DE19529661C1

DE19529661C1 - Coating slip for paper

Info

Publication number: DE19529661C1
Application number: DE1995129661
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Baumeister
Original assignee: CTP PAPIERHILFSMITTEL GmbH
Current assignee: CTP PAPIERHILFSMITTEL GmbH
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2015-08-12
Also published as: EP0758696A3; EP0758696A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Streichmasse für Papier. Diese Streichmasse dient dazu, Papier bedruckbar zu machen bzw. die Bedruckbarkeit zu verbessern. Papiere, die bedruckt werden sol len, müssen eine glatte Oberfläche haben, an der die Druckfarbe gut haftet, und dürfen nicht saugfähig sein, damit die Druckbil der mit großer Genauigkeit aufgebracht und wiedergegeben werden können.The invention relates to a coating slip for paper. This Coating compound is used to make paper printable or the Improve printability. Papers to be printed len must have a smooth surface on which the printing ink adheres well and must not be absorbent, so that the pressure bil which are applied and reproduced with great accuracy can.

Streichmassen, die zur Herstellung gestrichener Papiere verwendet werden, bestehen üblicherweise aus einer wäßrigen Dispersion, die ein oder mehrere Pigment(e), Bindemittel und Verdickungsmittel enthält. Traditionell wurde als Pigment für solche Streichmassen Kaolin verwendet. Um den Feststoffgehalt und die Viskosität der Dispersion einzustellen und das Kaolin zu stabilisieren, muß zusätzlich ein Verdickungsmittel oder Bindemittel enthalten sein, da die Eigenschaften, insbesondere Glanz und Glätte des gestri chenen Papiers, außerordentlich stark vom Feststoffgehalt der verwendeten Streichmasse abhängen. Ein zu niedriger Feststoff gehalt und damit eine zu dünnflüssige Streichmasse führen zu einem niedrigen Strichgewicht und außerdem zu einer zu starken Anfeuchtung des Papiers. Eine zu hohe Viskosität der Streichmasse muß andererseits vermieden werden, da sie zu Problemen beim Auftragen führt und außerdem die Auftragsgeschwindigkeit zu stark vermindert.Coating slips used to make coated papers are usually consist of an aqueous dispersion, the one or more pigment (s), binders and thickeners contains. Traditionally has been used as a pigment for such coating slips Kaolin used. To the solids content and the viscosity of the Adjust dispersion and stabilize the kaolin additionally contain a thickener or binder, because the properties, especially gloss and smoothness of the knitted paper, extremely high in the solids content of the depend on the coating slip used. A solid that is too low content and thus a too thin coating spread lead to a low coat weight and also too strong Moisten the paper. A too high viscosity of the coating slip must be avoided on the other hand, since they cause problems with the Applying leads and also the application speed too strong reduced.

Bei den üblicherweise verwendeten Streichverfahren wird die Streichmasse mit einer rotierenden Übertragungswalze, die in einen die Masse enthaltenden Behälter eintaucht, auf die vorbeilaufende Papierbahn übertragen, wobei der Überschuß der Streichmasse mit einer Rakel abgestrichen wird. Bei den heute verwendeten Maschinen läuft dabei die Papierbahn mit hoher Geschwindigkeit, bis zu 1800 Meter pro Minute, über die Walze. Wenn die Streichmasse zu viskos ist, baut sich an der Rakel ein zu großer Druck auf und die Papierbahn reißt aufgrund der mechanischen Belastung. Ist andererseits die Viskosität zu gering, dann wird zuwenig Streichmasse auf das Papier übertragen, was die Beschichtung ungleichmäßig macht. Zudem wird zuviel Wasser vom Papier aufgesaugt, was die Trocknung erschwert und verlängert. Die Stabilisierung dient außerdem dazu, daß die Viskosität der Streichmasse im wesentlichen unverändert bleibt. Dies ist wesentlich, um ein qualitativ hochwertiges Papier zu erhalten, da Viskositätsschwankungen die Auftragsdicke und damit die Oberfläche des Papiers verändern. Die Streichmasse soll daher eine nicht zu hohe und nicht zu niedrige, gleichbleibende Viskosität haben. Weiterhin soll die Streichmasse so aufgebaut sein, daß beim Andrücken dieser Masse an das Papier nur wenig Wasser in die Kapillarkanäle des Papiers eindringt, während die Feststoffe oben auf der Bahn haften. Durch den Druck sollen auch keine Feststoffe in die Kapillarkanäle gedrückt werden, da dies zu einer unerwünschten Erhöhung des Strichgewichts führt.In the commonly used coating processes, the Slurry with a rotating transfer roller, which is in dips a container containing the mass onto which passing paper web transferred, the excess of Is spread with a squeegee. With today used machines, the paper web runs with high Speed, up to 1800 meters per minute, over the roller. If the coating slip is too viscous, it builds into the squeegee too much pressure and the paper web breaks due to the mechanical load. On the other hand, the viscosity is too low, then too little coating slip is transferred to the paper, which makes the coating uneven. In addition, too much Water is sucked up from the paper, which makes drying difficult and extended. The stabilization also serves to ensure that the The viscosity of the coating slip remains essentially unchanged. This is essential to get high quality paper get because viscosity fluctuations the thickness of the order and thus change the surface of the paper. The coating slip should therefore a constant, not too high and not too low Have viscosity. Furthermore, the coating slip should be built up in this way be that when pressing this mass against the paper only little Water enters the capillary channels of the paper while the Solids adhere to the top of the web. The pressure should also no solids are pressed into the capillary channels as this leads to an undesirable increase in the coat weight.

Es wurden Streichmassen auf Basis von Kaolin entwickelt, die viele dieser Probleme lösen. Kaolin bildet hexagonale Teilchen aus, und die aufgrund dieser Struktur sperrigen Teilchen können nicht ohne weiteres in die Kapillarkanäle des Papiers eindringen. Zur Einstellung der Viskosität verwendet man zusammen mit Kaolin polyelektrolytische Verbindungen. Da jedoch bei einer Kombination nur aus Kaolin und Polyelektrolyt die Wasserretention noch nicht optimal ist und häufig noch zuviel Wasser und Bindemittel in das Papier eindringt, gibt man auch ein Polyamin oder Polyethylenimin zu, um eine zu starke Penetration zu verhindern.Coating compounds based on kaolin were developed which solve many of these problems. Kaolin forms hexagonal particles from, and the bulky particles due to this structure can do not easily penetrate the capillary channels of the paper. To adjust the viscosity, use together with kaolin polyelectrolytic compounds. But because of a combination only water retention from kaolin and polyelectrolyte is not yet is optimal and often too much water and binder in it Paper penetrates, you also give a polyamine or polyethyleneimine to prevent excessive penetration.

Kaolin hat jedoch den Nachteil, daß es einerseits relativ teuer ist und andererseits durch im Kristallgitter eingelagertes Eisen einen Gelbstich erzeugt. Als Ersatz für Kaolin oder als zusätz licher Bestandteil des Pigmentes wurde daher die Verwendung von feinteiligem gemahlenem Calciumcarbonat vorgeschlagen. Die Verwendung von Calciumcarbonat bringt jedoch weitere Probleme mit sich. Calciumcarbonat hat eine kugelförmige Teilchenform, wodurch diese Teilchen besonders leicht in die kapillaren Kanäle der vor beigeführten Papierbahn gleiten können und gleichzeitig sehr viel Wasser aufgesogen wird. Um dies zu verhindern, muß man soviel Verdickungsmittel anwenden, daß der Feststoffgehalt der Lösung und die Viskosität zu hoch werden. Die für Kaolin geeigneten Verdickersysteme liefern daher zusammen mit Calciumcarbonat keine befriedigenden Ergebnisse. Wendet man das bei Kaolin bewährte System zusammen mit Calciumcarbonat an, so kommt es zu einem sogenannten Überkochen der Streichmasse. Dabei quillt diese Masse in den Bereich nach der Rakel, wodurch die Beschichtung inhomogen wird und es zu einer Schuppenbildung kommen kann.However, kaolin has the disadvantage that it is relatively expensive and on the other hand by iron embedded in the crystal lattice produces a yellow tinge. As a replacement for kaolin or as an additional The component of the pigment was therefore the use of finely divided ground calcium carbonate proposed. The However, using calcium carbonate has other problems themselves. Calcium carbonate has a spherical particle shape, which makes it these particles particularly easily in the capillary channels of the front fed paper web can slide and at the same time very much Water is absorbed. To prevent this, you have to do so much Apply thickeners that the solids content of the solution and the viscosity becomes too high. The ones suitable for kaolin Thickener systems therefore do not deliver any together with calcium carbonate satisfactory results. If you apply the tried and tested with kaolin System together with calcium carbonate, so it comes to a so-called boiling over of the coating slip. This mass swells in the area after the doctor blade, which makes the coating inhomogeneous and dandruff may form.

Aus der DE-OS 20 17 276 sind Streichmassen mit Polyvinylpyrrolidonzu satz für die Oberflächenveredelung von Papier bekannt, worin geringe Mengen Polyvinylpyrrolidon zusammen mit optischen Aufhellern verwendet werden, um die Fluoreszenzeigenschaften zu verbessern. Zu diesem Zweck wird Polyvinylpyrrolidon in einem Anteil von 2 × 10^-4 bis 50 × 10^-4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Streichpigment, eingesetzt.From DE-OS 20 17 276 coating slips with polyvinylpyrrolidone additive for the surface finishing of paper are known, in which small amounts of polyvinylpyrrolidone are used together with optical brighteners to improve the fluorescence properties. For this purpose, polyvinylpyrrolidone is used in a proportion of 2 × 10 ^-4 to 50 × 10 ^-4 percent by weight, based on the coating pigment.

Es war nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Streichmasse für Papier auf Basis von Calciumcarbonat bereitzustellen, die die oben erwähnten Probleme überwindet und eine gleichmäßige Beschichtung auch bei hoher Streichgeschwindigkeit und bei niedrigem Strichgewicht liefert.It was an object of the present invention to apply a coating slip to provide for paper based on calcium carbonate, which the Overcomes problems mentioned above and a smooth one Coating even at high coating speeds and at low coat weight supplies.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Streichmasse für Papier, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sieThis problem is solved with a coating slip for paper that is characterized in that it

a) 100 parts by weight of a pigment with a proportion of Calcium carbonate of at least 40 parts by weight,
b) 0.1 to 2 parts by weight of a linear, water-soluble Polydipole compound with a molecular weight up to one Million,
c) 0.1 to 2 parts by weight of an anionic polyelectrolyte,
d) 4 to 20 parts by weight of a binder and
e) includes so much water that the solids content of the spread mass is 50 to 80 percent by weight.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein System, das die Bestandteile a) bis e) umfaßt, ausgezeichnete Beschichtungen auf Papier ergibt. Das aus den Bestandteilen b) und c) bestehende Verdickersystem dient dabei nicht nur zur Viskositätseinstellung, sondern stabilisiert überraschenderweise auch die Calciumcarbo natteilchen in der Lösung. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Streichmasse ein Papier erhalten wird, das sehr gut bedruckbar ist und scharfe, kontrastreiche Bilder liefert. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß sich die negativen Pseudoladungen der linearen Polydipolver bindung an vorhandene überschüssige kationische Ladungen der Calciumcarbonatteilchen anlagern und diese absättigen. Anderer seits verbinden sich die positiven Pseudoladungen der linearen Polydipolverbindung mit dem zugesetzten anionischen Poly elektrolyten. Auf diese Weise kommt es zu einer Komplexbildung, wodurch die Teilchen so groß werden, daß sie nicht in die Kapillarkanäle des Papiers eindringen können. Diese Komplexbil dung findet statt, wenn eine definierte kritische Konzentration überschritten wird. Diese kritische Konzentration sollte die Konzentration sein, die bei der Druckentwässerung der Streich masse erreicht wird, wenn diese auf die Papierbahn trifft. Die erfindungsgemäße Streichmasse ist dabei so stabil, daß sich die Viskosität über einen relativ großen Feststoffgehaltsbereich, bei dem die Verarbeitung stattfindet, zum Beispiel 65 bis 75 Ge wichtsprozent, sehr wenig verändert, während bei einem defi nierten höheren Feststoffgehalt, der durch die Druckentwässerung an der Papieroberfläche entsteht, ein abrupter Viskositätsanstieg erfolgt. Der Vorteil dieses Verhaltens ist, daß einerseits durch die gleichbleibende Viskosität die Beschichtungsdicke auch bei schwankenden Feststoffgehalten gleichbleibend ist und anderer seits durch die Entwässerung in die Kanäle des Papiers die Viskosität abrupt ansteigt. Die Feststoffteilchen können daher nicht in die Kapillarkanäle eindringen, sondern sich nur außen an das Papier anlegen.Surprisingly, it was found that a system that the Constituents a) to e) comprises excellent coatings Paper results. The one consisting of components b) and c) Thickener system not only serves to adjust the viscosity, but surprisingly also stabilizes the calcium carbo nat particles in the solution. It was found that when used the coating slip according to the invention a paper is obtained which is very good printable and sharp, high-contrast images delivers. Without being bound by theory, it is assumed that the negative pseudo charges of the linear polydipolver binding to existing excess cationic charges of the Add calcium carbonate particles and saturate them. Other on the one hand, the positive pseudo charges of the linear combine Polydipole compound with the added anionic poly electrolytes. This leads to complex formation, whereby the particles become so large that they do not enter the Capillary channels of the paper can penetrate. This complex picture takes place when a defined critical concentration is exceeded. This critical concentration should be the Concentration that is with the pressure drainage of the prank mass is reached when it hits the paper web. The The coating slip according to the invention is so stable that the Viscosity over a relatively large range of solids, at where the processing takes place, for example 65 to 75 Ge percent by weight, changed very little, while with a defi nated higher solids content due to pressure drainage an abrupt increase in viscosity occurs on the paper surface he follows. The advantage of this behavior is that, on the one hand, by the constant viscosity also the coating thickness fluctuating solids content is constant and others partly through the drainage into the channels of the paper Viscosity increases abruptly. The solid particles can therefore do not penetrate the capillary channels, but only outside lay on the paper.

Die erfindungsgemäße Streichmasse enthält als Hauptinhaltsstoff ein Calciumcarbonat enthaltendes Pigment. Dieses Pigment kann vollständig aus Calciumcarbonat bestehen oder zusätzlich andere, für diesen Zweck bekannte Pigmente enthalten. So kann beispiels weise ein Teil des Calciumcarbonats durch Kaolin oder Talkum ersetzt werden. Es sind Pigmentzusammensetzungen geeignet, die 40 bis 100 Gewichtsprozent Calciumcarbonat und 0 bis 60 Gewichts prozent Kaolin, Talkum oder andere bekannte Pigmente enthalten. Das Pigment bildet üblicherweise den überwiegenden Anteil des Feststoffgehalts der erfindungsgemäßen Streichmasse. Zur Herstellung des Pigments ist jedes auf diesem Gebiet bekannte feinteilige Calciumcarbonat geeignet. Üblicherweise wird das Calciumcarbonat durch Naßvermahlung von Marmor gewonnen und mit Feststoffgehalten von 75 bis 78 Gewichtsprozent geliefert.The coating slip according to the invention contains as the main ingredient a pigment containing calcium carbonate. This pigment can consist entirely of calcium carbonate or other, contain pigments known for this purpose. For example some of the calcium carbonate by kaolin or talc be replaced. Pigment compositions are suitable which 40 to 100 weight percent calcium carbonate and 0 to 60 weight percent percent kaolin, talc or other known pigments. The pigment usually forms the major part of the Solids content of the coating slip according to the invention. For Preparation of the pigment is anything known in the art finely divided calcium carbonate suitable. Usually it will Calcium carbonate obtained by wet grinding of marble and with Solids contents of 75 to 78 weight percent supplied.

Als erfindungswesentlich werden als Bestandteil b) 0,1 bis 2 Gewichtsteile einer linearen, wasserlöslichen Polydipolver bindung mit einem Molekulargewicht bis zu einer Million als Verdickungsmittel eingesetzt. Bevorzugt liegt das Molekular gewicht dieses Verdickungsmittels im Bereich von 15 000 bis 800 000. Verbindungen mit einem zu geringen Molekulargewicht haben keinen ausreichenden Einfluß auf die Viskosität der Streichmasse, während Verbindungen mit einem zu hohen Molekular gewicht der bei deren Anwendung auftretenden mechanischen Belastung nicht standhalten und zerstört werden.As essential to the invention, 0.1 to 2 parts by weight of a linear, water-soluble polydipolver binding with a molecular weight up to one million as Thickeners used. The molecular is preferably weight of this thickener in the range of 15,000 to 800,000. Compounds with too low a molecular weight have no sufficient influence on the viscosity of the Coating, while compounds with too high a molecular weight of the mechanical occurring during their application Do not withstand loads and be destroyed.

Als lineare, wasserlösliche Polydipolverbindung wird eine Verbin dung bezeichnet, die aus Monomeren aufgebaut ist, von denen zumindest ein Teil zwitterionisch oder dipolartig ist. Beispiele für derartige Polydipolverbindungen sind aus den zwitterionischen Aminosäuren aufgebaute Proteine, aus Vinylpyrrolidon aufgebautes Polyvinylpyrrolidon, aus Acrylamid aufgebautes Polyacrylamid und Polylactame, wie Polyvinylcaprolactam. Bevorzugt werden Polymere verwendet, die Einheiten mit der Amidgruppe aufweisen, die durch Ausbildung einer pseudopositiven Ladung am Stickstoffatom und einer pseudonegativen Ladung am Sauerstoffatom der Carbonylgruppe einen elektrischen Dipol bilden. Eine bevorzugte Verbindungs klasse sind die Polyvinylpyrrolidone, die außerdem den Vorteil haben, daß sie toxikologisch unbedenklich sind. Bevorzugt werden Polyvinylpyrrolidone eingesetzt, die einen K-Wert im Bereich von 15 bis 90, insbesondere von 20 bis 50, haben. Weiterhin bevorzugt ist die Verwendung von Proteinen, die ebenfalls toxikologisch unbedenklich sind. Als in großen Mengen verfügbare, preisgünstige Proteine werden vor allem Gelatine bzw. Kollagen eingesetzt. Gelatine führt in Kombination mit Wasser jedoch zu einer Ver dickung und einem Festwerden der Streichmasse und wird daher zusammen mit Harnstoff verwendet. In der Regel werden Kombina tionen von Gelatine und Harnstoff von etwa 1 : 1 verwendet. Harn stoff ist ebenfalls ein unbedenklicher Zusatzstoff und hat auf grund seiner verflüssigenden Eigenschaften zudem einen vor teilhaften Einfluß auf die erfindungsgemäße Streichmasse.A verbin is used as a linear, water-soluble polydipole compound called dung, which is composed of monomers, of which at least a part is zwitterionic or dipole-like. Examples for such polydipole compounds are from the zwitterionic Proteins built from amino acids, made from vinyl pyrrolidone Polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide composed of acrylamide and Polylactams such as polyvinyl caprolactam. Polymers are preferred used, which have units with the amide group by Formation of a pseudopositive charge on the nitrogen atom and a pseudonegative charge on the oxygen atom of the carbonyl group form an electrical dipole. A preferred connection great are the polyvinylpyrrolidones, which also have the advantage have that they are toxicologically safe. To be favoured Polyvinylpyrrolidone used, which have a K value in the range of 15 to 90, especially 20 to 50, have. Also preferred is the use of proteins that are also toxicological are harmless. As inexpensive, available in large quantities Proteins are mainly used in gelatin or collagen. However, gelatin in combination with water leads to a ver thickening and solidification of the coating slip and is therefore used together with urea. Usually Kombina ions of gelatin and urea of about 1: 1 used. Urine fabric is also a safe additive and has on because of its liquefying properties partial influence on the coating slip according to the invention.

Polyacrylamide und insbesondere durch anionische Polymerisation aus Acrylamid hergestellte Polyacrylamide sind als Bestandteil b) ebenfalls gut geeignet. Ferner können auch Copolymere aus Acryl amideinheiten, Vinylpyrrolidoneinheiten und/oder Aminosäuren mit anderen Monomeren, wie mit neutralen Monomeren, verwendet werden. Das entstehende Copolymer muß nur die Anforderungen erfüllen, daß es wasserlöslich ist, da die erfindungsgemäße Streichmasse nur Wasser als Lösungsmittel enthält, linear ist, damit die Poly dipole sterisch zugänglich sind, und ein Molekulargewicht von nicht mehr als einer Million hat, da Moleküle mit einem höheren Molekulargewicht durch die hohe mechanische Belastung zerstört würden. Ein Beispiel für ein erfindungsgemäß geeignetes Copolymer ist ein Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymer. Auch Mischungen der genannten Polydipolverbindungen können eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind sie untereinander gut ver träglich. Der als Verdickungsmittel dienende Bestandteil b) wird in einem solchen Anteil eingesetzt, daß die gewünschte Viskosität erhalten wird. Erfindungsgemäß liegt der Anteil des den Bestand teil b) bildenden Verdickungsmittels in einem Bereich von 0,1 bis 2 Gewichtsteilen, bevorzugt von 0,3 bis 0,8 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pigments a). Die Einsatzmenge des Bestandteils b) hängt unter anderem ab vom Molekulargewicht der verwendeten Verbindung(en). Durch Variation von Molekulargewicht und Einsatzmenge kann für jede Streichmasse eine optimale Kombination von Eigenschaften eingestellt werden.Polyacrylamides and especially by anionic polymerization Polyacrylamides made from acrylamide are included as component b) also well suited. Copolymers of acrylic can also be used amide units, vinylpyrrolidone units and / or amino acids other monomers, such as with neutral monomers, can be used. The resulting copolymer only has to meet the requirements that it is water-soluble since the coating slip according to the invention only Contains water as a solvent, is linear, so that the poly dipoles are sterically accessible, and have a molecular weight of has no more than a million since molecules with a higher one Molecular weight destroyed by the high mechanical stress would. An example of a copolymer suitable according to the invention is a vinyl pyrrolidone / vinyl acetate copolymer. Mixtures too of the polydipole compounds mentioned can be used. Because of their properties, they are good at each other sluggish. The component b) serving as a thickener used in such a proportion that the desired viscosity is obtained. According to the invention, the proportion of the stock Part b) forming thickener in a range of 0.1 to 2 parts by weight, preferably from 0.3 to 0.8 parts by weight, each based on 100 parts by weight of pigment a). The The amount of component b) depends, among other things, on Molecular weight of the compound (s) used. By variation of molecular weight and amount used for each coating slip an optimal combination of properties can be set.

Als weiterer wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Stabilisierungssystems für Calciumcarbonat wird als Bestand teil c) ein anionischer Polyelektrolyt verwendet. Die Verwendung von Polyelektrolyten ist für Kaolin enthaltende Streichmassen an sich bekannt, und die hierfür verwendeten Polyelektrolyte sind auch für die erfindungsgemäße Masse geeignet. Als Polyelektrolyte werden polymere Verbindungen mit ionisch dissoziierbaren Gruppen bezeichnet, die in der dissoziierten Form wasserlöslich sind. Beispiele hierfür sind Polyacrylate und Carboxymethylcellulose. Der Polyelektrolyt lagert sich mit seinen negativen Ladungen an die pseudopositiven Ladungen des Verdickungsmittels gemäß Bestandteil b) an und führt damit zu einer Stabilisierung des Systems. Die eingesetzte Menge des Polyelektrolyten liegt im selben Bereich, wie es für Streichmassen auf Basis von Kaolin üb lich ist, nämlich in einem Bereich von 0,1 bis 2,0 Gewichts teilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pigments a). Bevorzugt wird der Polyelektrolyt in einer Menge von 0,1 bis 0,5 Gewichts teilen verwendet.As a further essential component of the invention Stabilization system for calcium carbonate is called inventory part c) an anionic polyelectrolyte is used. The usage of polyelectrolytes is suitable for coating compositions containing kaolin is known, and the polyelectrolytes used for this are also suitable for the composition according to the invention. As polyelectrolytes become polymeric compounds with ionically dissociable groups referred to, which are water-soluble in the dissociated form. Examples include polyacrylates and carboxymethyl cellulose. The polyelectrolyte accumulates with its negative charges the pseudopositive charges of the thickener according to Component b) and thus leads to a stabilization of the Systems. The amount of polyelectrolyte used is the same range as for coating compositions based on kaolin Lich, namely in a range of 0.1 to 2.0 weight divide, based on 100 parts by weight of pigment a). Prefers the polyelectrolyte is present in an amount of 0.1 to 0.5 weight share used.

Der Bestandteil d) der erfindungsgemäßen Streichmasse für Papier ist ein Bindemittel. Bindemittel werden üblicherweise in derartigen Massen zusammen mit dem Pigment verwendet, um die Pigmentteilchen in Dispersion zu halten und die Bindung zwischen den Pigmentteilchen und dem Papier zu vermitteln. Für die erfindungsgemäße Streichmasse sind die für diesen Zweck bekannten Bindemittel geeignet. Beispiele hierfür sind Polyacrylatharze, insbesondere hochmolekulare Polyacrylate, und Styrol-Butadien- Harze. Der Anteil des Bindemittels in der erfindungsgemäßen Streichmasse beträgt 4 bis 20 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Pigments a). The component d) of the coating slip for paper according to the invention is a binder. Binders are commonly used in such masses together with the pigment used to make the Keep pigment particles in dispersion and the bond between to convey the pigment particles and the paper. For the coating compositions according to the invention are the known for this purpose Suitable binder. Examples include polyacrylate resins, especially high molecular weight polyacrylates, and styrene-butadiene Resins. The proportion of the binder in the invention Coating mass is 4 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of pigment a).

Die erfindungsgemäße Streichmasse hat die Form einer wäßrigen Dispersion mit Wasser als kontinuierlicher Phase. Wasser bildet als Bestandteil e) das einzige in der Streichmasse verwendete Lösungsmittel. Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen Masse wird in der Regel, abhängig von der Art und Menge der anderen Inhaltsstoffe und der gewünschten Beschichtungsdicke, im Bereich von 50 bis 80 Gewichtsprozent, bevorzugt von 60 bis 75 Gewichts prozent, eingestellt, wobei der Rest Wasser ist. Eine Streich masse mit einem höheren Feststoffgehalt hat eine zu hohe Viskosität und ist in der Regel nicht mehr in befriedigender Weise verarbeitbar, während bei einem geringeren Feststoffgehalt zu viel Wasser in das Papier eingesogen und zu wenig Streichmasse auf das Papier aufgebracht wird.The coating slip according to the invention has the form of an aqueous Dispersion with water as a continuous phase. Water forms as component e) the only one used in the coating slip Solvent. The solids content of the composition according to the invention usually, depending on the type and amount of others Ingredients and the desired coating thickness, in the range from 50 to 80 percent by weight, preferably from 60 to 75 percent by weight percent, set, the rest being water. A prank mass with a higher solids content is too high Viscosity and is usually no longer satisfactory Way workable while at a lower solids content too much water sucked into the paper and too little coating slip is applied to the paper.

Außer den genannten Bestandteilen a) bis e) kann die erfindungs gemäße Masse natürlich weitere übliche Additive und Hilfsstoffe, die auf diesem Gebiet eingesetzt werden, in den üblicherweise verwendeten Mengen enthalten.In addition to the above-mentioned components a) to e) proper mass, of course, other usual additives and auxiliary substances, that are used in this area, in the usual used quantities included.

Die erfindungsgemäße Streichmasse für Papier wird hergestellt, indem die Bestandteile a), b), c) und d) in Wasser vermischt werden. Bevorzugt werden die Bestandteile b) und c) als wäßrige Lösungen mit dem Calciumcarbonat, dem Bindemittel und dem Wasser vermischt.The coating slip for paper according to the invention is produced by mixing the components a), b), c) and d) in water will. The components b) and c) are preferred as aqueous Solutions with the calcium carbonate, the binder and the water mixed.

Die erfindungsgemäße Streichmasse wird in gleicher Weise in einer Streichbeschichtungsanlage verwendet, wie die Streichmassen des Standes der Technik auf Basis von Kaolin.The coating slip according to the invention is in the same way in one Coating system used, like the coating slips of the State of the art based on kaolin.

Die erfindungsgemäße Streichmasse kann sehr gleichmäßig auf die Oberfläche von Rohpapier aufgetragen werden und ergibt ein Papier mit hohem Glanz und guter Glätte. Aufgrund der Viskositätseigen schaften der erfindungsgemäßen Streichmasse ist es möglich, Papier mit sehr hohen Geschwindigkeiten zu beschichten, zum Beispiel mit bis zu 1800 Meter pro Minute, und gleichzeitig hohe Feststoffgehalte auf das Papier aufzubringen, ohne daß der Anpreßdruck an den Rakeln zu hoch wird, so daß eine zu hohe mechanische Belastung des Papiers vermieden wird. Mit der erfindungsgemäßen Streichmasse lassen sich graphische Papiere ausgezeichneter Qualität herstellen, die genau, scharf und kontrastreich bedruckt werden können.The coating slip of the invention can be very evenly on the Surface of raw paper can be applied and results in a paper with high gloss and good smoothness. Because of the inherent viscosity of the coating slip according to the invention, it is possible To coat paper at very high speeds to Example with up to 1800 meters per minute, and high at the same time Apply solids to the paper without the Contact pressure on the squeegee is too high, making it too high mechanical stress on the paper is avoided. With the Coating compound according to the invention can be graphic papers manufacture excellent quality that is precise, sharp and can be printed in high contrast.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläu tert, wobei, falls nichts anderes angegeben ist, folgendes gilt:The invention is further illustrated by the following examples tert, where, unless otherwise stated, the following applies:

Das Calciumcarbonat ist ein aus Calcit erhaltenes Calciumcar bonat, bei dem 60% oder 90% der Teilchen < 2 µm sind (Calciumcar bonat 60% < 2 µm = z. B. Hydrocarb 60 GU oder Calciumcarbonat 90% < 2 µm = z. B. Hydrocarb 90 GU, jeweils von Omya).Calcium carbonate is a calcium car obtained from calcite bonat, in which 60% or 90% of the particles are <2 µm (calcium car bonat 60% <2 µm = z. B. Hydrocarb 60 GU or calcium carbonate 90% <2 µm = z. B. Hydrocarb 90 GU, each from Omya).

Das Kaolin ist ein delaminiertes Kaolin, bei dem 90% der Teilchen < 2 µm sind (Kaolin 90% < 2 µm = z. B. Amazon 88 von international Kaolin).The kaolin is a delaminated kaolin in which 90% of the particles <2 µm are (kaolin 90% <2 µm = e.g. Amazon 88 from international Kaolin).

Die Gelatine ist eine sauer extrahierte Gelatine mit einer nach Bloom gemessenen Gelfestigkeit von 100 oder von 240 (z. B. Gelatine 100 Bloom oder Gelatine 240 Bloom von Deutsche Gelatinewerke Stoess).The gelatin is an acid extracted gelatin with an after Bloom measured gel strength of 100 or 240 (e.g. gelatin 100 Bloom or Gelatine 240 Bloom from Deutsche Gelatinewerke Stoess).

Die Carboxymethylcellulose ist entweder eine niederviskose oder eine hochviskose Carboxymethylcellulose (z. B. Finfix FF5 oder Finfix FF30 von Metsä-Serla).The carboxymethyl cellulose is either a low viscosity or a highly viscous carboxymethyl cellulose (e.g. Finfix FF5 or Finfix FF30 from Metsä-Serla).

Der Polyvinylalkohol 5-88 ist ein Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 5 mPa·s und einem Verseifungsgrad von 88% (z. B. Mowiol 5-88 von Hoechst).Polyvinyl alcohol 5-88 is a polyvinyl alcohol with a Viscosity of 5 mPas and a degree of saponification of 88% (e.g. Mowiol 5-88 from Hoechst).

Das Kunststoffbindemittel beruht auf einem Styrol/Butadien- Copolymer (z. B. Dispersionsmittel DL 955 = Dow Latex 955 von Dow Chemical).The plastic binder is based on a styrene / butadiene Copolymer (e.g. dispersant DL 955 = Dow Latex 955 from Dow Chemical).

Das Acrylatverdickungsmittel beruht auf einem Ethylacrylat/- Methacrylsäure-Copolymer (z. B. Sterocoll D von der BASF) oder ist ein assoziatives Acrylatverdickungsmittel, das ebenfalls auf einem Ethylacrylat/Methacrylsäure-Copolymer beruht, welches jedoch zusätzlich 1% Nonylphenolethoxylatmethacrylether mit 15 Ethylen oxideinheiten enthält (z. B. Acrysol TT 935 von Rohm and Haas).The acrylate thickener is based on an ethyl acrylate / - Methacrylic acid copolymer (e.g. Sterocoll D from BASF) or is a associative acrylate thickener, which is also on a Ethyl acrylate / methacrylic acid copolymer is based, however additionally 1% nonylphenol ethoxylate methacrylate with 15 ethylene contains oxide units (e.g. Acrysol TT 935 from Rohm and Haas).

Die angegebenen Mengen der einzelnen Bestandteile stellen jeweils Gewichtsteile dar, sofern nichts anderes gesagt ist.The stated amounts of the individual components represent each Parts by weight unless otherwise stated.

Der gegenüber dem jeweils angegebenen Feststoffgehalt (Gewichts teile) verbleibende Rest besteht bei den einzelnen Streichmassen aus Wasser.The compared to the specified solids content (weight parts) the rest of the individual coating slips of water.

Die in den Beispielen aufgeführten Viskositäten (mPa·s) sind jeweils mit einem Brookfield-Rotationsviskosimeter mit einer Spindel Nummer 3 bei der angegebenen Rotationsgeschwindigkeit (U/min) und Temperatur (°C) gemessen.The viscosities (mPas) listed in the examples are each with a Brookfield rotary viscometer with a Spindle number 3 at the specified rotation speed (Rpm) and temperature (° C) measured.

Das Wasserrückhaltevermögen ist in bekannter Weise mit dem Verfahren gemäß S.D. Warren ermittelt. Dabei wird die Geschwin digkeit bestimmt, mit der Wasser an Papier abgegeben wird. Hierzu wird auf eine Metallplatte ein Blatt Papier gelegt und mit der zu untersuchenden Streichmasse bestrichen. Eine zweite Elektrode wird angelegt und der Zeitraum in Sekunden (s) bestimmt, zu dem eine vorgegebene Stromstärke erreicht ist. Je länger dieser Zeitraum ist, desto besser ist die Masse zur Beschichtung von Papier geeignet. The water retention capacity is in a known manner with the Procedure according to S.D. Warren determined. The speed is determines the rate at which water is released onto paper. For this a sheet of paper is placed on a metal plate and with the Spread coating to be examined. A second electrode is created and the period in seconds (s) is determined at which a predetermined current is reached. The longer this Period, the better the mass for coating Suitable for paper.

example 1

Es werden die folgenden Streichmassen 1, 2 und 3 hergestellt und getestet, wobei die Streichmasse 1 eine Vergleichsmasse ist, während die Streichmassen 2 und 3 erfindungsgemäße Massen sind.The following coating slips 1, 2 and 3 are produced and tested, the coating slip 1 is a reference mass, while the Coatings 2 and 3 are compositions according to the invention.

Wie die Resultate zeigen, ergibt sich für die erfindungsgemäßen Streichmassen 2 und 3 gegenüber der Vergleichsmasse 1, die keine Polydipolverbindung enthält, eine Erhöhung des Wasserrückhalte vermögens um das neunfache. Bei den erfindungsgemäßen Streich massen 2 und 3 dringt der Strich viel weniger in das Rohpapier ein, und es wird eine gestrichene Oberfläche mit höherem Glanz und höherer Glätte erhalten. As the results show, the results for the invention Coatings 2 and 3 compared to the comparative 1, which none Contains polydipole compound, an increase in water retention assets nine times. In the prank of the invention measures 2 and 3 the line penetrates much less into the base paper one, and it becomes a painted surface with higher gloss and get higher smoothness.

Example 2

Es werden die folgenden Streichmassen 4, 5 und 6 hergestellt und getestet, wobei die Streichmasse 4 eine Vergleichsmasse ist, während die Streichmassen 5 und 6 erfindungsgemäße Massen sind.The following coating slips 4, 5 and 6 are produced and tested, the coating slip 4 is a reference mass, while the Coatings 5 and 6 are compositions according to the invention.

Wie die Resultate zeigen, ist das Wasserrückhaltevermögen bei den erfindungsgemäßen Streichmassen 5 und 6 ausgezeichnet, während es bei der Vergleichsmasse, die keine Polydipolverbindung enthält, äußerst gering ist. Die erfindungsgemäßen Massen 5 und 6 zeigen eine geringe Penetration in das Rohpapier und liefern glatte Oberflächen, während die Penetration bei der Vergleichs masse 4 erheblich ist. As the results show, the water retention capacity of the Coatings 5 and 6 according to the invention excellent, while it at the comparative mass, which is not a polydipole compound contains, is extremely low. The masses 5 and 6 show low penetration into the base paper and deliver smooth surfaces while penetration when comparing mass 4 is significant.

Example 3

Es werden die folgenden Streichmassen 7, 8 und 9 hergestellt und getestet, wobei die Streichmasse 7 eine Vergleichsmasse ist, während die Streichmassen 8 und 9 erfindungsgemäße Massen sind.The following coating slips 7, 8 and 9 are produced and tested, the coating slip 7 is a reference mass, while the Coatings 8 and 9 are compositions according to the invention.

Wie die Resultate zeigen, wird mit den erfindungsgemäßen Streichmassen 8 und 9 bei einer Erhöhung der Menge an Polyvinyl pyrrolidon das Wasserrückhaltevermögen verbessert. Eine weitere Steigerung des Wasserrückhaltevermögens wird durch die Zugabe von Polyvinylalkohol erzielt. As the results show, with the invention Coatings 8 and 9 with an increase in the amount of polyvinyl pyrrolidone improves water retention. Another Water retention is increased by adding Polyvinyl alcohol achieved.

Example 4

Es werden die folgenden Streichmassen 10, 11 und 12 hergestellt und getestet, wobei die Streichmasse 10 eine Vergleichsmasse ist, während die Streichmassen 11 und 12 erfindungsgemäße Massen sind.The following coating slips 10, 11 and 12 are produced and tested, the coating slip 10 being a comparison slip, while the coating slips 11 and 12 are slurries according to the invention.

Wie die Resultate zeigen, werden mit den erfindungsgemäßen Streichmassen 11 und 12 ausgezeichnete Ergebnisse erzielt. Diese Massen sind zur Herstellung von graphischem Papier geeignet, das für den Tiefdruck eingesetzt wird. Die Bedruckbarkeit des damit beschichteten Papiers ist sehr gut. As the results show, with the invention Coatings 11 and 12 achieved excellent results. This Masses are suitable for the production of graphic paper that is used for gravure printing. The printability of the coated paper is very good.

Example 5

Es werden die folgenden Streichmassen 13, 14 und 15 hergestellt und getestet, wobei die Streichmasse 13 eine Vergleichsmasse ist, während die Streichmassen 14 und 15 erfindungsgemäße Massen sind.The following coating slips 13, 14 and 15 are produced and tested, the coating slip 13 being a reference compound, while the coating slips 14 and 15 are slurries according to the invention.

Wie die Resultate zeigen, ist das Wasserrückhaltevermögen bei den erfindungsgemäßen Streichmassen gut bis sehr gut, während die Vergleichsmasse praktisch kein meßbares Wasserrückhaltevermögen ergibt.As the results show, the water retention capacity of the Coatings of the invention good to very good, while the Comparative mass practically no measurable water retention results.

Claims

1. coating slip for paper, characterized in that it

a) 100 parts by weight of a pigment with a calcium carbonate content of at least 40 parts by weight,
b) 0.1 to 2 parts by weight of a linear, water-soluble polydipole compound with a molecular weight of up to one million,
c) 0.1 to 2 parts by weight of an anionic polyelectrolyte,
d) 4 to 20 parts by weight of a binder and
e) includes so much water that the solids content of the coating slip is 50 to 80 percent by weight.

2. coating slip according to claim 1, characterized in that the component a) only from calcium carbonate or a mixture consists of calcium carbonate and kaolin.

3. coating slip according to one of the preceding claims, characterized in that component b) is a polymer Connection is at least partially built up from units which contain an amide group.

4. coating slip according to one of the preceding claims, characterized in that as component b) a polyvinyl contains pyrrolidone, polyacrylamide and / or polypeptide.

5. coating slip according to claim 4, characterized in that component b) a polyvinylpyrrolidone with a K value of Is 15 to 90.

6. coating slip according to claim 4, characterized in that it contains as component b) collagen or gelatin.

7. coating slip according to one of the preceding claims, characterized in that it contains a high mole as component (c) kular polyacrylate contains.

8. coating slip according to claim 1, characterized in that they 100 parts by weight of calcium carbonate, 4 to 20 parts by weight a polyvinylpyrrolidone, 0.1 to 1 part by weight of a poly contains acrylate and so much water that the solids content of the Coating mass is 50 to 80 percent by weight.