DE2852125C2

DE2852125C2 -

Info

Publication number: DE2852125C2
Application number: DE19782852125
Authority: DE
Inventors: Thomas K. Legrange Park Ill. Us Maher
Original assignee: Unilever Bestfoods North America
Current assignee: Unilever Bestfoods North America
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1989-09-07
Also published as: ES475523A1; MX150166A; GB2010299A; SE432789B; SE7812845L; JPS5490353A; GB2010299B; FR2411866A1; YU292178A; FI62378C; FI62378B; US4187219A; FI783424A; BR7808191A; JPS6350476B2; CA1095030A; FR2411866B1; AR219142A1; DE2852125A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Papier-Pigmentstreichmasse, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung, insbesondere auf die Verwendung eines gekochten, speziell behandelten Stärkeprodukts für Papierstreichmassen oder Papierüberzüge.

Stärke wird seit langem als Kleber in pigmentierten Streichmassen oder Überzügen für Papier verwendet (Starch, Chemistry and Technology; Whistler und Paschall, Bd. II, Kap. 6, S. 134-145). Bei der Verwendung von Stärke als Kleber in Papierstreichmassen finden sich bestimmte erwünschte Eigenschaften, wie z. B. die Viskosität der Streichmassenzusammensetzung, die Kompatibilität der Stärke mit anderen Streichmassenbestandteilen, IGT-Rupffestigkeit, Haftfestigkeit

Papierstreichmasse wird verwendet, um besseres Bedrucken, schärfere Bilder und einen Schutzüberzug für Papier zu erhalten. Tonhaltige Streichmassen finden breite Verwendung. Zusatz von farbigen Pigmenten, Stärke, Latex oder anderen Substanzen verleihen den Streichmassenzusammensetzungen spezielle Eigenschaften. Jedoch muß in Papierstreichmassen verwendeter Ton mit Wasser gemischt werden, um geeignete Viskosität zu erhalten, ferner mit Netzmitteln, Schutzkolloiden und einem Kleber oder Bindemittel, um den Ton an die Papieroberfläche zu binden. Kasein ist ein wirksames Kolloid oder Bindemittel für Ton und führt zu verarbeitungsfähigen Viskositäten. Leider ist Kasein verhältnismäßig teuer.

Modifizierte Stärken wurden zum Ersatz von Kasein eingesetzt. Um vergleichbare Bindereigenschaften und Viskosität zu erzielen, muß gewichtsmäßig mehr Stärke als Kasein in Tonstreichmassen verwendet werden. Die hauptsächliche Stärkemodifizierung lag in einer Senkung des Molekulargewichts durch Verdünnen der Stärke durch Säuren, Enzyme oder Oxyda tion.

In den letzten Jahren ist die Verwendung von Stärkederivaten in Papierstreichmassen wünschenswerter geworden, und zwar aufgrund der einzigartigen Eigenschaften, die diese Stärkeprodukte auszeichnen. Leider trägt die Verwendung von Stärkederivaten zu den Kosten der Streichmassenzusammensetzung bei. Hydroxyäthylstärke ist eines der am breitesten akzeptierten und verwendeten Stärkederivate für Papierstreichmassen. Die Verwendung von Hydroxyäthylstärke in Papierstreichmassen führt zu verbesserten Fließeigenschaften, Druckfarbenaufnahmefähigkeit und Druckeigenschaften (Starch, Chemistry and Technology; Whistler und Paschall, Bd. 2, Kap. 17, S. 427 bis 428).

Die US-PS 38 84 853 bezieht sich auf eine alkalistabile modifizierte Stärke zur Verwendung in Papierstreichmassenbindern als Ersatz für Protein (Kasein und δ-Protein) über einen breiten pH-Bereich. Nach dieser Patentschrift wird ein kationisches Stärkederivat mit quaternären Ammoniumgruppen mit Maleinsäureanhydrid zu einer amphoteren Stärke mit insgesamt anionischer Ladung umgesetzt. Leider stehen wieder die Kosten der Derivatherstellung und insbesondere die doppelte Derivatbildung im Falle der US-PS 38 84 853 der praktischen Verwertung entgegen.

In jüngerer Zeit beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldung 75 104/76 die Verwendung eines vernetzten Stärkeprodukts als Ersatz für Ton in Styrol/Butadien-Latex- Überzugszusammensetzungen für Papier.

Die US-PS 41 04 213 bezieht sich auf Latexzusammensetzungen, die ein praktisch nicht-doppelbrechendes, in kaltem Wasser quellendes, körniges Stärkeprodukt enthalten, charakterisiert durch einen Gehalt von weniger als 10% löslichen Stoffen und ein solches Quellvermögen, daß jeweils 5 g, in Wasser 16 Stunden bei 25°C dispergiert, von etwa 20 ml auf etwa 35 ml quellen, sowie auf Verfahren zur Herstellung von Latexzusammensetzungen. Hiernach wird das spezielle Stärkeprodukt direkt in die Latexzusammensetzung ohne weitere Behandlung eingearbeitet.

Die DE-OS 20 59 800 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Polymerisatdispersionen aus Vinylacetat und/ oder Äthylacrylat und/oder höheren Vinylestern zur Verwendung in Papierstreichmassen zusammen mit Pigmenten und natürlichen Bindemitteln wie Kasein und Stärke. Als Stärke wird beispielsweise eine bei 80-90°C aufgeschlossene Stärke verwendet.

Die DE-OS 19 08 923 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Überzugsmasse, wobei man ausgehend von einer wäßrigen Aufschlämmung aus einem Pigment und einer ungekochten oder partiell gekochten Stärke im Laufe des Verfahrens die Stärke kocht.

Die DE-OS 19 11 582 beschreibt eine wäßrige Papierbeschichtungsmasse enthaltend ein Alkylphosphatstärkederivat.

Die US-PS 37 19 514 offenbart eine Papierüberzugsmasse aus einer carboxylgruppenhaltigen anionischen Stärke.

Die US-PS 30 67 064 offenbart ein Verfahren zur Herstellung dünnsiedender Stärkematerialien mit gequollenen, nichtaufgebrochenen Zellen, gekennzeichnet durch das Fehlen von Malteserkreuzen bei Beleuchtung mit polarisiertem Licht und Betrachtung unter einem Mikroskop. Die Stärkematerialien sollen als Textilschichten und Papierleime sowie für Kleister und Kleber brauchbar sein. Es finden sich jedoch keinerlei nähere Angaben, die sich auf die Verwendung des Stärkeprodukts und auf Papierstreichmassenzusammensetzungen beziehen.

In der Papierindustrie stehen zahlreiche Methoden zum Überziehen und Streichvorrichtungen zur Verfügung. Beim Aufbringen einer Streichmasse auf Papier kann die Viskosität der Streichmassenzusammensetzung zur Anpassung an die Methode der Aufbringung geändert werden. In jüngerer Zeit ist das Glättschaberstreichen die am häufigsten angewandte Methode. Hierbei läuft das um eine Walze laufende Papier durch die Streichfarbe, und dann glättet ein Glättschaber die Oberfläche. Walzenbeschichtung ist eine weitere Methode zum Überziehen von Papier, wobei eine Reihe von Walzen verwendet werden, um die Streichmasse dem Papier zuzumessen oder sie aufzubringen. Beim Luftmesserstreichen wird ein Überschuß an Streichmasse auf das Papier aufgebracht, der durch Druckluft entfernt wird, um einen glatten Überzug zu ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Pigmentstreichmasse für Papier unter Verwendung einer nicht-derivatisierten Stärke.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Pigmentstreichmasse für Papier, enthaltend ein Stärkeprodukt und Streichmassenton, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stärkeprodukt ein gekochtes, in kaltem Wasser quellendes, körniges, durch Wärme/Feuchtigkeitsbehandlung von nicht-modifizierter Stärke hergestelltes Stärkeprodukt ist, das weniger als 10 Gew.-% doppelbrechende Anteile enthält und das sich vor dem Kochen durch weniger als 10 Gew.-% lösliche Stoffe und ein solches Quellvermögen auszeichnet, daß jeweils 5 g, in Wasser dispergiert und etwa 16 Stunden bei 25°C gehalten, ein Quellvolumen von 20 bis 35 ml aufweisen, und das sich nach dem Kochen durch einen Gehalt an löslichen Stoffen von weniger als 40 Gew.-% auszeichnet.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Pigmentstreichmasse mit den Schrit ten

a) Kochen eines in kaltem Wasser quellenden, körnigen, durch Wärme/Feuchtigkeitsbehandlung von nicht-modifizierter Stärke hergestellten Stärkeprodukts, das weniger als 10 Gew.-% doppelbrechende Anteile enthält und das sich vor dem Kochen durch weniger als 10 Gew.-% lösliche Stoffe und ein solches Quellvermögen, daß jeweils 5 g, in Wasser dispergiert und etwa 16 Stunden bei 25°C gehalten, ein Quellvolumen von 20 bis 35 ml aufweisen, auszeichnet, und
b) Einmischen des gekochten Stärkeprodukts, das sich nach dem Kochen durch einen Gehalt an löslichen Stoffen von weniger als 40 Gew.-% auszeichnet, in die Tonaufschlämmung zu einer Pigmentstreichmasse für Papier.

Es wurde nun gefunden, daß eine verbesserte Papierstreichmasse hergestellt werden kann, indem ein nicht in ein Derivat überführtes, speziell behandeltes, praktisch nicht-doppelbrechendes, in kaltem Wasser quellendes, körniges Stärkeprodukt gekocht wird. Erfindungsgemäß muß das speziell behandelte Stärkeprodukt weiter gekocht werden, um die gewünschte Papierstreichmassenzusammensetzung hervorzubringen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Papierstreichfarbe möglich, die einer Hydroxyäthylstärke enthaltenden Papierstreichmasse überlegen ist. So wird eine wirtschaftliche Papierstreichmasse möglich durch Kochen oder Aktivieren eines teilweise gequollenen Stärkeprodukts, das die komplizierteren Verfahren zur Stärkederivatbildung vermeidet.

Im Gegensatz zur US-PS 41 04 213 muß das erfindungsgemäße Stärkeprodukt vor dem Einbringen in eine Zusammensetzung aus Stärke, Latex und Ton gekocht werden und soll eine Papierstreichmassenzusammensetzung und nicht einen Ersatz für ein Latexpolymer liefern. Daher wird erfindungsgemäß gekocht, um eine speziell behandelte, nicht-doppelbrechende, in kaltem Wasser quellende, körnige Stärke zur Verwendung in einer Papier-Pigmentstreichmassenzusammensetzung herzustellen.

Ferner führt die Erfindung zu unerwarteten, in das Stärkemolekül eingeführten Eigenschaften, indem zuerst eine speziell behandelte Stärke in einem getrockneten, teilweise gequollenen Zustand hergestellt und sodann die speziell behandelte Stärke zum Einarbeiten in eine Streichmassenzusammensetzung gekocht wird. Es wurde erwartet, daß weiteres Kochen in einer wäßrigen Lösung zu einer völlig gelatinierten Stärke führen würde und daß daraus hergestellte Papierstreichmassen teilweise gequollener Stärke unterlegen wären und wenigstens ähnlich einem vorgelatinierten oder vollständig gelatinierten Stärkeprodukt.

Nach dem Kochen jedoch hatte das speziell behandelte Stärkeprodukt Lösliches in einer Menge von weniger als etwa 40 Gew.-% und erschien als eine gleichförmig dispergierte Zusammensetzung. Ferner verhielt sich das speziell behandelte Stärkeprodukt, wie später beschrieben, ebenso gut oder besser als Hydroxyäthylstärke in ähnlichen Papierstreichmassenzusammensetzungen und fordert keine Säure-, Enzym- oder Oxydationsbehandlung für eine annehmbare Viskosität oder annehmbaren Feststoffgehalt in Papier-Latexstreichmassen.

Erfindungsgemäß kann die Herstellung der praktisch nichtdoppelbrechenden, in kaltem Wasser quellenden, körnigen Stärke nach Arbeitsweisen erfolgen, wobei Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur und Zeit variiert werden, um ein Stärkeprodukt herzustellen, das den geeigneten Anteil an löslichen Stoffen, das geeignete Quellvolumen und praktisch keine doppelbrechenden Bestandteile aufweist. Zu solchen Arbeitsweisen kann Extrudieren, Kochen unter Dampfeinführung oder Mikrowellenerhitzung gehören. Vorzugsweise wird eine Arbeitsweise unter Dampfeinführung, wie nachfolgend beschrieben, angewandt.

Der Ausdruck "in kaltem Wasser quellend" wird hier zur Beschreibung von Stärkeprodukten verwendet, die Wasser absorbieren und bei Berührung mit einer wäßrigen Flüssigkeit quellen. Das praktisch nicht-doppelbrechende, in kaltem Wasser quellende, körnige Stärkeprodukt gemäß der Erfindung ist in kaltem Wasser quellend geworden durch eine Wärme/Feuchtigkeitsbehandlung unter streng kontrollierten Bedingungen, wobei körnige Stärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 30 bis 40 Gew.-% auf eine Temperatur von wenigstens etwa 76°C erwärmt und danach auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 10 Gew.-% Feuchtigkeit getrocknet wird. Das getrocknete, mit Wärme und Feuchtigkeit behandelte Stärkeprodukt kann verrieben oder vermahlen werden, um eine gewünschte Teilchengröße zu erzielen. Zur Verwendung in einer Papierstreichmassenzusammensetzung wird vorzugsweise das unvermahlene, speziell behandelte Stärkeprodukt verwendet.

Das speziell behandelte, teilweise gequollene Stärkeprodukt ist weder körnig noch völlig gelatiniert und zeichnet sich durch weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% an in Wasser bei 25°C löslichen Stoffen aus und ist praktisch nicht-doppelbrechend, d. h., weniger als etwa 10 Gew.-% der Stärke sind doppelbrechend, was durch die Anwesenheit eines Malteserkreuzes unter polarisiertem Licht bei Betrachtung unter einem Mikroskop in Erscheinung tritt. Das Produkt zeichnet sich, auf eine Größe von weniger als 105 µm vermahlen, durch ein Quellvolumen von wenigstens 20 ml und bis hinauf zu 35 ml unter folgenden Bedingungen aus:

5 g der gemahlenen Stärke werden in 50 ml Wasser gebracht und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Stärke, die sich absetzt, nimmt das gewünschte Volumen ein. Zum Vergleich bei diesem Test nimmt körnige Maisstärke ein Volumen von 8,5 ml ein. Zur Bestimmung der löslichen Anteile werden 3 g der gemahlenen Stärke auf Trockengewichtsbasis in 100 cm³ Wasser gebracht und 1 h bei 25°C gerührt und 10 min mit 2000 UpM zentrifugiert. Der überstehende oder nicht abgesetzte Anteil sollte weniger als 10% Lösliches beim ungekochten, speziell behandelten Stärkeprodukt enthal ten.

Das erfindungsgemäße speziell behandelte Stärkeprodukt unterscheidet sich von bekannten Stärkeprodukten, die völlig körnig, völlig gelatiniert sind oder direkt ohne Kochen in einem teilweise gequollenen Zustand verwendet werden. Die völlig gelatinierten Produkte des Standes der Technik werden unter Bedingungen getrocknet, die Bruchstücke oder Fragmente verursachen, wenn unter Walzentrocknungsbedingungen getrocknet wird, oder Kügelchen mit eingeschlossener Luft durch Sprühtrocknen. Die praktisch nicht-doppelbrechenden, in kaltem Wasser quellenden körnigen Stärkeprodukte gemäß der Erfindung sind weder völlig gelatiniert noch Fragmente und enthalten teilweise gequollene, nicht-doppelbrechende Stärkekörner und müssen vor ihrer Verwendung in einer Papierstreichmassenzusammensetzung gekocht werden.

Als Vergleichstest wurde ungekochte, wärme/feuchtigkeitsbehandelte Stärke auf eine Teilchengröße unter 75 µm vermahlen und mit einem Styrol/Butadien-Latex kombiniert und in einer Papierstreichfarbenzusammensetzung mit 100 Teilen Ton, 8 Teilen der ungekochten, speziell behandelten Stärke und 8 Teilen Latex bei 50% Feststoffgehalt ausgewertet. Die Streichmasse mit ungekochter, speziell behandelter Stärke versagte sofort beim IGT-Rupftest, während eine Hydroxy äthylstärke-Latex-Kontrolle bei 53,34 m/min rupfte. Die bei der Kontrolle verwendete Hydroxyäthylstärke war ein handelsübliches Produkt. Der verwendete Latex ist ein carboxyliertes Styrol/Butadien-Polymerisat, das mit 50 Gew.-% Feststoffgehalt und einem pH von 6,0 erhältlich ist und zum Streichen von Papier und Pappe bestimmt ist. Die Kontrollstreichmasse enthielt 100 Teile Ton, 8 Teile Hydroxyäthylstärke und 8 Teile Styrol/Butadien-Latex.

Um in Papier wirksam zu sein, wird ein speziell behandeltes Stärkeprodukt, wie hier beschrieben, das getrocknet worden ist, in Wasser mit einem Feststoffgehalt von 7 bis 15 Gew.-% dispergiert, unter Rühren auf etwa 90°C erwärmt und über etwa 90°C etwa 15 min unter Rühren gehalten. Dann wird die gekochte, speziell behandelte Stärke mit dem Tonschlamm und dem synthetischen Latex-Binder zu 50 bis 60 Gew.-% Feststoffgehalt insgesamt vereinigt. Die Kombination aus gekochter, speziell behandelter Stärke und dem synthetischen Latex-Binder weist einen bevorzugten Gehalt von etwa 16 Teilen Binder pro 100 Teilen Ton auf. Vorzugsweise wird ein Tetranatriumpyrophosphat-Dispersionshilfsmittel mit dem Ton verwendet. Vorzugsweise wird genügend Alkali zugesetzt, um die Tonsuspension auf einen pH von 7 bis 7,5 zu bringen, bevor das speziell behandelte Stärkeprodukt zugesetzt wird.

Um das erfinderische Konzept weiter zu veranschaulichen, wurde eine Streichmassenzusammensetzung mit 100 Teilen Ton, 4 Teilen gekochten, speziell behandelten Stärkeprodukts mit einem Quellvolumen von 26 ml und 12 Teilen Styrol/Butadien- Latex hergestellt und mit einer Streichmasse aus 100 Teilen Ton, 4 Teilen Hydroxyäthylstärke und 12 Teilen Styrol/Butadien-Latex verglichen. Bei 55% Feststoffgehalt betrug die Viskosität der Hydroxyäthylstärke-Kontrolle 124 mPas und der IGT-Rupftestwert war 73,8 m/min. Das gekochte, speziell behandelte Stärkeprodukt mit 55% Streichfarbenfeststoffgehalt hatte eine Viskosität von 450 mPas und einen IGT-Rupftestwert von 104,5 m/min (42%ige Zunahme dieses Wertes). Bei 60%igem Streichfarbenfeststoffgehalt hatte die Hydroxyäthylstärke enthaltende Pigmentstreichmasse eine Viskosität von 130 mPas und einen IGT-Rupftestwert von 77,7 m/min. Bei 60%igem Streichfarbenfeststoffgehalt hatte die speziell behandelte Stärkestreichmasse eine Viskosität von 800 mPas und einen IGT-Rupftestwert von 115,5 m/min (48%ige Erhöhung dieses Wertes). Die Überlegenheit des gekochten, speziell behandelten Stärkeprodukts im Vergleich zu einer Hydroxyäthylstärke oder ungekochter, speziell behandelter Stärke erweist sich so mit dem IGT-Rupftest.

Die zur Bestimmung der Oberflächenfestigkeit unter Verwendung eines IGT-Testers angewandte Arbeitsweise für den IGT- Rupftest war die als T499su-64 (1964) beschriebene TAPPI- Methode. Diese Methode wird zur Messung der Rupffestigkeit von Papier in enger Anlehnung an den Druckvorgang unter Verwendung von Druckfarben klebriger Qualität an typischen Packmaterialien unter Anwendung einer mechanischen Einwirkung ähnlich der der Druckerpresse herangezogen. Die Arbeitsweisen messen die Rupffestigkeit gestrichener und ungestrichener Papiere. Dabei wird ein 25 cm-Papierstreifen in einem beschleunigten Drucker gedruckt. Mit zunehmender Druckgeschwindigkeit nimmt die durch die Druckfarbe auf das Papier ausgeübte Kraft zu, bis Rupfen eintritt. Dies ist der Endpunkt, der als "Rupfen" oder "Rupffestigkeit" bezeichnet wird, was als Eigenschaft der Oberflächenschicht oder -schichten definiert wird, der Trennkraft der Papierbahn von der Druckplatte oder dem Tuch, senkrecht auf die Papieroberfläche einwirkend, zu widerstehen, die Oberflächenteile wegzubrechen sucht. Bei den IGT-Rupftests zur Messung der Rupffestigkeit wurde eine Druckfarbe Nr. 5 mit einem Ton Nr. 2 für die Streichmassenzusammensetzung verwendet, die mit einem Stab auf die Filzseite des Papiers mit etwa 4,54 kg Streichgewicht aufgebracht wird. Das Verhältnis speziell behandelten Stärkebinders zu Pigment kann von etwa 16 Teilen/100 Teile Ton bis etwa 14 Teile/100 Teile Ton variieren und noch befriedigende IGT-Rupfwerte liefern.

Ohne an irgendeine bestimmte Theorie zur Erklärung der erfindungsgemäßen Ergebnisse gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß die ausgezeichneten Filmbildungseigenschaften und die geringe Viskosität des erfindungsgemäßen, speziell behandelten Stärkeprodukts die hervorragende Bindung der Pigmentstreichmasse hervorrufen. Das zuvor beschriebene, speziell behandelte Stärkeprodukt ist ein teilweise gequollenes Stärkeprodukt. Wenn es in Wasser von Raumtemperatur dispergiert ist, scheint es aus Stoffbatzen oder Agglomeraten teilweise gequollener Stärketeilchen zu bestehen. In diesem Zustand hat das speziell behandelte Stärkeprodukt wenig lösliche Stoffe und niedere Viskosität, was ein Bindemittel mit hohem Feststoffgehalt für eine Papierstreichmasse möglich macht. Dennoch ist eine wirksame Streichmasse nicht zu erhalten, es sei denn, das speziell behandelte Stärkeprodukt wird gekocht oder pastenbildenden Bedingungen unterworfen, bevor es mit Ton oder Latex zur Herstellung der Papierstreichmasse kombiniert wird.

Vermutlich löst und setzt das Kochen des speziell behandelten Stärkeprodukts aus den Agglomeraten lösliche Stoffe frei und der Gehalt an löslichen Stoffen des gekochten, speziell behandelten Stärkeprodukts steigt auf einen Wert von etwa 40 Gew.-%. Das speziell behandelte Stärkeprodukt gleicht nach dem Kochen nicht einer völlig gelatinierten oder vorgelatinierten Stärke, die vollständig löslich ist. Weiter wäre, wenn eine nicht-verdünnte, völlig gelatinierte oder vorgelatinierte ursprüngliche Stärke in einer Papierstreichmasse verwendet wird, ein hoher Gehalt an fester Stärke in der Streichmasse aufgrund der hohen Viskosität des Stärkematerials schwer zu erzielen. Das gekochte, speziell behandelte Stärkeprodukt hat andererseits eine annehmbare Viskosität in Latexpapierstreichmassen aufgrund seiner teilweise gequollenen Natur, in der dispergierte, nicht-agglomerierte Stärketeilchen vorliegen, insbesondere nach dem Kochen. Erfindungsgemäß können die gekochten, speziell behandelten Stärkeprodukte aller Arten von Stärke, z. B. solche aus Mais, Kartoffeln, Reis, Weizen, oder Tapioka, in erfindungsgemäßen Papierstreichmassen verwendet werden.

Beispiel 1

Herstellung eines Wärme/Feuchtigkeits-behandelten Produkts 31,75 kg trockene Maisstärke mit etwa 12 Gew.-% Feuchtigkeit wurde in einen 85-l-Mischer gegeben. Wasser wurde zugepumpt, um die Stärke während dem Rühren auf 38 Gew.-% Feuchtigkeit zu bringen. Dampf unter 1,03 bar wurde während dem Rühren zugegeben, bis eine Temperatur von 85 bis 87,8°C erreicht war, und dann wurde der Dampf periodisch für eine Verweilzeit zugesetzt, die ausreichte, um das gewünschte Volumen beim Quellvolumentest zu ergeben. Das Produkt wurde dann entnommen und getrocknet. Das getrocknete Produkt kann zur Charakterisierung vermahlen werden; z. B. mit einer wassergekühlten Hammermühle, um ein vermahlenes Produkt von weniger als 105 µm Größe zu erhalten. Die Verknüpfung von Temperatur, Zeit und Quellvolumen für eine Wärme/Feuchtigkeitsbehandlung ist nachfolgend wiedergegeben.

Beispiel 2

Ein praktisch nicht-doppelbrechendes, in kaltem Wasser quellendes, körniges Stärkeprodukt, hergestellt nach Beispiel 1 und mit einem Quellvolumen von 26 ml, wurde in Wasser dispergiert und 15 min über 90°C unter Rühren bei 600 UpM gekocht, um einen Kochstärke-Feststoffgehalt von 6, 12 und 15 Gew.-% an Feststoffen zu erzielen.

Die gekochte, speziell behandelte Stärke wurde zur Herstellung von Streichfarben mit 50 Gew.-% Feststoffen unter Verwendung von 16 Teilen Binder/100 Teilen Ton verwendet. Der Binder war eine Kombination der speziell behandelten Stärke und von Styrol/Butadien-Latex. Eine Hydroxyäthylstärke zur Kontrolle wurde gekocht und mit dem Styrol/Butadien-Latex als Binder mit 50% Feststoffen und 16 Teilen Binder/100 Teilen Ton in einer Streichfarbzusammensetzung verwendet.

Alle Massen wurden auf ein 74 g/m²-Papier gestrichen, kalandert, konditioniert und auf IGT-Rupffestigkeit getestet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

pigmentierte Streichfarben mit 50 Gew.-% Feststoffen

(16 Teile Binder/100 Teile Ton)

Diese Ergebnisse zeigen, daß die gekochte, speziell behandelte, nicht-doppelbrechende, in kaltem Wasser quellende, körnige Stärke Streichmassen liefert, die einer handelsüblich verwendeten Hydroxyäthylstärke überlegen ist, wie nach dem IGT-Rupftest bestimmt.

Beispiel 3

Ein praktisch nicht-doppelbrechendes, in kaltem Wasser quellendes, körniges Stärkeprodukt, hergestellt wie in Beispiel 1 und mit einem Quellvolumen von 26 ml wurde in Wasser dispergiert und 15 min bei 90°C unter Rühren mit 600 UpM gekocht, um zu einem Gehalt an gekochten Stärkefeststoffen von 9 Gew.-% zu führen.

Das gekochte, speziell behandelte Stärkeprodukt wurde zur Herstellung von Streichfarben mit 55 Gew.-% Feststoffen unter Verwendung von 16 Teilen Binder/100 Teilen Ton verwendet. Der Binder war eine Kombination von 4 Teilen speziell behandelter Stärke und 12 Teilen Styrol/Butadien-Latex. Eine Kontroll-Hydroxyäthylstärke wurde gekocht und mit dem Styrol/Butadien- Latex als Binder bei 55 Gew.-% Feststoffen und 16 Teilen Binder/ 100 Teilen Ton in einer Streichmasse verwendet.

Die Streichmassen wurden auf ein 74 g/m²-Streichpapier aufgebracht, kalandert, konditioniert und auf IGT-Rupffestigkeit getestet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

pigmentierte Streichfarben mit 55 Gew.-% Feststoffen

(16 Teile Binder/100 Teile Ton)

Diese Ergebnisse zeigen, daß das gekochte, speziell behandelte, nicht-doppelbrechende, in kaltem Wasser quellende, körnige Stärkeprodukt bei 55 Gew.-% Streichmassenfeststoffen eine 50%ige Erhöhung des IGT-Rupftestwertes liefert, im Vergleich zu einer handelsüblichen Hydroxyäthylstärke.

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde für eine Streichmasse mit 60 Gew.-% Feststoffen unter Verwendung einer gekochten, praktisch nichtdoppelbrechenden, in kaltem Wasser quellenden, körnigen Stärkeprodukts, hergestellt wie in Beispiel 1, bei einem Feststoffgehalt gekochter Stärke von 15 Gew.-% wiederholt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III wieder gegeben.

Tabelle III

pigmentierte Streichfarben mit 60 Gew.-% Feststoffen

(16 Teile Binder/100 Teile Ton)

Diese Ergebnisse zeigen, daß das gekochte, speziell behandelte, nicht-doppelbrechende, in kaltem Wasser quellende, körnige Stärkeprodukt in einer Streichmasse mit 60 Gew.-% Feststoffen eine 49%ige Zunahme des IGT-Rupftestwertes liefert und weiterhin einer handelsüblichen Hydroxyäthylstärke überlegen ist.

Beispiel 5

Zum Vergleich wurde ein ungekochtes, speziell behandeltes Stärkeprodukt auf eine Teilchengröße unter 75 µm unter Verwendung einer wassergekühlten Hammermühle vermahlen. 8 Teile der vermahlenen, ungekochten, speziell behandelten Stärke wurden zu 100 Teilen Ton zusammen mit 8 Teilen Styrol/ Butadien-Latex zur Herstellung einer Streichmasse mit insgesamt 50 Gew.-% Feststoffen gegeben.

Streichmassen aus gekochten, speziell behandeltem Stärkeprodukt und Hydroxyäthylstärke wurden wie in Beispiel 2 mit 8 Teilen Stärke/8 Teilen Styrol/Butadien-Latex/100 Teilen Ton bei 50 Gew.-% Feststoffgehalt insgesamt hergestellt.

Alle Massen wurden auf ein 74 g/m²-Streichpapier aufgebracht, kalandert, konditioniert und auf IGT-Rupffestigkeit getestet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV wiedergegeben.

Tabelle IV

pigmentierte Streichfarben mit 50 Gew.-% Feststoffen

(16 Teile Binder/100 Teile Ton)

Diese Ergebnisse zeigen, daß Kochen notwendig ist, um eine Streichmasse speziell behandelten, nicht-doppelbrechenden, in kaltem Wasser quellenden, körnigen Stärkeprodukts zu erhalten, das Hydroxyäthylstärke überlegen ist.

Beispiel 6

Vier Streichfarben wurden mit 50 Gew.-% Feststoffen bei 16 Teilen Binder/100 Teilen Ton hergestellt. 8 Teile gekochter, speziell behandelter Stärke wurden mit 8 Teilen Styrol/ Butadien-Latex und 8 Teilen gekochter Hydroxyäthylstärke verwendet. Auch Kontrollen mit Hydroxyäthylstärke, Latex und deren Kombinationen gehörten dazu. Diese Massen wurden auf ein 74 g/m²-Streichpapier aufgebracht, kalandert, konditioniert und auf IGT-Rupffestigkeit getestet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V wiedergegeben.

Tabelle V

pigmentierte Streichfarben mit 50 Gew.-% Feststoffen

(16 Teile Binder/100 Teile Ton)

Diese Ergebnisse zeigen, daß das gekochte, speziell behandelte, nicht-doppelbrechende, in kaltem Wasser quellende, körnige Stärkeprodukt Streichmassen liefert, die einer handelsüblichen Hydroxyäthylstärke und einer Kombination der speziell behandelten Stärke mit Hydroxyäthylstärke überlegen sind, wie nach dem IGT-Rupftest bestimmt.

Es können auch andere als die bevorzugten Latex-Streichmassen verwendet werden, sofern die gekochte, speziell behandelte Stärke verwendet wird.

Claims

1. Pigmentstreichmasse für Papier, enthaltend ein Stärkeprodukt und Streichmassenton, dadurch gekennzeichnet, daß das Stärkeprodukt ein gekochtes, in kaltem Wasser quellendes, körniges, durch Wärme/Feuchtigkeitsbehandlung von nicht-modifizierter Stärke hergestelltes Stärkeprodukt ist, das weniger als 10 Gew.-% doppelbrechende Anteile enthält und das sich vor dem Kochen durch weniger als 10 Gew.-% lösliche Stoffe und ein solches Quellvermögen auszeichnet, daß jeweils 5 g, in Wasser dispergiert und etwa 16 Stunden bei 25°C gehalten, ein Quellvolumen von 20 bis 35 ml aufweisen, und das sich nach dem Kochen durch einen Gehalt an löslichen Stoffen von weniger als 40 Gew.-% auszeichnet.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gekochte Stärkeprodukt sich durch einen Gehalt an löslichen Stoffen von 20 bis 40 Gew.-% auszeichnet.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Latex enthält.

4. Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Latex ein Styrol/Butadien-Latex ist.

5. Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streichmasse die Kombination von Latex und gekochtem Stärkeprodukt in einer Menge von 14 bis 16 Teilen/100 Teile Ton enthält.

6. Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt 50 bis 60 Gew.-% beträgt.

7. Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Viskosität 100 bis 5000 mPas beträgt.

8. Verfahren zur Herstellung einer Pigmentstreichmasse für Papier nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein gekochtes Stärkeprodukt mit einem Gehalt an löslichen Stoffen von 20 bis 40 Gew.-% verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stärkeprodukt in Wasser bei einem Feststoffgehalt von 7 bis 15 Gew.-% gekocht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Latex zugesetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Styrol/Butadien-Latex zugesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Streichmasse eine Kombination von Latex und gekochtem Stärkeprodukt in einer Menge von 14 bis 16 Teilen/100 Teile Ton eingesetzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Streichmasse auf 50 bis 60 Gew.-% eingestellt wird.

15. Verwendung einer Masse gemäß Anspruch 3 zur Herstellung eines gestrichenen Papieres mit einer Rupffestigkeit von wenigstens 61 m/min.