eine Beschichtungsvorrichtung, vorzugsweise einer Rakelbe-
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    Schichtungsvorrichtung, geführt wird, in welcher das zweite Beschichtungsgemisch als Deckschicht auf das grundbeschichtete Papier aufgetragen wird, woraufhin man das derart beschichtete oder gestrichene Papierprodukt trocknet.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß'das Hohpapier durch eine Räk.eIbeschichtungsvorrichtung hindurchgeführt wird»
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohpapier durch eine tfalzenbeSchichtungsvorrichtung hindurchgeführt wird.
  5. 5» Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsgemisch wenigstens zu 15 % des ^rockenstoffgewichtes aus groben Pigmenten besteht.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß das i>eschichtungsgemisch wenigstens zu 15 % aus Pigmenten mit einem (auf Kugeldurchmesser umgerechneten) Durchmesser von mehr als 2 Mikron besteht.
    15-ΑβΑ-13"
    7· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche "bis 6, ;dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsgemisch grobe und feine Pigmente enthält, wobei diev groben !Pigmente einen (auf Kugeldurchmesser umgerechneten) Partikeldurchmesser von größer als 2 Mikron aufweisen und wenigstens 15 % der Trockenstoffe des Gemisches uafassen,
    8· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundbeschichtungsgemisch zu etwa 15 % der gesamten Trockenstoffe aus Pigmenten besteht, die eine Partikelgröße von mehr als 2 Mikron (auf Kugeldurchmesser umgerechnet) besitzen·
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