DE1771938A1 - Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Papier mit einer verbesserten Widerstandsf^nig-Keit ^egeri Wasser und mit hervorragender Druckfähigkeit, bei dem ein Anhaften der überzogenen Schicht an der Kalanderwalze verhindert wird.

Ein herkömmliches bekanntes Verfahren zur Auftragung einer Farbschicht, die Mineraloigraente enthält, auf eine Tapete und die Verleihung einer glänzenden'Oberfläche auf der beschichteten Seite, ohne die Stärke der Tapete in grossem Masse zu reduzieren, schließt eine Wasserbehandlung ein, bei der die beschichtete Oberfläche vor aeni Kalandern mit Wasser befeuchtet wird, um die überzogene Schicht leichter fiiessend werden zu lassen. Bei besagter Wasserbehandlung wird die beschichtete Tapete durch heisse Luft getrocknet und die auf etwa 10O⁰C erhitzte Tapete wird angeliefert, so dass die Tapete während Ie3 technischen kontinuierlichen Arbeitsganges immer zwischen ^O und YC⁰O .je.ialton wird. Werui der Farbanstrich ein thermotisJL.63, wasserlösliches Bindemittel wie Polyvinylalkohol (nachnd als PVA be^icunet) und aLnlichea enthält, besteht daher der dachteJL1, dajs die beschichtete Oberfläche dazu neigt, bei dem

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_{BAD ORISiNAL}

vorher erwähnten Wasserbehandlungsverfahren an der Kalanderwalze anzuhaften. Um das Anhaften der beschichteten Oberfläche an der Kalanderwalze zu verhindern wurde üblicherweise bei den» besagten tfasserbehandlungsverfanren eine wässerige Lösung von Borax oder Borsäure verwendet, wenn PVA in der Farbschicht vorhanden war, aber die Behandlung hat sich als noch nicht zufriedenstellend wirksam erwiesen. Auch uer Zusatz von Borax oder Borsäure allein ist nicht notwendigerweise imstande, dem Papier von PVA-Ty^ hinreichende Wasserfestigkeit zu verleihen, und durch die Verwendung von Pigmenten wie Kaolinit-Ton oder Sericit-Ton als Hauptbestandteil der Farbschicht kann das beschichtete Papier nicht mit der wünschenswerten Offset-Druckfahi^keit versehen werden.

Durch die vorliegende Erfindung sollen diese liaciiteile cuj /einerzt werden, sie betrifft das Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Papiers, dadurch charakterisiert, dass ein mix einer Farbschicht, die hauptsächlich aus einem Mineralpigment und PVA ocer seinen Derivaten besteht, beschichtetes Papier mit einer Behänd!uns;slösung behandelt wird, die drei Agentien enthält, d-h.:

1) Borsäure oder ein Borat,

2) eine wasserlösliche Verbindung, die eine oder mehrere primäre, sekundäre, tertiäie oder quaternare Aminogruppen in ihrem Molekül und einen Siedepunkt über 100⁰C hat, und

5) ein oberflächenaktives Mittel.

Das in der vorliegenden Erfindung dargestellte Verfahren verhindert vollständig das Anhaften der beschichteten Oberfläche an einer Kalanderwalze, -.vobei es niöglicn wird, dass das beschichtete Papier eine erhöhte Waaserfestigkeit una eine ausgezeichnete Of f-

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BAD ORIGINAL

Die in der besaiten Behandlungslösung zu verwendenden Borate sind z.B. Borax oder ähnliches.

Dio besaiten wasserlöslichen Verbindungen mit Aminogruppen in den Kolekulen und einem Siedepunkt über 100 0 sind jene, die primäre, sekundäre, tertiäre und cjuaternäre Aminogruppen haben, z.B. Triäthanolamin, Hexamethylendiamin, Hexamethylentetramin, Dicyandiamid, harnstoff, Äthylendiamin, Dipropylamin usw. In der Praxis können solche Verbindungen allein oder als Beimischung wirksam verwendet werden. Wenn diese Verbindungen zusammen mit Borsäure oder einem Borat verwendet warden, bilden einzelne iSlektronenpaare, die zu cen Stickstoffatomen von Aminoverbindungen geiiören, eine Koordinationsbindung mit dem elektronenaufnehmenden Bor&toji der Borsäure oaer des Borats. Die mit einer solchen Behandlungslcsung behandelte Oberfläche a#s beschichteten Papiers vom PVA-Typ wird daher mit einem Beschichtungsm&terial bedeckt, das mit Bor koordinatien3£.ebandene Aminogruppen enthalt, woduron das Wasserabsorptionsvermöt-en der beschichteten Oberfläche reduziert und die Off set-Drucjcfähi;?- keitj abgesehen von der Wasserfestigkeit, verbessert wird. Sine beschichtete Oberflacne vom IVA-Typ, die mit Borsäure oder Borax ohne Zusatz einer Amino_rj;ruppe enthaltenden Verbindung behandelt wird, zei^t aufgrund das Wasserabsorptionsvermögens eine sohlechte Offnet-Druckfähigkeit und eine nicht zufriedenstellende Wasserfestigkeit.

Siedepunkt eier besa^-en Verbindungen mit den in der vorliegendon Erfindung oben erwähnten Aminogruppen muss iber 100 C liegen, ua sie sonst ixe Verlauf des. Behandlun^.sverfnhrens verdaajjian und 3i_r;h verfl icntigen.

?09R1 1 /O^ «? 1

Das der Behandlungslösung hinzuzufügende oberflächenaktive Mittel dient dazu, die Oberflächenspannung der besagten Behändlungslösung zu verringern und so zu ermöglichen, dass die Behandlungelösung . gleichmässig über die beschichtete Oberfläche aufgetragen wird» Was noch besser isti Bin solches oberflächenaktive Mittel bewirkt, dass die besagte beschichtete Oberfläche hydrophob wird* Für diesen Zweck ist jede Sorte oberflächenaktives Mittel wirksam»

Das wirksamste Mischungsverhältnis der besagten, ,gemäss der vorliegenden Erfindung angewandten drei Agentien, wird wie fol^t an-

1) 5 Teile Borsäure oder eines Borats,

2) 1 bis iO Teile der wasserlöslichen Verbindungen mit Aminogruppen und einem Siedepunkt über 10O⁰C und

3) 0,001 bis 1 Teil eines oberflächenaktiven Kittels·

Eie oben erwähnte, in der vorliegenden Erfindung verwendete Behandlungslosun^; kann auch dazu verwandt werden, einer ^rossen Zahl von beschichteten Papieren Wasserfestigkeit zu verleihen, wie z.B. den beschichteten Papier Typ PVA, Kunstpapier und anderen, und die Qffset-Druckfähigkeit zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele illustriert, die jedoch nicht als den Umfang dieser Erfindung begrenzend interpretiert werden sollen. In allen folgenden Beispielen sind Prozentsätze und Teile auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Die Farbrchicht nit 40 jfc Feststoff_oeii*lt wurde hergestellt duroh inzufj.:!■-:/' unter ent epr e chants;=·. R ."ihr on au· 6 "giLeii 'V-orechnot auf

"209811 /Oböl _BAD OR₁QlNAL , -

Mettobasis) einer 2O36igen wässerigen Lösung von PTA (Polymerisationsgrad: 550 und Yerseifungsgradx 98,5 Molji) und S Teilen basierend auf dem Feststoffgehalt - von einem Styrol-Butadien-Mischpolymer-Latex zu einer 70£Lgen Auf schlämmung, in der 100 Teile Ton in Wasser verteilt werden.

Die daraus resultierende I'arbschlcht wurde in einer Menge von 15 g Peststoff je Quadratmeter auf Tapete aufgetragen- Nachdem sie bei 100 C 2 Minuten lang getrocknet worden war, wurde die Tapete noch einmal beschichtet mit jeder der folgenden sechs Behandlungslösungen in einer Menge von 16 g/m und dann iuftgetrocknet. Die so hergestellten Muster, die über Nacht einer Temperatur von 20 C und 65 io rel. Feuchtigkeit ausgesetzt worden waren, wurden einer Prüfung unterworfen, um die Wasserfestigkeit und Offset-Lvuckfäßigkeit ^um Zwecke des Vergleichs der Wirkungen der Eehandlungslösungen festzustellen.

Die Zusammensetzungen der geprüften Behandlungslösungen sind folgende»

A) 5#ige wässerige Lösung von ₂^y p

B) eine wässerige Lösung, enthaÄtend 5# Na₂B.0™.10 H^O

und 0,5 5t Niesan Cation BB (ein kationisches oberflächenaktives Mittel, dass durch Nippon Oils and ¥ata Co. Ltd» auf dtn Markt gebracht wird und die folgende Konetitu-ο tionsformel hat:

«° OH,

eine wässerige Lösung, enth&ltejid 5 i»

5 if A thyJendiamii-. und 0^5 ^C Wi ^5.^/1 Cation BB^ - 6 —

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D) eine wässerige lösung, enthaltend 5* Ia₂B₄O₇-IO H₃O 5 it Hexaäthylentetraain und 0,5£ Nissan Cation BB.

S) eine wässerige Lösung, enthaltend 3£ 5 i» Urea und 0,5 Jf Ii ie a an Cation BB.

.IO

ϊ) eine wässerige Lösung, enthaltend 5jf Na₂B₄O₇-IO H₉O, 5 1* Dioyandiamin und 0,5 Ji Nissan Cation BlL

Tafel 1

Behandlungs- Lösung Nr*	Wasserfdstigkelt (Bea.l)	60wC	Offset-Bruekfä- higkeit (Eea.2)
A (zum Vörgleioh)	250C	3	leidlich gut
B ( · )	6	5	ausgezeichnet
0)(diese Erfindung)	6	4	ausgezeichnet
D ( « )	6	4,5	ausgezeichnet
S ( - )	6	4,5	ausgezeichnet
f ( " )		4,5	ausgezeichnet
nur Vasserbehandlung	Q	1	gut
2

1)

Die fasserfestigktit bei 25⁰O wurde f«itg«it«llt, inde« μλλ ein Musterblatt auf ein gegebenes aohwaiae» Papier legt·, alt einer Fingerepitse eine der Behandlurigslöaungen auf dat Mueterblatt auf* trug undι nachd«* m&& daa Muster so, wit ·· wax, eine Minute lie&en gelaiaen hatte, »ein· Oberfläche fünfaal alt ein·»

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BAD ORIGINAL

Zeigefinger rieb und dann die weisse Trübung, die auf schwarze* Papier erschien, betrachtete. Der 3-rad der weisaen Trübung wurde von 1 bis 7 bemessen. Die Wasserfestigkeit bei 6O⁰C wurde festgestellt, indem man das beschichtete Muster, das 30 Sekunden in die auf 60°0 erwärnte rsehanö lungs lösung getaucht worden war auf das scnwarze Papier legte, Lind dann sofort durch Reiben mit der Pingerspitze die weissa Trübung bildete, deren 3-rad gleichfalls von 1 bis 7 bemessen wurde. Je höher die Zanl, desto besser ist die Wasserfestigkeit. Demnach zeigt 1 die schlechteste Wasserfestigkeit und 7 die beste Wasserfestigkeit an»

2)

Die Offset-Druokfähigkeit wurde gemeinsam durch die folgenden Prüfaetboden A und B bewertet.

Methode At 0,1 o* einer Atzlösung wurde über die beschichtete Oberfläche getropft und besagtes beschichtetes Papier wurde sofort fest bedruckt ait 1 g hallindigofarbener Schnelltrocken-Druckfarbe, die von Dai Nippon Printing Ink Mfg. Co. geliefert wird, unter dine* Druck von 100 kg, wobei die Aufnahmefähigkeit der Druckfarbe beobachtet wurde.

Method« Et Das Muster wurde mit Schnelltrocken-Indlgo-Druckf&rbe Hi-ZP 59 von den gleichen Lieferanten bedruckt, Wassertropfen wurden auf die bedruckte Oberfläche getropft, und nach 2, 5 und 10 Minuten Dauer wurde das Wasser weggewischt und der G-rad der Zerstörung der bedruckten Oberfläche betrachtet.

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BAD

D^θ +α 'Iafei I angegebenen Resultat·.; zeigen an, dass das mit Ber.and"., u.ß~s 1 ο3ur»g O_f D» 2 oder ? beh&r.delte beeohiohtete Papier veri^ses-t ist hinsicntlicn der Wasserfestigkeit und der Offset-Bruck- faaigkeit*

Seispiel 2 *"

Die Farbschicht mit 41«£ Feststoffgehalt wurde unter kräftigem Rühren hergestellt durch Hinzufügung von 9 Teilen(berechnet auf Nettooasis) einer 20^igen wässerigen lösung von PYA (Polymerisationsgrad* 550 und Verseifungsgradi ΘΘ Moljt) zu einer 70£i.gen Aufachlänuaung, in der 100 Seile Son in Wasser verteilt waren»

Bint Tapete wurde mit dtr **3uiti«jNadea Tarbsohicht in einer Menge too 15 g feststoff J· Quadratmeter beeoiiiohtet, bei 100⁹O ewti Minuten getrocknet und dann noohmalo beaohlohtet alt jeder dtr folgenden vier Ar tea yon BehandlungslcJiungem In einer Meng« von 16 g Jt Quadratatter, dann luftgetrooknet und einem Superkalander unterworfen» Danach wurden die so hergestellten Muster über Nacht bei 20⁰C und 65^ rel. Feuchtigkeit stehengelassen, um die Wasserfestigkeit und die Offset-Druckfähigkeit des beschichteten Papiers festzustellen und die Wirkung der einzelnen Behandlungs16sungen zu vergleichen, worüber Angaben in Tafel 2 gegeben werden»

Sie geprüften Eehandlungslösungen hatten die folgenden Zusammensetzungen*

A) 5£ige wässerige Lösung von

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'£) eine wasser: % Lest:.._.

und 0,5 # Nissan Cation BJB.

1771S38

Na-,B,0,.,!O

G) eine wässerige Lösung, enthaltend Urea und 0,5 ^ Nissan Cation BB.

D) eine w-isser ige Lösung, enthaltend 5$ Urea und 0,5$ Nissan Cation BB.

.10 IUO, 10 HO,

Behandlungslösung . Hr.	Wasserfestigkeit	Offset-Druckfähig- keit
A (zum Vergleich)	2,5	leidlieh gut
I ( - )	3,5	gut
C (diese Erfindung)	4	ausgezeichnet
D C H )	4	ausgezeichnet
nur Wasserbehandlung	1»5	gut

Aus den in Tafel 2 vermittelten Angaben wird offenbar, dass die Behandlung mit einer der Behandlungslösungen, die eine Verbindung mit Aminogruppen, z.B. Urea, und ein oberflächenaktives Mittel». z.B. Nis3an Cation BB dispergiert in der Boraxlösung, enthält, die Wasserfestigkeit und die Offset-Druckfähigkelt für das hergestellte beschichtete Papier viel wirksamer verbesserte, sogar bei Verwendung von teilweise verseiftem PVA. Die Vorwendung der -Behandlung^- löeungen 0 und D verhinderte weiterhin vollkommen, dass die beschichtete Fläche an der Kalanderwalze anhaftete.

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IO

Beispiel

Die Beschichtung wurde unter den gleichen Pr.fbedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, nur wurde in der Behandlungslösung 3orax durch Borsäure ersetzt und Nissan Cation BB wurde durch Epan (einem durch Dai-Ichi Kog7O Seiyaku Co*. Ltd. auf den Markt gebrachten oberflächenaktiven Mittel) ersetzt oder durch I ;epon T, das die Konstitutionsformel C₁₇H₅₅OONCK₅-CH₉CH₂SO₅Na hat fdurch I.G-.-Farben Industrie auf den Markt gebrachtes Anion-oberflächenaktives Mittel), um beschichtete Papiere zu erhalten, die eine ausgezeichnetere Wasserfestigkeit und Offset-I}ruckfähigkeit haben als Jene beschichteten Papiere, die durch Beüandlung mit Borax allein hergestellt wurden.

?br/Ro Patentanspräche

BAD ORIGINAL

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Claims (1)

1. PATENTANWALT PIPL.-INO. « MDUE«-IO*NE« \ IEtUN-DAHtEM M ■ ,'ODiIElSKIAtLtE M Ml. ΜΠ . TiTfW ■ TEIEO«. TIOfINDUS ■ TELEX 01MtS7

   20 581

   JJl *

   Qf i

   PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H WEY · MÖNCHEN 22 ■ Wl D £ N M *Y£ «STR AS D E 49 TEL. OtIl · 225515 · TELEGR. PROPiNDUS TELEX 0S:<2*4

   Berlin, den 2. August 1968

   Patantanspru-oJa

   1) Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Papiers, dacurch gekennzeichnet, dass ein mit einem hauptsächlich aus einem Pigment und P ο I,/ vinylalkohol oder seinen Derivaten bestehenden Farbschicht beschichtetes Papier mit einer Behandlungslosung behandelt wird, die hauptsächlich aus folgenden Komponenten besteht:

   1) Borsäure oder ein Borat,

   £) eine wasserlösliche Verbindung, die eine oder mehrere primäre, sekundäre, tertiäre und/oder q^uaternäre Aminogruppen in ihrem. Molekül hat und einen Siedepunkt

   3)

   über 10O⁰C aufweist,

   ein oberflächenaktives Mittel.

   2C981 W0681

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