DE4213746C2 - Druckträger mit einem ein- oder beidseitigen Strich - Google Patents
Druckträger mit einem ein- oder beidseitigen StrichInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Druckträger, insbesondere aus Papier, aufweisend
einen ein- oder beidseitigen Strich, der als
Streichpigment neben mineralischem Pigment
unverkleisterte Stärkekörnchen sowie Bindemittel
enthält.
Ein Druckträger der vor stehend bezeichneten Art
ist in der DE 38 41 199 A1 beschrieben. Es handelt
sich dabei um ein mattgestrichenes Druckpapier für
den Offset- oder Tiefdruck, das lt. den Beispielen
jener Schrift einen Glanz nach Lehmann im Bereich
von 15 bis 38 - gemessen mit einem Winkel von 75°
- aufweist. Der Anteil der unverkleisterten
Stärkekörnchen liegt bei dem bekannten
Druckpapier im Bereich von 10 bis 65 Gew.-%,
bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des
Striches. Neben den Stärkekörnchen liegt als
mineralisches Pigment noch Calciumcarbonat,
vorzugsweise in einer Menge von 25 bis 70 Gew.-%,
bezogen auf den Feststoffgehalt des Striches, vor.
Aus diesen Angaben läßt sich unter Zugrundelegung
eines Bindemittelanteils von 5 Gew.-% zwar ein
Anteil sonstiger mineralischer Pigmente - außer
Calciumcarbonat - von 63 Gew.-%, bezogen auf
Gesamtstreichpigment, errechnen, jedoch wird ein
max. Anteil sonstiger Pigmente von nicht mehr als
15 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des
Striches, für zweckmäßig gehalten.
Unverkleisterte Stärkekörnchen wurden auch bereits
in der DE 25 01 684 A1 für die Herstellung einer
prägefähigen, bedruck- und abwaschbaren Rohtapete
in Vorschlag gebracht. Gemäß diesem Vorschlag
werden 10 bis 100 Gew.-% des Gesamtpigmentanteils
in Form von unverkleisterter Stärke zugesetzt, so
daß entsprechend der engeren Lehre auf das
Vorliegen anorganischer Pigmente auch verzichtet
werden kann. Zur Erzielung einer ausreichenden
Abwaschbarkeit liegt der Bindemittelanteil bei 15
bis 100 Gew.-%, vorzugsweise bei 50 bis 60 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtpigment, wobei als
zuzusetzendes mineralisches Pigment Calciumsilikat
vorgeschlagen wird.
Die DE-AS 12 21 893 beschreibt die Herstellung
eines gestrichenen Druckpapieres, wobei Stärke
durch mechanisches Behandeln in einem Kollergang
teilweise kaltlöslich gemacht wird, so daß sie bei
der im Anschluß an den Streichvorgang erfolgenden
Trocknung durch das verdampfende Wasser der
Streichmasse doch noch gelöst wird und in gelöster
bzw. verkleisterter Form in an sich bekannter
Weise als Bindemittel zur Fixierung der Pigmente
wie Kreide beiträgt. Den hergestellten Papieren
wird zwar ein hoher Glanz bescheinigt, jedoch ist
dieser ältere Vorschlag nicht geeignet, die an
moderne Druckpapiere gerichteten Forderungen
vollständig zu erfüllen.
Die DE 2 60 557 A1 betrifft ein beschichtetes
Papier, insbesondere Banknoten- und
Sicherheitsdokumentenpapier, dessen Oberfläche mit
einer Mischung aus einem Latex und als Füllstoff
ungelatinierten Stärkekörnchen behandelt ist. Als
sonstige Zusatzstoffe werden die üblichen
Dispersionsmittel, natürliche Bindemittel und die
üblichen Füllstoffe genannt, wobei eine
Mengenangabe jedoch fehlt. Die unverkleisterte
Stärke wird im Bereich von 0,25 bis 25 Gew.-Teilen
pro 1 Gew.-Teil der aus dem Latex bestehenden
flexiblen Polymeren zugegeben. Das hergestellte
Papier weist ein mattes Aussehen auf und soll
nicht übermäßig kalandert werden, um die
Handhabbarkeit des Papiers, wie Bedruckbarkeit,
Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Durchnässung
und Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes nicht zu
beeinträchtigen.
Aus den vorstehend diskutierten Druckschriften
Läßt sich entnehmen, daß ungelatinierte
Stärkekörnchen bisher für die Herstellung von
Spezialpapieren, wie Banknotenpapier, Prägetapeten
und für mattes Druckpapier in Erwägung gezogen
wurden. Für das wesentlich bedeutendere Gebiet der
normal glänzenden Druckpapiere, wie sie z. B. als
Druckträger für Illustrierte Zeitschriften,
Versandhauskataloge und Werbebroschüren
eingesetzt werden, wobei diese Druckträger zumeist
beidseitig gestrichen sind, wurden ungelatinierte
Stärkekörnchen als Zusatz für den die Druckfarbe
aufnehmenden Strich bisher jedoch noch nicht in
Erwägung gezogen. Bei diesen Druckträgern,
insbesondere bei den leichtgewichtigen,
gestrichenen Papieren, der sog. LWC-Papiere, besteht
jedoch das dringende Bedürfnis nach einer
Verbesserung der Bedruckbarkeit, insbesondere auch
deswegen, weil aus Kostengründen bei diesen
Papieren sowohl eine ständige Absenkung des
Flächengewichtes für das Rohpapier als auch für
das aufzubringende Strichgewicht angestrebt werden
muß. Es soll also mit wenig Papiergewicht eine
möglichst große bedruckbare Fläche zur Verfügung
gestellt werden. Da bekannterweise der Ausfall des
Druckbildes, insbesondere bei einem nach dem
Tiefdruckverfahren zu bedruckenden Papier, in
erheblicher Weise von der Oberfläche des Papieres,
bei einem gestrichenen Papier also von der Glätte
und Ebenheit des Striches abhängt, müssen diese
Papiere, zumeist unter Einsatz sog. Superkalander,
kalandert werden. Trotz sorgfältigster Auswahl der
zum Einsatz kommenden Rohstoffkomponenten,
insbesondere der Streichpigmente und
-bindemittel, können jedoch die hohen
Anforderungen, die bei Tiefdruckpapieren an den
Druckausfall gestellt werden, nicht immer erfüllt
werden. Insbesondere besteht das Problem, die
Anzahl der auftretenden sog. "missing-dots" weiter zu
verringern. Darunter werden unbedruckte
Fehlstellen verstanden, die infolge geringfügiger
Unebenheiten der Papieroberfläche dadurch
entstehen, daß die zu bedruckende Bahn nicht genau
an der Tiefdruckform anliegt, so daß die in den
Näpfchen der Tiefdruckform sich befindende
Druckfarbe nicht aus den Näpfchen herausgesaugt
wird und sich infolge des Fehlens von Druckfarbe
Fehlstellen im Druckbild bilden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein gestrichenes Papier zur Verfügung zu
stellen, insbesondere zur Verwendung nach dem
Tiefdruckverfahren, bei dem die Bedruckbarkeit
dadurch verbessert ist, daß mit dem aufgebrachten
Strich die Oberfläche des ungestrichenen
Druckträgers, also z. B. eines Streichrohpapiers,
besser abgedeckt wird und bei dem die Anzahl der
auftretenden "missing-dots" merklich verringert
ist.
Die Lösung der anstehenden Aufgabe gelingt bei
Druckträgern entsprechend den Gattungsbegriffen
der Patentansprüche 1 und 4 dadurch, daß dem
Strich unverkleisterte Stärkekörnchen als
Streichpigment zusätzlich zu den mineralischen
Anteilen des Streichpigmentes zugefügt sind. Dabei
ist die Zugabemenge der Stärkekörnchen abhängig
von der Art der mineralischen
Streichpigmentkomponente. Kommt als
Streichpigmentkomponente Kaolin in einer Menge von
mindestens 60 Gew.-% - bezogen auf
Gesamtstreichpigmentanteil - zum Einsatz, können
bis zu 25 Gew.-% Stärkekörnchen eingesetzt werden.
Die Menge der dem Strich zugefügten Stärkekörnchen
reduziert sich auf weniger als 10 Gew.-%, wenn die
mineralische Streichpigmentkomponente
Calciumcarbonat in einer Menge von 40 bis 65 Gew.-%
ist, wobei der Rest des mineralischen
Streichpigmentes sich aus Kaolin, Titandioxid,
Talkum oder Satinweiß zusammensetzt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sieht die
Erfindung daher bei einem Druckträger entsprechend
dem Gattungsbegriff von Anspruch 1 vor, daß
- - die Stärkekörnchen in einer Menge von 2 bis 25 Gew.-% - bezogen auf das gesamte Streichpigment - vorliegen,
- - der Bindemittelanteil - bezogen auf Gesamtstreichpigment - < 12 Gew.-% -, gerechnet als Trockengewichtsteile, ist,
- - der Glanz des Striches, gemessen nach Lehmann, bei einem Winkel von 75° nach dem Kalandern < 40% ist,
- - der mineralische Streichpigmentanteil zu mindestens 60 Gew.-% aus Kaolin besteht und sich die mineralische Pigmentkomponente und die Stärkekörnchen zu 100 Gew.-% Gesamtstreichpigment ergänzen.
Vorzugsweise beträgt bei dieser Ausführungsform
der Kaolin-Anteil des Streichpigmentes mehr als 90
Gew.-%, bezogen auf Gesamtstreichpigment. Jedoch
können bis zu 25 Gew.-% der mineralischen
Streichpigmentkomponente - bezogen auf
Gesamtstreichpigment - aus Calciumcarbonat,
Titandioxid, Talkum oder einer Mischung dieser
Substanzen bestehen. Der Zugriff zu diesen
Streichpigmenten erfolgt beispielsweise zur
Verbesserung von Weiße und Opazität
(Calciumcarbonat/Titandioxid) oder zur
Verbesserung der Glätte bei Zusatz von Talkum.
Besteht gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung die bestimmende Komponente
des mineralischen Streichpigmentes nicht aus
Kaolin, sondern aus Calciumcarbonat, sieht die
Erfindung bei einem Druckträger nach dem
Gattungsbegriff des Anspruches 4 vor, daß
- - die Stärkekörnchen in einer Menge von 2 bis < 10 Gew.-% - bezogen auf das gesamte Streichpigment - vorliegen,
- - der Bindemittelanteil - bezogen auf Gesamtstreichpigment - < 12 Gew.-%, gerechnet als Trockengewichtsteile, ist,
- - der Glanz des Striches, gemessen nach Lehmann, bei einem Winkel von 75° nach dem Kalandern < 40% ist,
- - das mineralische Streichpigment zu 40 bis 65 Gew.-% aus Calciumcarbonat besteht und der Rest des mineralischen Streichpigmentes aus Kaolin, Titandioxid, Satinweiß, Talkum oder einer Mischung dieser Pigmente besteht, wobei sich die mineralischen Pigmentkomponenten und die Stärkekörnchen zu 100 Gew.-% Gesamtpigmentanteil ergänzen.
Eine weitere Ausbildung der vorstehend angegebenen
Ausführungsform sieht einen Anteil von 20 bis 50
Gew.-% Talkum, bezogen auf
Gesamtstreichpigmentanteil, vor.
Erfindungsgemäß können Stärkekörnchen mit einem
mittleren Korndurchmesser von 1 bis 30 µm
eingesetzt werden, wobei jedoch der Bereich von 2
bis 9 µm besonders bevorzugt ist. Um
sicherzustellen, daß eine Verkleisterung der
Stärkekörnchen weitestgehend ausgeschlossen ist,
werden vorzugsweise chemisch modifizierte Stärken
eingesetzt, z. B. veretherte oder veresterte
Stärken. Es können Stärkekörnchen aus Kartoffel-,
Mais-, Weizen-, Roggen-, Reis-, oder Tapiokastärke
oder eine Mischung dieser Stärkesorten zum Einsatz
kommen. Vorzugsweise liegt die Menge der
Stärkekörnchen - bezogen auf
Gesamtstreichpigmentanteil - auch im Fall, daß die
wesentliche Komponente des mineralischen
Streichpigmentanteiles aus Kaolin besteht, bei
weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
4 bis 7 Gew.-%. Bei Mengen von weniger als 2 Gew.-%
tritt eine spürbare Verbesserung der
Bedruckbarkeit nicht ein.
Wenngleich die vorliegende Erfindung nicht auf
bestimmte Druckträger beschränkt ist und
beispielsweise auch auf dem Kartongebiet
angewendet werden kann, kommt ihr doch eine
besondere Bedeutung für das Gebiet der
leichtgewichtigen Papiere, der sogenannten LWC-Papiere,
zu. Es muß dabei als überraschend angesehen
werden, daß bei den hier üblichen geringen
Strichauftragsgewichten sowohl bei Kaolin als auch
bei Calciumcarbonat als Hauptkomponenten des
mineralischen Pigmentanteils durch den Zusatz
geringer Mengen unverkleisterter Stärkekörnchen
erhebliche Verbesserungen der Bedruckbarkeit
erzielt werden können. Vorzugsweise sieht die
Erfindung bei einem unter Verwendung eines
Streichrohpapiers von 30 bis 60 g/m²
hergestellten Druckträger einen beidseitigen
Strich mit einer Flächenmasse von 4 bis 12 g/m²
und Seite vor. Bei einer ganz besonders
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht
der Druckträger aus einem Streichrohpapier mit
einer Flächenmasse von 34 bis 40 g/m² und der die
Stärkekörnchen enthaltende Strich ist in einer
Menge von 6 bis 8 g/m² und Seite aufgebracht.
Gemäß einer besonders bevorzugten und für den
Einsatz als Tiefdruckpapier vorgesehenen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckträgers
liegt der Bindemittelanteil dabei im Bereich von 4
bis 7 Gew.-%.
Als Bindemittel kommen bei der vorliegenden
Erfindung die üblichen Kunststoffdispersionen und
Latices zum Einsatz, wobei jedoch eine geringe
Menge natürlicher Bindemittel, z. B. eine
Stärkelösung, mitverwendet werden kann.
Während bei LWC-Papieren lediglich ein Strich je
Seite aufgetragen wird, kann bei der Herstellung
anderer Druckträger zusätzlich zu dem die
Stärkekörnchen enthaltenden und die Druckfarbe
aufnehmenden Strich noch ein sogenannter Vorstrich
aufgebracht werden. Von der Erfindung werden auch
solche Druckträger umfaßt, die einen Vorstrich
aufweisen.
Die Vorteile der Erfindung sind deutlich erkennbar
bei visueller Betrachtung eines im Tiefdruck
bedruckten Druckträgers nach der vorliegenden
Erfindung. Bei Vergleichsversuchen zwischen einem
Standard-LWC-Papier - nachfolgendes
Vergleichsbeispiel 2 -, hergestellt aus einem
Streichrohpapier von 46 g/m² und beidseitig mit
einem Strich von je 10 g/m² versehen, wobei der
Streichpigmentanteil zu 80 Gew.-% aus Kaolin, 10
Gew.-% Calciumcarbonat und je 5 Gew.-% Talkum und
Titandioxid bestand und bei einem eben solchen
Papier, bei dem 9 Gew.-% des Kaolins durch
Stärkekörnchen ersetzt waren - Beispiel 2 -,
zeigte das Druckbild des nach der vorliegenden
Erfindung hergestellten Papiers eine deutlich
verbesserte "Ruhe" des Ausdrucks, insbesondere in
den Halbtonflächen. Der bei visueller Betrachtung
erhaltene Eindruck bestätigt sich durch die
Ergebnisse, die mit den nachfolgend angegebenen
Untersuchungen nach dem Heliotestverfahren und
Kajaani-Formationstest an den unbedruckten
Papieren erhalten wurden.
Zum Heliotestverfahren wird nachfolgend eine kurze
Beschreibung gegeben:
Eine Tiefdruckform, gefüllt mit Druckfarbe, deren
Rasterfläche eine zunehmende Näpfchentiefe
aufweist, wird mit konstantem Andruck über einen
Probestreifen abgerollt. Die Strecke auf dem
Probestreifen bis zum Erreichen von 20
"missing-dots", beginnend beim dunkleren Ende
(tiefe Näpfchen) des Probestreifens, wird in mm
angegeben. Werden auf der Gesamtlänge des
Streifens von 110 mm keine 20 missing-dots
erreicht, so wird die Anzahl missing-dots auf 110
mm angegeben. Der Formationstest wurde mit dem
Kajaani Formation Analyzer der Firma Kajaani
Electronics Ltd. durchgeführt.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der näheren
Erläuterung der Erfindung:
Ein Streichrohpapier mit einer Flächenmasse von 46
g/m² wurde mit einem Strich von je 10 g/m² und
Seite versehen. Der Strich enthielt - bezogen auf
Streichpigment - 5 Gew.-% eines handelsüblichen
Tiefdruckbindemittels auf Acrylsäureesterbasis.
Das Streichpigment bestand zu 60 Gew.-% aus
Calciumcarbonat und zu 40 Gew.-% aus Talkum. Nach
der Trocknung des Striches wurde das Papier
superkalandert.
Es wurde ein Strich aufgetragen, dessen
Pigmentanteil zu 80 Gew.-% aus Kaolin, 10 Gew.-%
Calciumcarbonat und je 5 Gew.-% Talkum und
Titandioxid bestand. Im übrigen entspricht dieses
Beispiel dem Vergleichsbeispiel 1.
Der gemäß diesem Beispiel aufgetragene Strich wies
die folgende Gesamtpigmentzusammensetzung auf:
55 Gew.-% Kreide
40 Gew.-% Talkum
5 Gew.-% Körnchen einer Maisstärke mit einem mittleren Korndurchmesser von 20 µm.
40 Gew.-% Talkum
5 Gew.-% Körnchen einer Maisstärke mit einem mittleren Korndurchmesser von 20 µm.
Im übrigen entspricht dieses Beispiel dem
Vergleichsbeispiel 1.
Entsprechend Vergleichsbeispiel 2 wurde ein
Druckträger hergestellt, wobei 9 Gew.-% des Kaolins
gegen Stärkekörnchen aus einer fraktionierten
Weizenstärke mit einem mittleren Korndurchmesser
von 5 µm ausgetauscht wurden.
Aus der nachfolgenden Tabelle ist zu entnehmen,
daß die erfindungsgemäßen Papiere bei einem
ausreichenden Glanz eine geringere Anzahl von
"missing dots" aufweisen und daß ferner die
Abdeckung der Papieroberfläche durch 9 Gew.-%
Stärkekörnchen wesentlich verbessert ist.
Claims (9)
1. Druckträger, insbesondere aus Papier, aufweisend
einen ein- oder beidseitigen Strich, der Bindemittel sowie als
Streichpigment unverkleisterte Stärkekörnchen und zumindest
Kaolin als mineralisches Pigment
enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - die Stärkekörnchen in einer Menge von 2 bis 25 Gew.-% - bezogen auf das gesamte Streichpigment - vorliegen,
- - der Bindemittelanteil - bezogen auf Gesamtstreichpigment - <12 Gew.-%, gerechnet als Trockengewichtsteile, ist,
- - der Glanz des Striches, gemessen nach Lehmann, bei einem Winkel von 75° nach dem Kalandern <40% ist,
- der mineralische Streichpigmentanteil zu mindestens 60 Gew.-% aus Kaolin besteht und sich die mineralische Pigmentkomponente und die Stärkekörnchen zu 100 Gew.-% Gesamtstreichpigment ergänzen.
2. Druckträger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der mineralische Anteil des
Streichpigmentes zu mehr als 90 Gew.-% aus Kaolin
besteht.
3. Druckträger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das mineralische
Streichpigment bis zu 25 Gew.-% - bezogen auf
Gesamtstreichpigment - aus Calciumcarbonat,
Titandioxid, Talkum oder einer Mischung dieser
Substanzen besteht.
4. Druckträger, insbesondere aus Papier, aufweisend
einen ein- oder beidseitigen Strich, der Bindemittel sowie als
Streichpigment unverkleisterte Stärkekörnchen und
Calciumcarbonat neben einem oder mehreren weiteren mineralischen
Pigment(en) enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - die Stärkekörnchen in einer Menge von 2 bis <10 Gew.-% - bezogen auf das gesamte Streichpigment - vorliegen,
- - der Bindemittelanteil - bezogen auf Gesamtstreichpigment - <12 Gew.-%, gerechnet als Trockengewichtsteile, ist,
- - der Glanz des Striches, gemessen nach Lehmann, bei einem Winkel von 75° nach dem Kalandern <40% ist,
- - das mineralische Streichpigment zu 40 bis 65 Gew.-% aus Calciumcarbonat besteht und der Rest des mineralischen Streichpigmentes aus Kaolin, Titandioxid, Satinweiß, Talkum oder einer Mischung dieser Pigmente besteht, wobei sich die mineralischen Pigmentkomponenten und die Stärkekörnchen zu 100 Gew.-% Gesamtpigmentanteil ergänzen.
5. Druckträger nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß 20 bis 50 Gew.-% - bezogen auf
Gesamtstreichpigmentanteil - aus Talkum bestehen.
6. Druckträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkekörnchen
einen mittleren Korndurchmesser von 1 bis 30
µm aufweisen.
7. Druckträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkekörnchen
einen mittleren Korndurchmesser im Bereich von 2
bis 9 µm aufweisen.
8. Druckträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem
Streichrohpapier mit einer Flächenmasse von 30 bis
60 g/m² besteht und der die Stärkekörnchen
enthaltende Strich eine Flächenmasse von 4 bis 12
g/m² und Seite aufweist.
9. Druckträger nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß er aus einem Streichrohpapier
mit einer Flächenmasse von 34 bis 40 g/m² besteht
und der die Stärkekörnchen enthaltende Strich eine
Flächenmasse von 6 bis 8 g/m² und Seite aufweist.
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