DE1696191A1 - Papierbeschichtungsmaterial - Google Patents

Papierbeschichtungsmaterial

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DE1696191A1 DE1968E0035988 DEE0035988A DE1696191A1 DE 1696191 A1 DE1696191 A1 DE 1696191A1 DE 1968E0035988 DE1968E0035988 DE 1968E0035988 DE E0035988 A DEE0035988 A DE E0035988A DE 1696191 A1 DE1696191 A1 DE 1696191A1
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Description

ENGLISH GLAYS LOYERIKG POCHIH
& COMPAlTY LIMITED, John Keay House,
St. Auete11, Cornwall / England Patentanmeldung
Papierbeschichtungsmaterial '
Die Erfindung betrifft die Beschichtung von Papier, insbesondere ein Papierbeschichtungsmaterial zur Herstellung eines Papiers mit einer halbmatten Oberflächenbeschaffenheit. Unter einer halbmatten Oberfläche ist eine Oberfläche mit einem Glanz von 15 - 30 T.A.P.P.I.-Glanzeinheiten (Technical Association of the Pulp and Paper Industry) zu verstehen.
Viele Arten von beschichteten Papieren v/erden heutzutage hergestellt. Im allgemeinen werden sie durch Beschichtung einer Papiergrundfläche mit einem Material erhalten, das manchmal als farbiger Untergrundstrich bekannt ist. Eine Abhandlung über die Bestandteile von Papierbeschichtungsmaterial und Verfahren zum Beschichten von Papier ist im Buch von James P. Casey "Pulp and Paper, Chemistry and Technologie", Kapitel XIX, Vol. III gegeben. Die Haupteigenschaften eines Papiers, die durch die Beschichtung erzielt v/erden, sind seine
!098U/131S
BAD ORIGINAL
Glätte, Farbaufnahmefähigkeit und sein Glanz. Das für Papierbeschichtungsmaterial verwendete Bindemittel kann z.B. aus Stärke, Kasein oder einem synthetischen Harzlatex bestehen. Das speziell zu verwendende Bindemittel hängt u.a. vom Druckverfahren ab. So muss das Bindemittel beispielsweise bei dem. Offset-Lithographie wasserunlöslich sein. Im allgemeinen besteht das verwendete Pigment aus Ton als Hauptbestandteil und aus kleineren Anteilen, d.h. weniger als 20 Gew.5$, eines φ oder mehrerer anderer Bestandteile, z.B. Calciumcarbonat, Lithopon, Bariumsulfat, Titanpigmenten, Talkum oder Satinweisse. Das Beschichtungsmaterial v/ird üblicherweise durch getrennte Dispergierung des Pigments und Bindemittels in Wasser und anschliessende Vermischung der beiden Komponenten hergestellte Das Beschichtungsmaterial v/ird sodann auf die Papieroberfläche aufgebracht, getrocknet und einer Oberflächenbearbeitung (finishing), z.B. Kalandrierung oder Glasierung, unterworfen. Die normalerweise für Beschichtungszwecke verwen-
^ deten Tone bestehen wenigstens zu ?0 Gew.fj aus Teilchen mit P ■
einem entsprechenden sphärischen Durchmesser von weniger als 2 Mikron, der Glanz nach dem Kalandrieren liegt selten unter 30 TAPPI-Glanzeinheiten. Wenn es sich beispielsweise um Werbematerial handelt, ist ein wiederkehrender hoher Glanz gewöhnlich sehr erwünscht, da er einen guten Kontrast zu den Halbtondrucken gibt und im allgemeinen sich dem Auge gut anpasst. Jedoch besteht für manche Zwecke, z.B. in verschiedenen Arten der Industriewerbung, Bedarf an beschichtetem Papier, das gute Druckeigenschaften und ausserdem eine halbmatte Oberfläche besitzt.
109844/1315 BAD
Demgemäss ist Gegenstand der Erfindung ein aus einer Dispersion eines Pigments in einem wässerigen Medium mit einem Gehalt an einem Bindemittel bestehendes Papierbeschichtmigsmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Pigment (a) aus Ton besteht, dessen Teilchen wenigstens zu 75 Gew.?a einen entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben, und (b) aus 40 -75 Gew.fi Natur-Schlämmkreide bestellt.
Unter ITatur-Schlämmkreide ist das Material zu verstehen, das durch Vermählen der in der Natur vorkommenden Kreide, die in der Kreidezeit aus den Resten der Coccolithen gebildet wurde, erhalten wird. Uaturkreide besteht aus Calcit-Kristallen in Porm von Teilchen, die hauptsächlich einen entsprechenden sphärischen Durchmesser von 1-5 Mikron haben und locker aneinanderhaften1, Sie ist von. gefälltem Galciumcarbonat und anderem Calciumcarbonatmaterial wie gemahlenen Kalkstein, Mergel oder Austerschalen zu unterscheiden. Die Caleitkristalle von Haturkreide haben vorwiegend eine abgerundete Form, so dass nach Einarbeitung der Schlämmkreide in ein Papierbesehichtungspiaterlal ein hölarer Anteil an auf dem Papier einfallendem Licht diffus reflektiert wird, als der Pail ist, wenn das Pigment mehr aus eckigem Öalciumcarbonatteilchen besteht, wie sie 2.B, beim Terniahlen νοη Kalkstein erhalten werden, der <lazu neigt, mehr von demfeinfallenden Mcht in einer regulären Form su reflektieren. Insofern gibt die erfiiadungsgemäss verwendete iiaturschlämmkreide eine Oberfläche von matterem Glanz als die anderen Calciiim-
44/1316 ■ ' ■ ■"■"."
carbonatformen bei ent sprechendem Gewichtsanteil.
Vorzugsweise enthält der Ton 75 - 85 Gew.$ Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen. Durchmesser kleiner als 2 Mikron, nicht mehr als 0,5 Gew.$ Teilchen grosser als 10 Mikron im sphärischen Durchmesser und nicht mehr als 0,02 Gew.$ Teilchen grosser als die Lochweite eines B.S.-Siebes. Fr. 300 (53 Mikron).
Vorteilhaft besteht die Fatur-Schlämmkreide aus 30 - 50 Gew.tfo Teilchen mit einem sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron. ·
Wenn Papier mit dem erfindungsgemässen Beschichtungsmaterial beschichtet und dann leicht kalandriert ist, kann ein Papier erhalten werden, das einen geringeren bzw. halbmatten Glanz hat, jedoch glatt ist und erwünschte Druckeigenschaften besitzt. Bei der normalen Superkalandrierung einer beschichteten Papierfläche lässt man diese durch 8-10 Walzenspalte einer Reihe von Superkalanderwalzen hindurchlaufen, gewöhnlich bei erhöhter Temperatur und einem normalen Leitungsdruck von 360 - 523 kg/2,54 cm (800 - 1200 lb/Linearzoll) Unter einer schwachen Superkalandrierung versteht man im vorliegenden 5 - 10 Durchgänge bei Raumtemperatur und einem Leitungsdruek von 113 kg/2,54 cm (250 Ib/Linearzoll), oder weniger Durchgänge bei höherem Brück, z.B» 2-5 Durchgänge bei . 226,5 kg/2,54 cm (500 lb/Linearzoll), Drucke, die wesentlich darüber liegen, sollen nicht angewendet werden.
T098U/1315
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert:
Beispiel 1-4
Papierflächen wurden mit verschiedenzusammengesetzten Beschichtungsmaterialien (s. Tabelle I) unter Verwendung einer hochtourigen Jührungsmesser-Beschichtungsvorrichtung des in der "britischen Patentschrift 1 032 536 beschriebenen Typs "bei einer Papierbahngeschwindigkeit von 457 m/Minute (1500 ft/min.) "beschichtet. Bei jedem Muster wurden als Bindemittel 17 Gewichtsteile Stärke auf 100 Gewichtsteile Pigment verwendet. Der verwendete Ton enthielt 76 Gew.$ Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron. Die Fatur-Schlämmkreide enthielt 37 Gew.$ Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron.
Nach der Beschichtung und Superkalandrierung auf einem Zweiwalzen-Laboratoriumsgerät mit 5 Durchgängen bei einem Druck von 113 kg/2,54 cm (250 lb/Linearzoll) wurden verschiedene Eigenschaften des beschichteten Papiers gemessen ('s.. Tabelle I).
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BAD ORIGINAL
Tateile I
'■:
Muster
3-
Pigment
Ton . 60$ Ton
40$ Naturschlämm• kreide
50$ Ton ■ 50$ Natur-Schlämmkreide
25$ Ton .75$ Naturschlämrakreide
Totalfest-^
stoffgehalt.$		 60 62 63 64 ■
Deckschicht
gewicht
g.s.m.		 13,1 12,9 13,2 13,1
Glanz
einheiten
(Tappi).		 •
. 45		 25 20. ' 15 .'
(1) Totalfeststoff in $ =
Totalfeststoffgewicht
Totalfeststoffgewicht + Totalwassergewicht;
χ 100
Entsprechend einer Steigerung des Prozentsatzes Natur- ' Schlämmkr.eide im Beschichtimgsmaterial fiel die Viskosität ;. desselten, es konnte daher "bei einem höheren Feststoffgehalt angewendet werden. Weiterhin ergab 3ich bei einer Steigerung \ des Gehaltes an Natur-Schlämmkreide ein progressives Abfallendes Glanzes der nach der leichten Superkalandrierung gemesse-, nen Papierflächen. · . . ·
10 9 8 4 4/
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Beispiel !3-8 5
PapierflUchen wurden mit Beschichtungsmaterialien verschiedener Zusammensetzung (vgl. Tabelle II) in einer Vorrichtung wie nach Beispiel 1 — 4 versehen. Bei jedem Muster wurden als Bindemittel 7 1/2 Gewichtsteile Kasein und 7 1/2 Gewichtsteile eines•Styrol-Butadienlatex Nr. 636 der Firma Dow Chemical Co. Ltd. auf 100 Gewichtsteile Pigment verwendet, Der verwendete Ton enthielt 76 Gew.# Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron, die Natur-Schlämmkreide enthielt 37 Gew.?' Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron.
Nach der Beschichtung und Superkaiandrierung auf einem Zweiwalzon-Laboratdiriumsgerät "bei |j Durchgängen und einem Iieitungsdruelc von 113 kg/2,54 cm wurden verschiedene Eigenschaften des beschichteten Papiers gemessen. Die Resultate sind aus der folgenden Tabelle II zu ersehen:
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COPY
BAD ORIGINAL

Claims (3)

  1. Ϊ696191
    Tabelle
    Beispiel
    Pigment
    Ton 60$ Ton
    40$ Hatur-
    schlämm-
    kreide
    50$ Ton
    50$ Faturschiämmkreide
    25$ Ton 75$ ITaturschlämmkreide
    Totalfest
    stoff gehalt $     55 58. ' 61 63     Deckschicht-
    gewicht
    g.s.m.     13,2 13,0 12,8 13,1     Glanz-
    einheiten
    (TAPPI)     48 27 22 16
    Wie man ersieht, ist der_Verlauf des Feststoffgehaltes und der G-lanzwerte praktisch der gleiche wie "bei den vorhergehenden Beispielen. Jedoch "bewirkt das angewendete Kasein-Latex-Bindemittelsystem einen etwas stärkeren Glanz auf den "beschichteten Papierflächen und verleiht dem Beschichtungsmaterial eine etwas höhere "Viskosität als das Stärkebindemittel.
    Patentansprüche;
    109844/1315
    Patentansprüche
    11.7 Papierbeschichtungsmaterial, bestehend aus einer Dispersion eines Pigments in einem ein Bindemittel enthaltenden wässerigen Medium, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment (a) aus einem Ton "besteht, dessen Teilchen wenigstens zu 75 Gewichtsprozent einen entsprechenden sphärischen "Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben, ferner ("b) aus einer Natur-Schlämmkreide "besteht, die zu 40 - 75 Gewichtsprozent im Pigment enthalten ist.
  2. 2. Papierbeschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hatur-Schlämmkreide 30 - 50 Gewichtsprozent an Teilchen enthält, die einen entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben.
  3. 3. Papierbeschichtungsmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass' der Ton 75 - Q5 Gewichtsprozent Teilchen mit einem sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron enthält, ferner nicht mehr als 0,5 Gewichtsprozent Teilchen mit -einem sphärischen Durchmesser grosser als 10 Mikron und nicht mehr als 0,02 Gewichtsprozent Teilchen grosser als die Lochweite eines B.S,-Siebes Fr. 300 (53 Mikron).
    Der /Patentanwalt
    109844/1315
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