DE1696191B2 - Streichmasse zur herstellung eines papiers mit halbmatter oberflaeche - Google Patents

Streichmasse zur herstellung eines papiers mit halbmatter oberflaeche

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DE1696191B2 DE1968E0035988 DEE0035988A DE1696191B2 DE 1696191 B2 DE1696191 B2 DE 1696191B2 DE 1968E0035988 DE1968E0035988 DE 1968E0035988 DE E0035988 A DEE0035988 A DE E0035988A DE 1696191 B2 DE1696191 B2 DE 1696191B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Streichmasse 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 werden heutzutage hergestellt. Im allgemeinen werdten sie durch Beschichtung einer Papiergrundfläche mit einem Material erhalten, das manchmal als farbiger Untergrundstrich bekannt ist. Eine Abhandlung über die Bestandteile von Papier ist im Buch von Janes P. C a s e y »Pulp and Papier, Chemistry and Technology«, Kapital XIX, Bd. III (1961), gegeben. Die Haupteigenschaften eines Papiers, die durch die Beschichtung erzielt werden, sind seine 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 unter anderem Druckverfahren ab. So muß das Bindemittel beispielsweise bei der Offset-Lithographie wasserunlöslich sein. Im allgemeinen besteht das verwendete Pigment aus Ton als Hauptbestandteil und aus kleineren Anteilen, d.h. weniger als 20 Gew.-%, eines oder mehrerer anderer Bestandteile, z. B. Calciumcarbonat, Lithopon, Bariumsulfat, Titanpigmenten, Talkum oder Satinweiße. Das Beschichtungsmaterial wird üblicherweise durch getrennte Dispergierung des Pigments und Bindemittels in Wasser und anschließende Vermischung der beiden Komponenten hergestellt Das Beschichtungsmaterial wird sodann auf die Papieroberfläche aufgebracht, getrocknet und einer Oberflächenbearbeitung, z.B. Kalandrierung oder Glasierung, unterworfen. Die normalerweise für Beschichtungszwecke verwendeten Tone bestehen wenigstens zu 70 Gew.-% aus Teilchen mit 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 :.ich dem Auge gut anpaßi. Jedoch besteht für manche Zwecke, z. B. in verschiedenen Arten der Industriewerbung, Bedarf an beschichtetem Papier, das gute Druckeigenschaften und .s außerdem eine halbmatte Oberfläche besitzt.
In Casey »Pulp and Paper«, Band 111,(1961), Seite 1611 - 1613 isi angeführt, daß bei Verwendung von Ton in einer Streichmasse für Papierüberzüge mit steigendem Feinheitsgrad des Tons der Glanz der Papieroberfluche zunimmt, was andererseits bedeutet, daß der Glanz umso mehr zurückgeht, je höher der Anteil an gröberen Teilchen ist.
In »Paper Coating Pigments« Nr. 30 (1966), Seite 33-37 ist über die Verwendung von Calciumcarbonat als Bestandteil für Papierstreichmassen berichtet. Unter »Commercial Preparation« ist festgestellt, daß praktisch alle Calciumcarbonatpigmente eines gemeinsam haben, nämlich daß sie aus Kalkstein als Rohstoff gewonnen werden. Über eine spezielle Verwendung von natürlieher Kreide bestimmter Teilchengröße in Kombination mit Ton ist nichts ausgesagt.
Es wurde nun gefunden, daß es durch Verwendung von Natur-Schlämmkreide bestimmter Teilchengröße in bestimmtem Mischungsverhältnis mit Ton bestimm-
2s ter Teilchengröße möglich ist, eine Streichmasse herzustellen, welche eine Papieroberfläche von matterem Glanz ergibt, als es bei Verwendung der bisher üblichen Calciumcarbonatformen erzielbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß, eine Streichmasse zur Herstellung eines Papiers mit halbmatter Oberfläche, bestehend aus der Dispersion eines aus Ton und Calciumcarbonat bestehenden Pigments in einem ein Bindemittel enthaltenden wäßrigen Medium zu schaffen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Pigment zu 60-25 Gew.-% aus einem Ton besteht, dessen Teilchen wenigstens zu 75 Gew.-% einen entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben, ferner zu 40-75 Gew.-% aus Natur-Schlämmkreide, deren Teilchen zu 30-50 Gew.-% einen entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben.
Unter Natur-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. Naturkreide besteht aus Calcit-Kristallen in Form von Teilchen, die hauptsächlich einen entsprechenden sphärischen Durchmesser von 1 - 5 Mikron haben und locker aneinanderhaften. Sie ist von gefälltem Calciumcarbonat und anderem Calciumcarbonatmaterial wie gemahlenen Kalkstein, Mergel oder Austerschalen zu unterscheiden. Die Calcitkristalle von Naturkreide haben vorwiegend eine abgerundete Form, so daß nach Einarbeitung der Schlämmkreide in eine Papierstreichmasse ein höherer Anteil an auf dem Papier einfallendem Licht diffus reflektiert wird, als der Fall ist, wenn das Pigment mehr aus eckigem Calciumcarbonatteilchen besteht, wie sie z.B. beim Vermählen von Kalkstein erhalten werden, der dazu neigt, mehr von dem einfallenden Licht in einer regulären Form zu reflektieren. Insofern gibt die erfindungsgemäß verwendete Naturschlämmkreide eine Oberfläche von matterem Glanz als die anderen bisher verwendeten Calciumcarbonatformen bei entsprechendem Gewichts anteil.
Vorzugsweise enthält der Ton 75-85 Gew.-% Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron, nicht mehr als 0.5 Gew.-%
i 6 96 191
Teilchen größer als 10 Mikron im sphärischen Durchmesser und nicht mehr ak 0,02 Gew.-% Teilchen größer als 53 Mikron.
Wenn Papier mit der erfindungsgemäßen Streichmasse beschichtet und dann leicht kalandriert ist, besitzt es einen geringeren bzw. halbmatten Glanz, ist jedoch glatt und hat erwünschte Druckeigenschaften. 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 Liniendruck von 360-523 kg/2,53 cm. Unter einer schwachen Superkalandrierung versteht man im vorliegenden 5 — 10 Durchgänge bei Raumtemperatur und einem Liniendruck von 113 kg/2,54 cm, oder weniger Durchgänge bei höherem Druck, z. B. 2-5 Durchgänge bei 226,5 kg/2,54 cm. Drucke, die wesentlich darüberliegCT, sollen nicht angewendet werden.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert:
Beispiel 1-4
Tabelle 1
Papierflächen wurden mit verschieden zusammengestzten Beschichtungsmaterialien (s. Tabelle 1) unter
s Verwendung einer hochtourigen Führungsmesser-Beschickungsvorrichtung des in der britischen Patentschrift 10 32 536 beschriebenen Typs bei einer Papierbahngeschwindigkeit von 457 m/Minute beschichtet. Bei jedem Muster wurden als Bindemittel 17 Gewichtsteile Stärke auf 100 Gewichtsteile Pigment verwendet. Der verwendete Ton enthielt 76 Gew.-°/o Teilchen mit einem entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron. Die Natur-Schlämmkreide enthielt 37 Gew.-°/o Teilchen mit einem entsprechenden sphäri-S sehen 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 wurden verschiedene Eigenschaften des beschichteten Papiers
ίο gemessen (s. Tabelle I).
Muster
1 2
Pigment
Totalfeststofl'gehalt0·"7"
Deckschichtgewicht, g. s. m.
Glanzeinheiten (Tappi)
·) TolalfcststofT in % = —- ISl'Üfi1»?!!^.*!^' __ . 100
TotalfestslofTgewicht + Touilwussergcwichl
Ton
13,1
45
60 % Tun
40% Naturschlämmkreide
62
12,9
25
50 % Ton
50% Naturschla'mm-
kreide
63
13,2
20
25 % Ton
75% Naturschla'nim-
kreide
64
13,1
15
Entsprechend einer Steigerung des Prozentsatzes Natur-Schlämmkreide im Beschichtungsmaterial fiel die Viskosität desselben, es konnte daher bei einem höheren Feststoffgehalt angewendet werden. Weiterhin ergab sich bei einer Steigerung des Gehaltes an Natur-Schlämmkreide ein progressives Abfallen des Glanzes der nach der leichten Superkalandrierung gemessenen Papierflächen.
Beispiel 5-8
Papierflächen wurden mit Beschichtungsmaterialien verschiedener Zusammensetzung (vgl. Tabelle II) in einer Vorrichtung wie nach Beispiel 1 -4 versehen. Bei Tabelle II
jedem Muster wurden als Bindemittel 7·/2 Gewichtsteile Kasein und 7'/2 Gewichtsteile eines carbozylierten Styrol-Butadienlatex 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 Superkalandrierung auf einem Zweiwalzen-Laboratoriumsgerät bei 5 Durchgängen und einem Liniendruck von 113 kg/2,54 cm wurden verschiedene Eigenschaften des beschichteten Papiers gemessen. Die Resultate sind aus der folgenden Tabelle II zu ersehen:
Beispiel 6 7 8
5 60% Ton 50% Ton 25 % Ton
Pigment Ton 40 % Naturschlämm 50% Naturschlämm 75 % Naturschlämm
kreide kreide kreide
58 61 63
TotalfeststofTgehalt, % 55 13,0 12,8 13,1
Deckschichtgewicht, g. s. m. 13,2 27 22 16
Glanzeinheiten (TAPPI) 48
Wie man ersieht, ist der Verlauf des Feststoffgehaltes und der Glanzwerte praktisch der gleiche wie bei den vorhergehenden Beispielen. Jedoch bewirkt das angewendete Kasein-Latex-Bindemittelsystem einen etwas 6s stärkeren Glanz auf den beschichteten Papierflächen und verleiht dem Beschichtungsmaterial eine etwas höhere Viskosität als das Stärkebindemittel.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Streichmasse zur Herstellung eines Papiers mit halbmatter Oberfläche, bestehend aus der Dispersion eines aus Ton und Calciumcarbonat bestehenden Pigments in einem ein Bindemittel enthaltenden wäßrigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment zu 60-25 Gew.-% aus einem Ton besteht, dessen Teilchen wenigstens zu 75 Gew.-% einen entsprechenden spährischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben, ferner zu 40-75 Gew.-% aus Natur-Schlämmkreide, deren Teilchen zu 30-50 Gew.-% einen entsprechenden sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron haben.
2. Papierstreichmasse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton 75-85 Gew.-% Teilchen mit einem sphärischen Durchmesser kleiner als 2 Mikron enthält, ferner nicht mehr als 0,5 Gew.-°/o Teilchen mit einem sphärischen Durchmesser größer als 10 Mikron und nicht mehr als 0,02 Gew.-% Teilchen größer als 53 Mikron enthält.
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