DE2302044C2

DE2302044C2 - Verfahren zum Gußüberziehen von Papier

Info

Publication number: DE2302044C2
Application number: DE2302044A
Authority: DE
Inventors: Philo Burton Gorham Me. Cressey jun.
Original assignee: Scott Paper Co
Current assignee: Kimberly Clark Tissue Co
Priority date: 1972-01-14
Filing date: 1973-01-12
Publication date: 1983-09-01
Also published as: JPS4881924A; JPS5321015B2; FR2173940A1; FR2173940B1; DE2302044A1; ES410582A1; BE793933A; US3832216A; CA999090A; IT976892B; GB1377717A; NL7300445A

Description

Die Erfindung betrifft das Gußüberziehen von Papier und Karton mil wäßrigen Papier-Überzugsmassen, die Latex als einziges Bindemittel ep«halten.

Papier-Überzugsmassen enthalten zwei wesentliche Komponenten: Pigment und ein lindemittel, welches das Pigment an den Papiergrund bindet. Das Gußüberzugsverfahren zum Überziehen von Papier besteht darin, daß man eine wäßrige Masse auf ein Papiergewebe oder einen Träger aufträgt, die überzogene Oberfläche des Papiers gegen eine polierte, erhitzte Poliertrommel preßt und die überzogene Oberfläche des Papiergewebes in innigem nichtleitendem Adhäsionskontakt mit der Trommel hält, bis der Überzug getrocknet ist, worauf Car Papier von der Trommel getrennt wird. Dieses Verfahren liefert das Spiegelbild der Poliertrommeloberfläche auf der überzogenen Oberfläche des Papiers. Als Ergebnis weist das so hergestellte überzogene Papier einen sehr starken Glanz auf und es kann eine erhöhte Dichte gegenüber dem nichtüberzogenen Grundmaterial zeigen, weil Feuchtigkeit in das quellbare, fasrige Rohmaterial während der Überzugs- und Polierschritte eindringt.

Bei dem Gußüberzugsverfahren der US-PS 29 19 205 befindet sich die Oberfläche der Poliertrommel auf mehr als 100° C, z. B. zwischen 120 und 150° C, und der Druck in Haltewalzen, wo das überzogene Papier gegen die Poliertrommel gedrückt wird, ist größer als der Dampfdruck des Wassers bei dieser Temperatur. Zusätzlich wird ein Bad aus siedendem Wasser in den Gußhaltewalzen vorgegeben. Der aus diesem Bad entweichende Dampf hält Luft von den Haltewalzen fern und verhindert die Bildung von Luftblasen in dem Überzug.

Die durch Dampf und siedendes Wasser gelieferte !•■dichtigkeit dient auch dazu, den Überzug kurz vor dem Kontakt mit der Gußtrommel erneut zu benetzen, so daß eine gute Bindung des Überzuges an der Trommeloberriäche gefördert wird, (US-PS 29 50 989) mit dem Ergebnis größerer GulKiberZugsgesctiWindigkciion. Diese Geschwindigkeitszunahme geht auf die yriißere Trocknungskapazität zurück, weiche zur Verfügung steht, wenn die Gußtrommeltemperaiur über 100" C angehoben wird. Nach der US-PS 29 19 205 werden die Haliewalzendrucke erhöht, um eine zu plötzliche Verdampfung von Wasser in dem Überzug und Grundmaterial bei den erhöhten Temperaturen und eine zu heftige Trennung des überzogenen Papiergewebes zu vermeiden.

Diese neueren Techniken ermöglichen zwar Betriebsgeschwindigkeiten von 76.2 m pro min eder mehr, sie stellen jedoch wegen der extremen Bedingungen an Wärme und Druck in Gegenwart der Haltewalzenfeuchtigkeit hohe physikalische Anforderungen an den verwendeten Überzug. Deshalb wurden Überzüge entwickelt, welche geliert oder koaguliert waren, bevor sie die Gußhaltewalzen erreichten, und somit eine höhere Festigkeit gegenüber den trennenden Haltewalzkräften aufwiesen. Daneben waren solche Überzüge wasserbeständig und nicht dem Auswaschen unterworfen, wenn sie mit einem Bad aus siedendem Wasser irv den Gußhaltewalzen in Kontakt gebracht wurden. Diese gelierten Überzüge bestanden aus zwei Grundtypen: säuregeliert, wie sie in der US-PS 30 78 !8! beschrieben werden, ürsd wärmegeliert der in der US-PS 33 56 517 beschriebenen Art. Derartige Überzüge liefern gute Endprodukte, wenn sie in Verbindung mit den oben beschriebenen Techniken angewendet werden.

Solche gelierten Überzugssysteme *vind jedoch nicht ohne Nachteile. Die Säure-Gel-Systeme leiden unter der Empfindlichkeit der pH-Regelung und unter den Korrosionswirkungen der verwendeten Säure: die Wärme-Gel-Systeme der US-PS 33 56 517 und US-PS 33 37 192 werfen andere Schwierigkeiten auf. Es muß auf außerordentlich sorgfältige Kontrolle der Überzugszusammensetzungsmengen und des Verfahrens zur Komponentenzugabe geachtet werden, um die gewünschte Gelierung möglich zu machen. Die Temperatur muß innerhalb enger Grenzen liegen, sowohl während der Überzugsherstellung als auch der -auftragung. Solche Überzüge sind sogar gegenüber Umgebungsbedingungen empfindlich, insbesondere während des heißen Sommerwetters. Die Komplexizität der Überzüge und Reihenfolge der Zugabe macht lange Anlaufzeiten notwendig.

Die US-PS 35 13 121 schlägt eine Masse zum Papierüberziehen vor, welche eine wäßrige Dispersion aus Pigment, eine aus einem Homogengemisch aus Copolymerisallatices bestehende Klebstoffmasse, worin ein Latex durch Alkali löslich und der andere durch Alkali nicht löslich gemacht werden kann, und genügend Alkali enthält, um den Alkali-löslichen Latex zu lösen. Diese Überzugsmasse ist nicht zum Gußüberziehen geeignet, da die Bindemittelkomponente in dem alkalischen Medium verharzt, bevor sie die Gußtrommel erreicht. Die Verwendung eines Alkali-quellbaren Latex als Bindemittel für eine Papierüberzugsmasse ist aus den US-PS 34 09 569 und CA-PS 8 62 188 bekannt. Diese Patente lehren jedoch, daß man um die notwendige Überzugsviskositä; zu erhalten, genügend Alkali zur Papierüberzugsmasse fügen muß, um den Latex zu quellen. Wenn eine solche Überzugsmasse beim Gußüberzugsverfahren verwendet wird, zeigt das Bindemittel der Überzugsmasse die Tendenz. Wasser zu absorbieren, zu quellen und somit zu koaleszieren, und zwar vor dem Zeitpunkt, zu dem das überzogene Gewerbe mit der beheizten Gußtrommeloberflüchc in Kontakt kommt.

Der Überzug versagt daher beim Gießen, wenn er in Kontakt mit der PolieroberfHiche der Gußtrommel gebracht wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Gußüberziehen von Papier

anzugeben, das gelierte Überzüge vermeidet, dennoch die Vorteile hoher Betriebsgeschwindigkeiten beibehält, welche solche Überzüge möglich gemacht haben, wenn sie zusammen mit Hochtemperatur- und Druckbedingungen verwendet werden. Die bisherigen nichtgelierten Überzüge zeigten Mangel unter den Temperatur- und Druckbedingungen des Gießens mit hoher Geschwindigkeit aus den zuvor angeführten Gründen, unzureichende Kohäsivität, um den Trennkräften in den Hallewalzen zu widerstehen, und Löslichkeit in der Haltewalzentiüssigkeit. Das erfindungsgemäß angestrebte Verfahren soll deshalb auch ein Gußüberziehen von Papier bei Geschwindigkeiten von 91,44 m pro min oder mehr unter Hochtemperatur- und Druckbedingunijen ermöglichen, ohne daß die Notwendigkeit zum Gelieren des Überzugs besieht.

Bisher wird es bevorzugt, einen kleineren Anteil Casein in dem Bindemittel der Überzugsmasse zu verwenden. Casein unterstützt eine gute Bindung der Überzugsoberfläche der Gußtrommel und gibt beim Erhitzen rasch Wasser frei. Diese Eigenschaften verhindern die Bildung von Löchern auf der Gußoberfläche, wenn die Feuchtigkeit durch die rückseitige Fläche des Gewebes transpiriert, während es sich in Kontakt mit der Gußtrommel befindet. Die Verwendung von Casein wird jedoch von einer Reihe von Nachteilen begleitet. Leider ist es zur Herstellung einer Masse auf Caseingrundlage zunächst notwendig, das Casein in Wasser zu lösen, welches dann auf eine Temperatur gelinde erwärmt wird, die nicht über 60° C hinausgeht. Es wird eine sorgfältige Erwärmung gefordert, um das Casein während des Erwärmungsschrittes nicht zu zersetzen. Dann wird zu der Caseinlösung ein Alkali zugegeben und die erhaltene Lösung zu einer Dispersion des Pigmentes gefügt. Ein anderer Nachteil von Casein enthaltenden Systemen, der gelierte und ungelierte Systeme in ähnlicher Weise beeinträchtigt, ist sein Preis. Versuche, das Casein durch einen synthetischen Harzlatex oder eine Harzeemulsion zu ersetzen, haben bisher in ungelierten Gußüberzugsmassen keinen Erfolg gezeltigt, weil solche Massen nicht genügend wasserannehmend sind, um gut auf die Trommel gegossen zu werden, d. h. der Überzug haftet in nassem Zustand nicht richtig an der Oberfläche der Poliertrommel. Dieses Haftproblem wird noch schwerwiegender, wenn die Betriebsgeschwindigkeiten zunehmen und zusätzliche Wärme benötigt wird, um den Überzug teilweise vor dem Kontakt mit der Gtißtrommel zu trocknen. Die meisten Latices vernetzen oder verharzen (koaleszieren) unter der Wirkung der Wärme, und die überzogene Papieroberfläche ist sogar weniger hydrophil als bei Umgebungstemp?ratur, wenn sie die Gußtrommel nach dem Erwärmen erreicht. Das erfindungsgemäß angestreb!? Verfahren will deshalb Casein gänzlich vermeiden können.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird das in Anspruch 1 angcgibene Verfahren vorgeschlagen. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Verfahrens bilden den Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.

Die Erfindung verwendet eine wäßrige Überzugsmasse, die mit hohen Geschwindigkeiten verarbeitet werden kann und nicht geliert werden braucht. Das Bindemittel besteht aus einem Höfnögengefnisch Von Alkaliquellbaren oder Alkali-löslichen und nicht in Alkali quellbaren oder löslichen Polymerisaten.

Es wurde gefunden, daß, wenn die Alkali-quellbarcn oder Alkali-löslichen Lalex enthaltenden Überzugsmassen nicht neutralisiert, sondern im sauren odei nichtgequollenen oder un^elös'cn Zustand verwendet werden, ausgezeichnete Gul.H'ibcr/iigsergcbnissc erhalten werden.

Dies steht in völligem Gegensalz zur bisherigen Technik, welche übereinstimmend die Verwendung von Alkaüquellbaren oder Alkali-löslichen Materialien nur in inrem alkalischen Zustand empfiehlt.

Das Verfahren der Erfindung verwendet eine wäßrige Überzugsmasse, in welcher die Bindemitlelkomponcntc im wesentlichen aus einem Gemisch aus einem Latex, der durch Alkali nicht gequollen oder löslich gemacht werden kann, und aus einem Latex besteht, welcher

ίο durch Alkali gequollen oder- löslich gemacht werden kann. Die Gemische sind nicht nur auf zwei Latices beschränkt, wovon ein Latex Alkali-quellbaroder -löslich ist und der andere durch Alkali nicht angegriffen wird. Die Verwendung von drei oder mehr verschiedenen Latices kann erfolgen, um die Eigenschaften des Bindemittels in der gewünschten Weise einzustellen. Somit umfaßt die Bindemiitelkomponente der Überzugsmasse ein Gemisch aus Latices, von welchen mindestens einer in wäßriger alkalischer Lösung unlöslich und mindestens einer in :väßriger Alkalilösung quellbar oder löslich ist.

Ferner wird erfindungsgemäß 0 -,·. wäßrige Überzugsmasse bei einem pH-Wert gehalten, we-cher während des gesamten Überzugs- und Gußverfahrens sauer ist. Beim sauren pH-Wert bleibt der Alkali-quellbare oder Alkalilösliche Latex im ungequollenen oder ungelösten Zustivid und somit unkoalesziert, bis die überzogene Papieroberfläche die Gußtrommel erreicht. Alle untersuchten Latices werden bei pH-Werten über 7 durch Wasser gequollen und koaleszieren; für viele der wirksamsten Systeme ist wegen der Tendenz zu koaleszieren ein pH-Wert unter etwa 6.5 angezeigt. Durch Einhaltung des pH-Wertes der gesamten Überzugsmasse auf einem sauren Wert bleibt der kleinere Anteil des Alkali-quellbaren oder Alkali-löslichen Latex hydrophil, so daß die überzogene Papieroberfläche fest an der Gußtrommel haften kann. Wenn einmal die überzogene Papieroberfläche fest gegen die Trommel gegossen ist, geben die die Latices enthaltenden Überzüge rasch Wasser ab, wodurch ein schnelles Trocknen, gutes Ablöse« von der Trommel und hohe Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht werden.

Das Verfahren zum Gußüberziehen von Papier ist so ausführbar, daß die Überzugsmasse auf das Papiergewebe aufgetragen und diiekt zu den Gußhaltewalzen befördert wird, ohne daß die Notwendigkeit zum Gelieren oder Flocken des Überzuges besteht.

Obwohl als Teil der Bindemittelkomponente des Papierüberzugs ausgewiesen, wird der Alkali-quellbare oder -lösliche Latex hauptsächlich wegen seiner hydrophilen Eigenschaften in sauren Zustand und nicht wegen der Festigkeil-e-'leilenden Eigenschaften gefordert. Obwohl diese Alkali-quellbaren oder -löslichen Materialien starke Bindemittel im alkalischen Zustand sind, besi.zen sie relativ geringe Fcsiigkcil bei saurem pH. Die meiste Bindungsfesligkeil der Bindemittelkomponenle in der Überzugsmasse muß daher durch die niihl im Alkali lösliche oder quellbare Latexkomponente des Bindemittels geliefert werden, tun zu hoher Prozentsatz an Alkaliquellbarem oder -löslichem Material neigi zur Herabsei-

zung mehrerer lesligkeilswerte des überzogenen Papiers, insbesondere der NäliüufnnhmefesUgkeit und Gewebereibung.

Um eine angemessene L'ber/ugslestigkeit zu erreichen, bildet der Alkali-qucllhare oder -lösliche Latex Im allge-

meinen 2".. bis 50".· der Bindemittelkomponente der Überzugsmasse und /ueckmiiüigerucise ctv.;i 20".. bis etwa 4f)"... Der Alkulf-qucllhiire oder -lösliche Latex kann jedes Polymerisat sein, an welchem genügend Carboxyl-

gruppen gebunden sind, um eine starke Azidität hervorzurufen. Aus Gründen der Wirlschaltlkhkeil und l'ol\- meris;illcsüykcit Sinti Acr> !-Copolymerisate. Styrol-IUiladien-t opolymerisate oder \ inylacetat-(opoly merisaie bevorzugt. Der nicht im Alkali i|uel!bare oder nicht im ί Alkali lösliche Late\ der HiiKlemiitclkomponenlc kann von ('(!polymerisaten aus Sty rol-liuladicn, Slyrol-Isoprcn. St>rol-\ iinlacet.it. Acry !materialien. Vinylacelaten. Vinylchlorid-Acryl. SI>r< >I-NitriI oder Nilril-Acelal gebildet werden. Die l'ignientkomponenie kann ein in gewöhnlich verendetes l'apierüherzugspigment. wie lon. hydralisierte lonerde. ( alciunic.irbonal oder eine Kombination derselben sein

Vergleichsbeispiel

Es wurde eine Überzugsmasse hergestellt durch Zugabe unter Rühren der folgenden Bestandteile zu 200 Gewichtsteilen Wasser: 100 Trockengewichtsteile eines Tons von Papierüberzugsgüte. 0.6 Trockengewichtsteile saures Natriumpyrophosphat und 0.2 Trockengewichts- 2» teile eines anionischen, wasserlöslichen Polymerisates. neide als Dispergierungsmittel tür den Ton. I Troekengewichlsteil eines Entschäumers für Latex und 0.5 Trockengewichtsteile eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels als Stabilisator. Dann wurden Binde- -' mittelbestandieile zugefügt, die aus IS Troekengewichtsteilen eines Alkali-unlöslichen und -nichlquellbaren Latex (ein weiches Acrykopolymerisat) und "ι Trockengewichtsteilen eines Alkali-quellbaren Latex (eine Emulsion aus einem Acrykopolymerisat) bestanden. Der Alkali-unlösliche Latex wurde zur Überzugsmasse vor der Zugabe der Alkali-quellbaren Emulsion zugegeben

Die Alkali-quellbare Emulsion wurde aus dem Vorratsbehälter mit einem pll von 2 erhalten. Sie wurde bei diesem pH-Wert gehalten, bis sie zu den anderen Überzugsbestandteilen gegeben wurde, um Schwierigkeiten bei der Inkorporierung des Latex in den Überzug zu vermeiden. Wenn der Alkali-quellbare Latex durch Zugabe von Alkali vor dem Zeitpunkt, zu dem der Latex zum Überzug gegeben worden war. eingedickt worden wäre, würde er koaleszieren und so viskos werden, daß er nur unter grollen Schwierigkeiten zu dem Überzug verarbeitet wer den könnte.

Unmittelbar vor der Zugabe des unmodifizierten Alkali-quellbaren Latex zur Überzugsmasse betrug der pH-Wert der Masse 5.6. Die Zugabe von ~ Trocker.gewichts'.eilen des unmodifizierten Alkaliquellbaren Latex reduzierte der, pH-Wert der gesamten Überzugsmasse aul 5.0. Dieser pH-Wert siieg geringfügig auf 5.15 an. wenn 0.Π Trockengewichtsteile Polyäthylen als Ablösemitte! für den Überzug zugegeben wurden.

Nachdem die Bestandteile sorgfällig gemischt worden waren, wurden 1,51 Gewichtsteiie Ammoniumhydroxid (28^γϊ Ammoniak) zu der Überzugsmasse als alkalischer Eindicker für die Alkali-queübare Emulsion zugegeben. Die Zugabe des Ammoniaks bewirkte, daß der Überzug merklich eingedickt wurde, und hob den pH-Wert des Überzugs auf 8.5 an. 40 zusätzliche Gewichtsteile Wasser brachten die Überzugsfeststoffe auf 41.6%.

Diese Überzugsmasse wurde auf ein herkömmliches Überzugsgrundpapier aufgetragen und die überzogene Oberfläche gegen eine Gußtrommel gepreßt, deren Oberfläche bei einer Temperatur von 115.6- C gehalten wurde. Nachdem das überzogene Papier trocken genug war, um sich von der Gußtromme! abzulösen, wurde es vom Kontakt mit der Trommel entfernt und nachfolgend auf Oberflächenqualität untersucht. Die überzogene Papier

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^t:> oberfläche zeigte ein gesprenkeltes, unehenmäßiges Aussehen, was anzeigte, dali nicht richtig gegen die l'olierirommel gegossen worden war. Die überzogene Oberfläche wies eine Glanzablesung von 5V bei einem Winkel von 75 aul einem Hunter Glossmeter auf.

Die folgenden Beispiele erläutern demgegenüber die Vorteile der vorliegenden Erfindung im Vergleich /ur bisherigen Technik.

Beispiel I

Es wurde eine Aufschlämmung aus 100 Gewichtsleilen englischem Überzugston, 100 Gewichlsieilen Wasser und 0.7 Gewichtsteilen Nalrium'.eiraphosphai als Dispergiermittel für den Ton hergestellt. Dieses Gemisch wurde 20 Minuten geschlämmt, nachfolgend wurden 0,25 Trokkengewichtsteile eines Entschäumers und 0.13 Trockengewichtsteile Polyäthylen als Schmiermittel zugegeben.

Zu dieser Masse wurden 15 Trockengewichtsteile des im Vergleichsbeispiel verwendeten nicht-Alkali-quellbaren oder -löslichen Latex (ein weiches Acryleopolymerisat) sowie 5 Trockengewichtsteile eines Alkali-löslichen Latex (ein Acryl-Emulsionscopolymerisat) zugegeben.

Der Alkali-lösliche Latex wurde aus einem Vorratsbehälter mit einem pH-Wert von 3.4 erhalten und direkt zur Überzugsmasse ohne Modifikation zugegeben. Wenn die Emulsion zu der Überzugsmasse zugefügt wurde, war keine nerkliche Eindickung des Überzugs zu beobachten. Nach dieser Zugabe wurde das ganze Gemisch unter fortgesetztem Rühren gehalten, bis eine homogene Masse erhalten worden war. Diese Überzugsmasse hatte einen f pH-Wert von 5.2. ihr Feststoffeehall betrug 41.4".,. die I elektrische Wasserretentionszeit (EWR) war 1.25 Sekunden und die Viskosität bei 100 LIpm betrug 480 m Pa ■ s. In diesem und den folgenden Beispielen wurde die Viskosität mit einem Brookfield-Viskosimeter Model RVF-100 unter Verwendung einer Spindel Nr. 5 gemessen. Die Wasserretention wurde bestimmt durch Messen der elektrischen Leitfähigkeit durch ein Blatt aus wasserausgelegtem Papier, das gegen den Überzug gepreßt wurde.

Wenn das Wasser von dem Überzug in das Blatt Papier wandert, nimmt die Leitfähigkeit zu. Die gegebenen Werte stellen die Zeit dar. die erforderlich ist. damit die Leitfähigkeit 0,5 Milliampere erreicht.

Der oben beschriebene Überzug wurde mittels eines Luftmessers auf einer Seite eines speziellen Papiers ausgebreitet, welches zuvor auf der zu überziehenden Seite oberflächenbehandelt worden war. Der Überzug wurde in einer Menge aufgetragen, die gleich 20.72 g/m^! entsprach. Die Bandgeschwindigkeit während der Überzugsund Gußoperationen betrug 92 m pro min.

Nach der Auftragung des Überzugs lief das Band von der Überzugsstaiion vorbei an einer Reihe von Infrarot-Erhitzern, weiche zur teilweisen Trocknung des überzogenen Blattes vor Erreichen der Gußtrommel dienten, jedoch keine Gelierang und kein Koaleszieren des Überzuges vor dem Eintritt des Bandes in die Gußhaltewalzen hervorriefen. Das Band trat durch Haltewalzen hindurch, die aus einer Gegenwalze und einer Gußtrommel mit Chromoberfläche von einem Durchmesser von 1,22 m bestanden. In den Haltewalzen wurde ein heftig siedendes Wasserbad bei 104.4° C gehalten. Dieses siedende Bad lieferte eine große Menge Wasserdampf, welcher über den Haltewalzeneintritt stieg. Nachdem das überzogene Papier durch den Dampf, das siedende Bad und die Gußhaltewalzen getreten war, drückte seine Oberfläche fest gegen die Trommeloberfläche. Wenn sich die Trommel drehte, wurde das Papier ia :->nigem Haftkontakt mit

tier Tromnicloberllache während des größeren Teils einer Umdrehung um die Trommel gehalten. Die auf I2(>.7 C erhitzte Trommel trocknete das Papier bis /u einem Gesamtfcuchiigkciisgchali von annähernd 4"... nachdem das Papier mil der Trommeloberlläche etwa \ einer Trommelumdrehung in Kontakt geblieben war.

Das Verfahren wird durch die beigefügte Zeichnung erläuiP'i. wonach eine behci/te (iußtrommel I und eine Druckwalze 2 einen Walzenspalt bilden, in dem ein Papier 3 gegen die CiulJtrommel I gedrückt wird. Das Papier 3. das mit der Überzugsmasse der Erfindung vor dem Eintritt in den Spalt beschichtet worden ist. wird mittels der Führungsrolle 4 /u der Gußtrommel 1 hin und von ihr weggeführt und von der Gußtrommel I über eine Abnahmerolle 5 entfernt, nachdem das beschichtete Papier genügend getrocknet worden ist, um es abzulösen. Lin siedendes Wasserbad 6 wird in dem Walzenspalt gehalten.

Zu diesem Zeitpunkt kiste sich das überzogene Gewebe sauber von der Trommel ab und wurde aufgewickelt. Das so hergestellte gußüberzogene Papier zeigte für das bloße Auge ausgezeichnete Glanz- und Leuchieigcnschaften sowie eine Glanzablesung von 75. wenn unter einem Winkel von 75 auf einem Hunter Glossmeter gemessen. Kino mikroskopische Untersuchung der überzogenen Oberfläche zeigte, daß der Überzug gleichförmig und zusammenhangend war. Der Überzug war praktisch frei von Löchern oder anderen Oberflächendefekten.

Beispiel 2

Es wurde eine Aufschlämmung hergestellt, indem man 55 Gewichtsteile Wasser mit - nach Trockengewicht 0,3 Teilen Tetranatriumpyrophosphat von 100 Teilen englischem Überzugston kombinierte. Nach 20minütigem Schlämmen wurden 0,025 Trockengewichtsteile eines Entschäumers, 15 Gewichtsteile eines nicht in Alkali quellbaren Latex, das in Beispiel 1 beschriebene weiche Acrylcopolymerisat, und schließlich 10 Teile eines Alkali-löslichen Latex, ein Acryl-Emulsionscopolymerisat. zugegeben.

Diese Überzugsmasse hatte einen pH-Wert von 5,8. Ihre elektrische Wasserretention (EWR) betrug 4.8 Sekunden und ihre Viskosität bei 100 Upm 302 m Pa · s. Der Überzug hatte einen Feststoffgehalt von 56%. Unter den Arbeitsbedingungen des Beispiels 1 wurde er auf eine mit Casein präparierte Oberfläche eines Ausgangsmaterials in einer Menge von 19,24 g/m² aufgetragen. Es trat keine Gelierung des Überzugs ein. obwohl die überzogene Oberfläche auf annähernd 93,3^C C zwischen der Überzugsstation und der Gußtrommel als Unterstützung zur Trocknung erwärmt wurde. Das überzogene Papier wurde gegen die geheizte Gußtrommel gepreßt, welche bei einer Temperatur von 121,9° C gehalten wurde. Es goß sich gut gegen die Trommel bei einer Arbeitsgeschwindigkeit von 60,9 m pro min; wenn von der Polieroberfläche der Gußtrommel entfernt, zeigte das überzogene Papier bei 75° eine Glanzablesung von 88.

Beispiel 3

Unter Verwendung der gleichen Grundzusammensetzung und Betriebsbedingungen wie in Beispiel 2 wurde die Alkali-quellbare Emulsion durch ein saure Gruppen enthaltendes Acryl-Emulsionscopolymerisat ersetzt. Dieses Alkali-quellbare Material ergab, wenn es in dem gleichen kleineren Anteil (40% der Bindemittelkompomente) zum Hauptteil an nicht-Alkali-quellbarem Latex, das in Beispiel 1 verwendete weiche Acrylcopolymerisat (60% der liindemittelkomponente) wie in Beispiel 1 verwendet wurde, ein gießbarcs Blatt mit ausgezeichneten Oberflacheneigenschalien und einer 75'-Glansablesung von 91.

In weiteren Versuchen wurden andere Alkali-quellbare ^r> oder -lösliche Polymerisate verwendet. Die Alkall-qucllb ire Hmulsion aus Acrylcopolymerisat, welche im Vergleichsbeispiel ohne Erfolg versucht wurde, wenn man sie nach den Anweisungen des Herstellers verwendete, erwies sich als eine äußerst erwünschte Bindemittelkomponente in einer Gußüberzugsmasse, wenn sie in nichtmodllzicrlem saurem Zustand Verwendung fand.

Polylcarbonsiiurel-Eindicker, Alkall-Iösllches Poly (vinylacetat). l'olyivinylacetaD-Acryl-C'opolymerisai und modifiziertes Styrol-Butadien wurden jeweils einzeln in

It Verbindung mit der Konlrollmasse aus Beispiel 2 verwendet, einschließlich des gleichen nicht in Akali quellbaren Bindemiltelmaterials. Jede dieser Massen ließ sich gut gießen und lieferte Blätter mit ausgezeichneten visuellen Eigenschaften.

In weiteren Versuchen, welche unter den Bedingungen von Beispiel 2 durchgeführt wurden, wurde das weiche Acrylcopolymerisat weggelassen und andere Latices anstelle dessen im gleichen relativen Anteil zur Alkaliquellbaren Emulsion des Beispiels 2 eingesetzt. Mehrere Styrol-Butadiene wurden jeweils einzeln zu einer gießbaren Überzugsmasse mit der Alkali-quellbaren Emulsion kombiniert. Hierzu zählten nichtcarboxyliertes Styrol-Butadien, leicht earboxyliertes Styrol-Butadien und ein Copolymerisat mit hohem Styrol-zu-Butadien-Verhältnis.

Andere Polymerisaltypen, die als nicht in Alkali quellbare Komponente der gleichen Kontrollmasse eingesetzt wurden, waren Styrol-lsopren, Slyrol-Aceton. Polyacryle. Acryl-Styrol. Polyvinylacetat !copolymerisate, Polylvinylacetatlterpolymerisate. Vinylchlorid-Acryle, Nitril-Acetat und Styrol-Nitril. Alle diese Copolymerisate wurden erfolgreich als nicht in Alkali quellbare Hauptbindemittelkomponente einer GulJüberzugsmasse verwendet, weiche einen kleineren .Bindemittelanteil eines Alkali-quellbaren Latex enthielt.

Beispiel 4

Zu 55 Gewichtsteilen Wasser wurden - in Trockengewicht - 0,3 Gewichtsteile Tetranatriumpyrophosphat. 100 Teile Papierüberzugston. 0,25 Teile eines Entschäumers. 0,25 Teile Polyäthylen als Ablösemittel sowie als eine Bindemittelkomponente, 18 Teile eines nicht in Alkali quellbaren Latex, das in Beispiel 1 beschriebene weiche Acrylcopolymerisat und 2 Teile eines Alkali-löslichen Poly(vinylacetat)-Latex gegeben. Diese Überzugsmasse mit einem großen Verhältnis von nicht in Alkali löslichen zu Alkali-löslichen Bindemittelkomponenten hatte die folgenden Eigenschaften: pH-Wert 6,8, EWR 3,8 sek und Brookfield-Viskosität bei 100 Upm 120 m Pa ■ s. Dieser Überzug wurde mit 57,6% Feststoffen aufgetragen, gelierte nicht, wenn er vor der Gußtrommel erwärmt wurde und ließ sich gut gegen die beheizte Trommel gießen. Das überzogene Papier löste sich sauber von der Trommel ab, wenn es trocken war. Es zeigte guten visueilen Glanz.

Beispiel 5

Zu 100 Gewichtsteilen Wasser wurden - nach Trokkengewicht - 100 Teile USA-Ton von Überzugsqualität und 0,5 Teile eines Dispergiermittels für den Ton zugegeben. Dieses Gemisch wurde 20 min geschlämmt, zu diesem Zeitpunkt 0,25 Teile eines Entschäumers, 10 Trokkengewichtsteile des nicht in Alkali quellbaren Latex aus

Beispiel 1.0,2? 'IViIc Polyäthylen als Ablösemittel unil III Irockengewiehisieile des Alkali-iiucllbaicn 1 ;ito\ .ms Beispiel I zugegeben wurden. Diese Masse halle einen pH-Wert von 4,05, eine Viskosität hei IOD I !pm von 4KO inl'a ■ s. und ein I'WK von 1.5 sck. Sie wurde mit 42.4¹¹.. Feststoffen auf eine mit Casein behandelte Oberfläche eines I'apier-Kohmiiieriuls in einer Menge aufgetragen, die gleich I¹J.Γ' g/m" entsprach. Das überzogene UIaIl HeLl sich gut gießen und wies ein fertiges Aussehen auf. das zufriedenstellend war. obgleich etwas weniger wünschenswert als jenes der voranstellenden Heispiele, worin weniger .Alkali-löslicher Latex verwendet wurde.

Beispiel 0

Wegen des basischen pll-Wertes mehrerer Bestandteile, die normalerweise in Papierüberzugsnia.ssen zugegen sind, können AII-l.atcx-GuLK'iber/ugsmassen. zu welchen ein nichtmodifizierter Alkali-quellbarer oder Alkalilöslicher Latex noch nicht zugegeben worden ist. einen pH-Wert bei oder über dem Neutralwerl 7,0 haben. Line plötzliche Änderung in der Viskosität und Homogenität des Liberzugs kann eintreten, wenn ein stark saurer, niehtmodifizierlcr Alkali-quellbarer oder -löslicher Latex zugegeben wird. I'm dieses l'roblem /u vermeiden, isl es erwünscht, in einigen Vorschriften und unter bestimmten Arbeitsbedingungen einen l'ufferbest.indieil zuzufügen, welcher d-:n pll-Wert eines neutralen oiler alkali-ι sehen i'berzugs vor der Zugabe des nichtmodilizierien .•\lkali-i|ueilbaren oiler -löslichen latex herabsetzt. Diese Praxis wird im folgenden erläutert:

Line Aufschlämmung aus 2IHt Ciewicliisteilen Wasser und .101) Trockengew iehlsieilen IWI", I estsloHel eines l!SA-Tons von (iberzi:gsi|ualilät halle eine pH-Wert von 7,2. Nach tier Zugabe von 1.75 (iewichisteilen eines ljitschäumers und 45 Trockengew ichtsieilen des nicht in Alkali i|iiellharen Latex aus Beispiel I betrug tier pH-Wert der Masse 0.1. Die Masse wurde dann gegen die

I¹J Zugabe des Alkali-qucllharcn Latex durch Zugoben von I I rockengewichtsieil Bernsteinsäureanhydrid IpIl 4.2) gepuffert. Dieses setzte den pll-Wert tier gesamten Masse aiii 4.0 herab. Zugabe von 30 I rnckengewichtslijlen ties Alkali-ciuellbaren Latex aus Beispiel 2 (pll 3.0)

Λ' reduzierte das Lnd-pll tier Masse auf 4.2 Ls wurden keine drastischen Änderungen in der i'berzugsmasse bemerkt, wenn tier Alkali-quellbare Latex auf diese Weise zugegeben wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Gußüberziehen von Papier durch Auftragen einer wäßrigen Oberzugsmasse, die ein Bindemittel enthält, das im wesentlichen aus mindestens einem Latex, der nicht durch Alkali gequollen oder löslich gemacht werden kann, als Hauptkomponente und aus einem kleineren Anteil an mindestens einem Latex besteht, der durch Alkali gequollen oder löslich gemacht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das überzogene Papier in Gußhauewalzen befördert wird, die ein Bad aus siedendem Wasser halten, und der pH-Wert der Überzugsmasse aus einem Wert, bei dem der quellbare oder löslich machbare Latex im ungequollenen und ungelösten Zustand verbleibt, gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Alkali quellbarer oder löslich machbarer Latex aus mindestens einem Acrylcopolymerisat, Sijirol-Butadien-Copolymerisat oder Vinylacetaicüpoiymerisat eingesetzt wind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert auf einen Wert niedriger als 7,0 eingestellt wird.