DE2602444A1 - Waessrige streichmassen fuer papier und karton fuer den tiefdruck - Google Patents

Waessrige streichmassen fuer papier und karton fuer den tiefdruck

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DE2602444A1 DE19762602444 DE2602444A DE2602444A1 DE 2602444 A1 DE2602444 A1 DE 2602444A1 DE 19762602444 DE19762602444 DE 19762602444 DE 2602444 A DE2602444 A DE 2602444A DE 2602444 A1 DE2602444 A1 DE 2602444A1
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    • D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

RHONE-POULENG-INDUSTRIES, 22, avenue Montaigne Paris 8e Frankreich
Wässrige Streichmassen für Papier und Karton für den Tiefdruck
Die Erfindung betrifft wässrige Streichmassen für Papiere und Kartons für den Tiefdruck sowie die mit diesen Streichmassen gestrichenen Papiere und Kartons.
Es ist bekannt, daß wässrige Streichmassen für Papiere und Kartons in erster Linie Pigmente und Bindemittel enthalten. Das am häufigsten verwendete Pigment ist Kaolin. Man kann auch andere Pigmente, wie Kaliumcarbonat, Titanoxid, Hydrargiiixt Talk, Bariumsulfat in geringerem Anteil, bezogen auf Kaolin, verwenden. Diese Pigmente werden in Wasser, im allgemeinen in alkalischem Milieu und in Anwesenheit von 0,2 bis 0,5 Gew.%, bezogen auf Pigmente, eines Dispergiermittels dispergiert, wobei die wichtigeren Tetranatriumpyrophosphat, Natriumhexametaphosphat und die niedrig-molekularen Polyacrylate sind. Diese Pigmente werden mit Hilfe von Bindemitteln auf Papier oder Karton verankert. Im allgemeinen verwendet man als Bindemittel eine wässrige Dispersion eines synthetischen Polymeren, wie z.B. eines Styrol-Butadien-Co-
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polymeren, eines Acryl- oder Vinylacetat-Polymeren, die entweder allein oder im Gemisch mit natürlichen Bindemitteln, wie Stärken, Eiweißen, Kasein, oder synthetischen Bindemitteln, wie den Polyvinylalkoholen, eingesetzt werden. Es ist auch möglich, den wässrigen Dispersionen Produkte zur Verbesserung des Wasserrückhaltevermögens der Streichmassen zuzusetzen, wie Carboxymethylzellulose oder Alginate.
Die Streichmassen können auch noch verschiedene andere Bestandteile enthalten, wie insbesondere Vernetzmittel, Antischaummittel, Gleitmittel, optische Aufheller und Farbstoffe.
Das Streichen der Papiere und Kartons mit Hilfe der wässrigen Streichmassen wird mit einer Streichmaschine gemäß den verschiedenen Techniken durchgeführt, wobei verschiedene Vorrichtungen eingesetzt werden, von denen die in der Industrie bekanntesten die folgenden sind: Luftbürste, Streichwalze, Champion-Streicheinrichtung, Massey-Streicheinrichtung und Schlepprakel. Nach dem Streichen wird das Papier oder der Karton getrocknet.
Für den Tiefdruck, bei dem die verwendete Druckfarbe flüssig ist, braucht das Papier oder der Karton keine erhöhte Trockenrupffestigkeit zu besitzen: Die Menge an verwendetem Bindemittel ist daher weniger hoch und beträgt im allgemeinen 5 bis 7 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Pigment.
Die Qualität des Tiefdrucks hängt von der Menge der auf dem Druck fehlenden Punkte ab. Beim Tiefdrucken ist die Druckfarbe in kleinen Zellen enthalten und wird auf das Papier oder den" Karton durch Kapillardruck übertragen, der sich nur ausbilden kann, wenn der äußere Umfang einer jeden Zelle in vollständigem Kontakt mit dem Papier oder Karton ist. Daher ist es wichtig, ein Papier oder einen Karton mit ausgezeichneter Druckglätte zu verwenden.
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Eine gute · Bewertung der Eignung für den Tiefdruck und insbesondere der Gefahr, daß fehlende Punkte, auftreten, wird mit dem Tiefdrucktest (Heliotest) erreicht, der unten erläutert wird.
Die beim Kalandrieren erhaltene Glätte ist umso höher, je weniger Bindemittel das gestrichene Papier oder der Karton enthält. Daher ist es vorteilhaft, einen Filmbildner zu verwenden, dessen Bindevermögen so hoch wie möglich ist, um so wenig wie möglich davon zu verwenden,wobei jedoch beachtet werden muß, daß man genug Binder verwendet, damit das Papier oder der Karton während des Kalandrierens, während des Drucks oder während der Bearbeitung der gedruckten Gegenstände nicht stäubt.
Die erfindungsgemäßen Streichmassen gestatten es, unter Verwendung einer geringstmöglichen Menge an Filmbildner, der als Bindemittel wirkt, gestrichene Papiere oder Kartons herzustellen, die ausreichende Trockenrupffestigkeit und verbesserte Eignung zum Tiefdruck aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Streichmassen erhalten als wichtigsten Filmbildner einen wässrigen Latex aus einem Copolymerisat aus Butadien und carboxyliertem Styrol, der aus 41 bis 45 Gew.% Butadien, 45 bis 57 Gew.% Styrol und 2 bis 10 Gew.% mindestens einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure besteht, und dessen Teilchen einen Durchmesser von O,O8 bis 0,14 Mikron besitzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Copolymerisat 3 bis 6 Gew.% Carbonsäure.
Als äthylenisch ungesättigte Carbonsäure können insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure und Fumarsäure ver-
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wendet werden. Die folgenden. Beispiele verdeutlichen die Erfindung.
Beispiele 1 bis 12
Man stellt wässrige Streichmassen her und streicht von jeder einzelnen Streichmasse eine Schicht von 10 g/qm, ausgedrückt in Trockensubstanz, mit Hilfe einer Schlepprakel auf ein Papier von 52 g/qm. Das so gestrichene Papier wird in einem Tunnelofen bei 100 C getrocknet und dann durch 4 aufeinander folgende Durchgänge zwischen 2 Zylindern unter einer Kraft von 80 kg/cm kalandriert. Nach dem Trocknen und Kalandrieren wird das gestrichene Papier bei 200C in einer Atmosphäre mit 65 % relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert. Dann wird seine Trockenrupffestigkeit und seine Eignung für den Tiefdruck nach den folgenden Methoden geprüft:
Trockenrupffestigkeit. Sie wird mit dem IGT-Apparat des Instituts für Grafische Technik geprüft, indem man das Papier mit einer Farbwalze in Kontakt bringt, deren Druck auf das Papier man auf, einen gewünschten Wert einstellt und deren Geschwindigkeit wächst, bis man Rupfenbildung auf der Deckschicht feststellt.
Die Trockenrupffestigkeit wird durch den Geschwindigkeitswert festgelegt, der dem Beginn der Rupfenbildung entspricht. Als Druckfarbe verwendet man die Druckfarbe "38OO" mit abgestuftem Abzug, die von der Firma Lorilleux Lefranc vertrie-.ben wird.
Eignung für den Tiefdruck (Heliotest). Man verwendet eine gerasterte Druckscheibe, auf der sich Zellen unterschiedlicher Größe befinden, mit der man auf dem IGT-Gerät einen Druck auf dem zu prüfenden Papier durchführt. Man bestimmt dann die
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Größe der Zelle, unter der eine fehlende übertragung aufgetreten ist. Je kleiner diese ist, desto besser ist der Druck. Die Größe der Zellen nimmt regelmäßig auf der Druckscheibe ab, wobei das Meßergebnis einem Abstand im Druckbereich entspricht. Je größer die angezeigte Entfernung ist, umso besser ist die Eignung zum Druck. Die Entfernung wird in mm angezeigt.
Die folgende Tabelle 1 gibt die Eigenschaften der Latices A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L mit 5O Gew.% Trockensubstanz an, die aus den Copolymerisaten von Butadien und carboxyliertem Styrol gemäß den Beispielen 1 bis 12 stammen.
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- 6 Tabelle 1
Beispiel Latex Anteil
Butadien
(Gew. %)		 Anteil
Säuren
(Gew. %)		 Anteil
Styrol
(Gew. %)		 Teilchen
durch
messer
1 A 32 4 64 0,18
2 B 32 4 64 0,15
3 C 32 4 64 0,12
4 D 32 4 64 0,10
5 E 37 4 59 0,18
6 F 37 4 59 0,15
7 G 37 4 59 0,12
8 H 37 4 59 0,10
9 I 43 4 53 0,18
10 J 43 4 53 0,15
11 K 43 4 53 0,12
12 L 43 4 53 0,1O
Die folgende Tabelle 2 gibt die Art und den Gewichtsanteil der festen Bestandteile der Streichmassen an, die den einzelnen Beispielen entsprechen. Die Streichmassen werden mit Ammoniak auf pH 8,5 eingestellt. Sie sind auf 6O Gew.% Trockensubstanz eingestellt. Eür jedes Beispiel werden 5 Versuche durchgeführt, die 5 verschiedenen Zusammensetzungen des Copolymerisats aus Butadien und carboxyliertem Styrol entsprechen.
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Tabelle 2
Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5
Kaolin 100 100 100 1OO 100
Natriumpyro-
phosphat 0,4		 0,4 0,4 0,4 O,4
Copolymerisat
aus Butadien
und carboxy-
liertem Styrol 3		 4 5 6 7
Die folgenden Tabellen 3 und 4 geben die Eigenschaften des gestrichenen Papier für die 5 einzelnen Versuche bzw. für die Beispiele 1 bis 6 und die Beispiele 7 bis 12 wieder.
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Tabelle 3
Versuch Gewichtsteile Copolymerisat
aus Butadien und carboxy-
liertem Styrol auf 100 Ge
wichtsteile Pigment		 Beispiel 1 2 3 4 5 6
CD 1
O
(O		 3 Latex A B C D E F
OO
CO
_λ 2
-«>		 4 ' IGT trocken (cm/s) <30 <30 30 34 <30 <30
^ 3
σι J 		5 Heliotest (mm) 56 60 65 75 64 68
4 6 IGT trocken (cm/s) <30 32 37 38 30 26
5 7 Heliotest (mm) 48 56 60 64 56 62
IGT trocken (cm/s) 30 40 43 46 40 43
Heliotest (mm) 40 46 50 56 50 54
IGT trocken (cm/s) 40 42 54 58 50 55
Heliotest (mm) 35 40 46 50 42 48
IGT trocken (cm/s) 60 64 64 64 70 75
Heliotest (mm) <30 32 36 40 <30 44
Tabelle 4
Versuch Gewichtsteile Copolymerisat
aus Butadien und carboxy
liert em Styrol auf 100 Ge
wichtsteile Pigment		 Beispiel 7 8 I
9		 10 11 12
1
σ>
ο		 3 Latex G H I J K L
co
00
ω 2		 4 IGT trocken (cm/s) 34 38 <30 32 40 43
ο
S 3
tn		 5 Heliotest (mm) 72 81 72 78 86 92
4 6 IGT trocken (cm/s) 42 44 34 39 44 46
5 7 Heliotest (mm) 66 72 62 70 77 82
IGT trocken (cm/s) 46 48 40 45 48 52
Heliotest (mm) 58 64 55 62 68 72
IGT trocken (cm/s) 60 68 70 80 >100 >100
Heliotest (mm) 54 56 48 56 59 63
IGT trocken (cm/s) 77 83 82 >100 >100 >100
Heliotest (mm) 46 48 40 48 54 56
Die wässrigen Streichmassen, mit denen man ein gestrichenes Papier ausreichender Qualität für den Tiefdruck herstellen kann, sind solche, bei denen unter den Versuchsbedingungen die Trockenrupffestigkeit mindestens 40 cm/sec beträgt und die Eignung zum Druck nach dem Heliotest die beste ist.
Die Beispiele 1 bis 10 wurden zum Vergleich gegeben. Die Beispiele 11 und 12 sind erfindungsgemäß.
Man stellt fest, daß unter den verschiedenen untersuchten Latices nur die Latices K und L, die in den Beispielen 11 und 12 eingesetzt wurden, wässrige Streichmassen ergeben, die zu einem gestrichenen Papier von zufriedenstellender Qualität für den Tiefdruck führen, wenn man nur 3 Gewichtsteile Bindemittel auf 1OO Gewichtsteile Pigment verwendet.
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    lj. Wässrige Streichmassen für Papiere und Kartons für den Tiefdruck, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wichtigsten Filmbildner einen wässrigen Latex aus einem Copolymerisat von Butadien und carboxyliertem Styrol enthalten, der 41 bis 45 Gew.% Butadien, 45 bis 57 Gew.% Styrol und 2 bis 10 Gew.% mindestens einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure enthält, dessen Teilchen einen Durchmesser zwischen 0,08 und 0,14 Mikron besitzen.
  2. 2. Streichmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Carbonsäure im Polymerisat zwischen 3 und 6 Gew.% beträgt.
  3. 3. Streichmassen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure oder Fumarsäure ist.
  4. 4. Mit einer Streichmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 gestrichenes Papier.
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