DE69208077T2 - Beschichtungspigmente - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft bessere Pigmente als Zusatz zu Beschichtungszusammensetzungen, welche man zur Herstellung von beschichtetem Papier- oder Kartonmaterial verwendet; diese Materialien haben besonders vorteilhafte Eigenschaften, wenn sie beim Rotationstiefdruck zum Einsatz kommen. Die Bezeichnung "Papierbeschichtungszusammensetzung" und verwandte Ausdrücke wie "Papierbeschichtungspigment" bezeichnen nachstehend allgemein Zusammensetzungen, etc., die zur Beschichtung von allen faserförmigen Grundmaterialien, einschließlich z.B. von Karton, verwendet werden können.
- Papierbeschichtungszusammensetzungen enthalten gewöhnlich, suspendiert in einem wäßrigem Medium, ein oder mehrere Pigmente und einen Klebstoff. Die zumeist verwendeten Pigmente sind im allgemeinen natürliche oder synthetische, anorganische Substanzen weißer Farbe und feiner Teilchengröße. Mindestens ungefähr 50 Gew.% der Teilchen haben hierbei gewöhnlich einen Kugeläquivalentdurchmesser (ESD) von weniger als 2um. Beispiele für weithin in Papierbeschichtungszusammensetzungen verwendete Pigmente sind Kaolin oder Porzellanton, natürliches oder gefälltes Calciumcarbonat, Satinweiß, Calciumsulfat und Talk. Mit Ausnahme von Talk haben diese Pigmente gewöhnlich eine hydrophile Oberfläche; sie werden deshalb von organischen Medien nicht leicht benetzt.
- Gewöhnlich ist der Rotationstiefdruck am besten geeignet, wenn man eine sehr große Zahl von Druckkopien herstellen will. Die Herstellung eines Rotationstiefdruckzylinders ist nämlich, verglichen zu den Druckplatten der anderen Druckverfahren, ziemlich teuer. Die Zylinder haben eine Matrix aus Zellen oder Vertiefungen auf ihrer Oberfläche, deren Tiefe von der Farbmenge, die von jeder einzelnen Zelle auf das Papier übertragen werden soll, abhängt. Bei einer großen Zahl von Druckkopien läßt man am besten die Druckerpresse mit hoher Geschwindigkeit laufen. Dazu braucht man eine Druckerfarbe, die schnell auf dem Papier trocknet, so daß es nicht zu einem "Versetzen" oder Übertragen von nicht trockener Druckfarbe von einem Papierbogen auf den nächsten kommt. Man braucht daher eine Drucktinte mit einem Lösungsmittel, das flüchtiger ist als Wasser. Solche flüchtigen Lösungsmittel sind fast ausnahmslos organisch und oleophil. Es zeigte sich aber, daß eine Tiefdrucktinte, die auf einem solchen Lösungsmittel basiert, von den herkömmlichen Papierbeschichtung nicht immer gut angenommen wird. Auf der Oberfläche des Grundpapiers befindet sich eine Zusammensetzung mit einem Pigment hydrophiler Oberfläche.
- Talk hat eine hydrophobe Oberfläche. Dies ist für ein anorganisches Pigment ungewöhnlich. In Papierbeschichtungszusammensetzungen wird dre Talk gewöhnlich in einem Gemisch mit ein oder mehreren anderen anorganischen Pigmenten eingesetzt. Beim einem hohen Anteil von Talk vor, fühlt sich aber die Papierbeschichtung schließlich "glitschig" an. Zudem wird der Reibungskoeffizient der Papieroberfläche so klein, daß in herkömmlichen Druckmaschinen das Durchführen des beschichteten Papiers problematisch wird.
- EP-A-0026091 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von hydrophoben Füllstoffen für die Papierherstellung. Hierbei werden die Partikel des Füllstoffes mit Wachs, bevorzugt mit Paraffinwachs, zur Versiegelung beschichtet. Das Versiegelungsverfahren soll beim Beschichten, Beschreiben oder Bedrucken mit wasserhaltiger Farbe dem übermäßigen Eindringen des Wassers in das Papier begegnen.
- Der erste Aspekt der Erfindung betrifft ein Tiefdruckverfahren, bei dem eine Abbildung auf ein Papierbahnstück gedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Papier eine Oberflächenbeschichtung hat, die ein Papierbeschichtungspigment enthält, dessen Oberflächen mit einem Behandlungsmittel mit einem hydrophoben Anteil verändert sind, um den Pigmentoberflächen hydrophobe oder stärker hydrophobe Eigenschaften zu verleihen.
- Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Papierbeschichtungszusammensetzung zum Herstellen eines beschichteten Papiers für die Verwendung bei einem Tiefdruckverfahren, wobei die Papierbeschichtungszusammensetzung umfaßt: eine wäßrige Suspension eines Klebemittels, ein Dispersionsmittel sowie ein teilchenförmiges, anorganisches Papierbeschichtungspigment, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment vor dem Einschluß in die Papierbeschichtungszusammensetzung mit einem Behandlungsmittel verändert worden ist, was die Pigmentoberflächen hydrophob macht oder ihre Hydrophobie verstärkt, wobei das zur Behandlung der Pigmentpartikel eingesetzte Behandlungs mittel einen unpolaren, hydrophoben Anteil besitzt, umfassend mindestens eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, und einen polaren Anteil, der an Stellen auf den Pigmentoberflächen binden kann.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Pigments als ein Tiefdruckpapierbeschichtungspigment, dessen Oberflächen mit einem Behandlungsmittel mit einem hydrophoben Anteil verändert sind, um den Pigmentoberflächen hydrophobe oder stärker hydrophobe Eigenschaften zu verleihen.
- Das Pigment für die Verwendung bei der Erfindung ist bevorzugt eines, dessen natürliche Oberflächen hydrophil sind, zum Beispiel natürliche oder synthetische Schichtengittersilikate wie Kaolin (oder Porzellanton), natürliches oder gefälltes Calciumcarbonat, Satinweiß oder Calciumsulfat oder ein Gemisch aus ein oder mehreren dieser Pigmente.
- Die Erfindung kann mit Pigmenten verwendet werden, die nicht hydrophil sind, sondern deren Oberflächen verändert werden müssen, um ihre Hydrophobie zu erhöhen oder zu verstärken.
- Das erfindungsgemäße, behandelte Pigment kann mit unbehandelten Pigmenten bei der Herstellung von Papierbeschichtungszusammensetzungen und Druckpapieren gemischt werden kann. In jeder solchen Mischung sollte das behandelte Pigment bevorzugt in einer Menge von mindestens 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtpigmentgewicht, vorliegen. In einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist das behandelte Pigment das einzige verwendete Pigment.
- Der polare Anteil, der an Stellen auf den Pigmentoberflächen binden kann, kann entweder direkt oder indirekt binden - zum Beispiel über eine Zwischensubstanz, die mit dem polaren Anteil des Behandlungsmittels an die Stelle auf der Pigmentoberfläche bindet. Das Behandlungsmittel kann an die Stelle auf dem Pigment entweder in wäßriger Suspension oder einem wasserfreien Pigmentgemisch binden. Die genaue Beschaffenheit des polaren Anteils des Behandlungsmittels muß empirisch bestimmt werden. In einigen Fällen läßt sich jedoch ein geeignetes Oberflächenbehandlungsmittel aus der Kenntnis der Oberflächenchemie des Pigments ableiten. Beispielsweise wird gegenwärtig angenommen, daß Amine an die Oberfläche von Kaolin mittels Elektronenabgabe an die Elektronenakzeptor-(Lewissäure)Stellen auf der Tonoberfläche binden.
- Die verwendete Menge des eingesetzten Behandlungsmittels reicht bevorzugt von 0,05 Gew.% bis 5,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Pigments. Am meisten bevorzugt reicht die Menge des Behandlungsmittels von 0,1 Gew.% bis 2,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Pigments.
- Einige in Papierbeschichtungszusammensetzungen verwendete Pigmente, gewöhnlich natürliche oder synthetische Silikate und besonders Kaolin, haben Oberflächen mit einer Anzahl Säurestellen. Gemäß der Erfindung werden diese Pigmente bevorzugt mit einem primären, sekundären oder tertiären Amin behandelt, das mindestens eine Kohlenwasserstoffgruppe einer Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen hat, da organische, stickstoffhaltige Verbindungen dieser Art einen polaren Anteil haben, von dem eine Elektronenabgabe an die Lewissäure-Stellen auf dem Ton erfolgen kann. Eine quarternäreammoniumverbindung mit mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe einer Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen kann ebenfalls zum Behandeln natürlicher oder synthetischer Silikate und Aluminosilikate verwendet werden. In diesem Fall ist der Bindungsmechanismus jedoch unsicher. Beispiele geeigneter Amine und quarternärer Ammoniumverbindungen beinhalten primäres Octadecylamin, primäres (hydrierter Talg)-Amin, Trimethyl-(hydrierter Talg)-ammoniumchlorid und Dimethyl-di(hydrierter Talg)-ammoniumchlorid.
- Andererseits wird Calciumcarbonat, ein anderes, allgemein verwendetes Papierbeschichtungspigment, bevorzugt mit einem solchen Behandlungsmittel behandelt, wie einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe einer Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen. Solche Fettsäuren beinhalten Stearinsäure, Palmitinsäure und Ölsäure.
- In der erfindungsgemäßen Papierbeschichtungszusammensetzung ist das Klebemittel bevorzugt Latex, beispielsweise Styrolbutadienlatex oder Acryllatex von einem Typ, der in Alkali quillt oder nicht. Die einzusetzende Latexmenge reicht bevorzugt von 3 bis 6 Gew.% Latexfeststoff, bezogen auf das Trockengewicht des oberflächenbehandelten Pigments. Der Latex wird üblicherweise als wäßrige Emulsion eingesetzt, die etwa 50 Gew.% Latexfeststoff enthalten kann.
- Das Dispersionsmittel kann zum Beispiel wasserlösliches Salz einer Polyphosphorsäure sein, das wasserlösliche Salz einer Polykieselsäure, das wasserlösliche Salz einer Poly(acrylsäure) oder einer Poly(methacrylsäure) oder das wasserlösliche Salz eines Alkylsulfats oder eines Alkylsulfonats, wobei die Alkylgruppe eine Kettenlänge von 8 bis 20 Kohlenstoffatomen hat. Das Dispersionsmittel wird ausgewählt, um mit einem bestimmten oberflächenbehandelten Pigment einen optimalen Nutzeffekt zu erhalten. Ist zum Beispiel das oberflächenbehandelte Pigment ein natürliches, mit Stearinsäure behandeltes Calciumcarbonat, ist das bevorzugte Dispersionsmittel Natriumdodecylsufat. Die verwendete Dispersionsmittelmenge reicht bevorzugt von 0,05 Gew. % bis 2,0 Gew. %, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Pigments.
- Die Erfindung betrifft ferner ein Papier, das mit einer erfindungsgemäßen Papierbeschichtungszusammensetzung beschichtet ist, sowie ein Druckverfahren, bei dem ein Bild auf ein solches Papier in einem Tiefdruckverfahren, bevorzugt im Rotationstiefdruck, gedruckt wird. Die Erfindung wird nun durch die nachfolgenden Beispiele beschrieben.
- Es wurden zwei Papierbeschichtungszusammensetzungen nach folgender Rezeptur hergestellt: Inhaltsstoff Gewichtsprozent Pigment Styrolbutadienlatex-Klebemittel Natriumhydroxid Wasser bis zu einem pH-Wert von 8,0 bis zu einer Viskosität von 1000 mPa.s
- Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung wurde mit einem Brookfield-Viskosimeter bei einer Spindelgeschwindigkeit von 100 Upm gemessen.
- Bei der ersten Zusammensetzung war das Pigment ein gemahlener natürlicher Marmor mit einer Teilchengrößenverteilung, daß 90 Gew.% der Teilchen einen Kugeläquivalentdurchmesser kleiner als 2um hatten. In diesem Fall wurde als Dispersionsmittel für das Pigment 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Pigments, eines Natriumpolyacrylat-Dispersionsmittels mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel von ungefähr 4000 zugegeben.
- Bei der zweiten Zusammensetzung wurde das Pigment erfindungsgemäß oberflächenbehandelt. Hierzu wurde derselbe gemahlene natürliche Marmor, wie bei der ersten Zusammensetzung, in Form eines wasserfreien Pulvers mit 1 Gew.%, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Marmors, Stearinsäure bei einer Temperatur von 120 ºC gemahlen wurde. In diesem Fall wurden als Dispersionsmittel für das Pigment 0,25 Gew.%, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Pigments, Natriumdodecylsulfat zugegeben.
- Jede Zusammensetzung wurde auf einen Rotationstiefdruckgrundbogen von 349m&supmin;² Gewicht mit einer Labor-Papierbeschichtungsmaschine der in GB-A-2225261 beschriebenen Art geschichtet, die mit einer Papiergeschwindigkeit von 400 m.Min&supmin;¹ und bei einem Rakelhalterwinkel von 45º lief. Die Beschichtungen wurden mit heißer Luft bei einer Temperatur von nur 200 ºC getrocknet. Jede Partie beschichteten Papiers wurde 10 mal zwischen den Rollen eines Labor-Satinagehochkalanders bei einer Temperatur von 65 ºC und einem Walzendruck von 750 psi (5,17 MPa) durchgeleitet. Für jede Zusammensetzung wurden mehrere Beschichtungsdurchgänge gemacht, wobei in jedem Fall der Rakeldruck auf einen anderen Wert eingestellt wurde, um verschiedene Schichtgewichte von ungefähr 5 bis ungefähr 14gm&supmin;² zu erhalten. Jede Probe beschichteten Papiers wurde auf Glanz nach dem im TAPPI-Standard Nr. T480ts-65 vorgeschriebenen Verfahren unter Verwendung eines Hunterlab- D16-Glanzmessers bei einem Einfalls und Meßwinkel von 750 senkrecht zum Papier untersucht.
- Die Proben von mit verschiedenen Schichtgewichten beschichtetem Papier wurden ebenfalls auf Tiefdruckqualität mittels Verfahren untersucht, die in dem Artikel "Realistic paper tests for various printing processes" von A. Swan, veröffentlicht in "Printing Technology", Bd. 13, Nr.1, April 1969, Seiten 9-22, beschrieben sind. Ein Tiefdruckzylinder wurde verwendet, bei dem ein Bereich tief geätzter Zellen einen kräftig schwarzen Bereich ergeben sollte. Ein Bereich weniger tief geätzter Zellen sollte einen Halbtonbereich ergeben. Der Halbtonbereich wurde zur Abschätzung des Prozentsatzes an Druckpunkten verwendet, die auf dem Versuchsdruck fehlten. Dieser Prozentsatz wurde als "% fehlende Punkte" ausgedrückt. Der kräftig schwarze Bereich wurde verwendet, um die Tiefdruckdichte mit einem Macbeth-Dichtemesser zu messen,
- Für jede Versuchsreihe wurde die gemessene Größe graphisch gegen das Schichtgewicht aufgetragen und der Wert für ein Schichtgewicht von 10gm&supmin;² durch Interpolieren erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten dargestellt :- Tabelle I Glanz % Fehlpunkte Druckdichte Unbehandelter Marmor Oberflächenbehandelter Marmor
- Diese Ergebnisse zeigen, daß die Beschichtungszusammensetzung, die das oberflächenbehandelte Marmorpigment enthält, eine Beschichtung mit einem leicht besseren Glanz und mit viel besserer Tiefdruckdichte sowie Halbtonqualität als die Zusammensetzung mit dem unbehandelten Marmor ergibt.
- Man glaubt, daß das oberflächenbehandelte Pigment die Beschichtung derart hydrophob macht, daß ihre Affinität zu dem in der Druckfarbe verwendeten Lösungsmittel höher ist und die Farbe daher leichter in die Beschichtung gesogen wird. Das Ergebnis ist eine bessere Tiefdruckqualität.
- Drei Papierbeschichtungszusammensetzungen wurden hergestellt nach der Rezeptur: Inhaltsstoff Gewichtsprozent Pigment Styrolbutadienlatex-Klebemittel Natriumhydroxid Wasser auf pH-Wert 8 auf eine Viskosität von 1000 mPa.s
- Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung wurde in jedem Fall mit einem Brookfield- Viskosimeter bei einer Spindelgeschwindigkeit von 100 Upm gemessen.
- Bei der ersten Zusammensetzung war das Pigment ein englischer Kaolinton mit einer solchen Partikelgrößenverteilung, daß 80 Gew.% der Partikel einen Kugeläquivalentdurchmesser kleiner als 2um hatten. In diesem Fall wurden als Dispersionsmittel für das Pigment 0,3 Gew.%, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Pigments, des gleichen Natriumpolyacrylat-Dispersionsmittels, wie in Beispiel 1 oben verwendet, und 0,08 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Pigments, Natriumhydroxid zugegeben.
- In den zweiten und dritten Zusammensetzungen wurde das Pigment erfindungsgemäß oberflächenbehandelt, indem der gleiche Kaolin, wie in der ersten Zusammensetzung verwendet, in einem "Waring Blendor" (TM) bei 100 ºC 15 Minuten lang in Form wasserfreien Pulvers mit jeweils 0,5 und 1 Gew.%, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Kaolins, eines geschmolzenen, primären (hydrierter Talg)-Amins gemischt wurden. Zu jeder der zwei Zusammensetzungen wurde Natriumdodecylsulfat als Dispersionsmittel für das Pigment zugeben. Die verwendeten Mengen waren jeweils 1,3 Gew.% und 1,7 Gew.%, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Pigments.
- Jede Zusammensetzung wurde auf einen Rotationstiefdruckgrundbogen von 349m&supmin;² Gewicht mit einer Laborpapierbeschichtungsmaschine der in GB-2225261 beschriebenen Art geschichtet, die mit einer Papiergeschwindigkeit von 400 m.Min&supmin;¹ und bei einem Rakelhalterwinkel von 45º lief. Die Beschichtungen wurden mit heißer Luft bei einer Temperatur von nur 200 ºC getrocknet. Jede Partie beschichteten Papiers wurde 10 mal zwischen den Rollen eines Labor-Satinagehochkalanders bei einer Temperatur von 65 ºC und einem Walzendruck von 750 psi (5,17 MPa) durchgeleitet. Für jede Zusammensetzung wurden mehrere Beschichtungsdurchgänge gemacht, wobei in jedem Fall der Rakeldruck auf einen anderen Wert eingestellt wurde, um verschiedene Schichtgewichte von ungefähr 5 bis ungefähr 14gm&supmin;² zu erhalten. Jede Probe beschichteten Papiers wurde auf Glanz nach dem im TAPPI-Stand ard Nr. T480ts-65 vorgeschriebenen Verfahren untersucht. Die Proben von mit verschiedenen Schichtgewichten beschichtetem Papier wurden ebenfalls auf Tiefdruckqualität mittels Verfahren untersucht, die in dem Artikel "Realistic paper tests for various printing processes" von A. Swan, veröffentlicht in "Printing Technology", Bd. 13, Nr.1,April 1969, Seiten 9-22, beschrieben sind.
- Für jede Versuchsreihe wurde die gemessene Größe graphisch gegen das Schichtgewicht aufgetragen und der Wert für ein Schichtgewicht von 8gm&supmin;² durch Interpolieren erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle II unten dargestellt :- Tabelle II Glanz % Fehlpunkte Unbehandelter Kaolin Kaolin + Amin
- Diese Ergebnisse zeigen, daß die Beschichtungszusammensetzungen, die das oberflächenbehandelte Kaolinpigment enthalten, eine Beschichtung mit einem besseren Glanz und mit viel besserer Halbtontiefdruckqualität als die Zusammensetzung mit dem unbehandelten Kaolin ergeben.
- Zwei Papierbeschichtungszusammensetzungen wurden hergestellt nach der Rezeptur: Inhaltsstoff Gewichtsprozent Pigment Alkali-quellender Acryllatex Natriumhydroxid Wasser bis zu einen pH-Wert von 8 bis zu einer Viskosität von 1000 MPa.s
- Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung wurde mit einem Brookfield-Viskosimeter bei einer Spindelgeschwindigkeit von 100 Upm gemessen.
- Bei der ersten Zusammensetzung war das Pigment ein gemahlener natürlicher Kalk mit einer solchen Partikelgrößenverteilung, daß 60 Gew.% der Partikel einen Kugeläquivalentdurchmesser von weniger als 2um hatten. In diesem Fall wurden als Dispersionsmittel für das Pigment 0,5 Gew. %, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Pigments, des gleichen Natriumpolyacrylat-Dispersionsmittels, wie in Beispiel 1 verwendet, zugegeben.
- In der zweiten Zusammensetzung wurde das Pigment erfindungsgemäß oberflächenbehandelt, indem der gleiche gemahlene natürliche Kalk, wie in der ersten Zusammensetzung verwendet, mit 1 Gew. %, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Kalks, Stearinsäure bei einer Temperatur von 120 ºC gemahlen wurde. In diesem Fall wurden als Dispersionsmittel 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Kalks, Natriumdodecylsulfat zugegeben.
- Jede Zusammensetzung wurde auf jeweils zwei verschiedene Grundpapiere geschichtet, die mit einer ein Calciumcarbonatpigment enthaltenden Zusammensetzung vorbeschichtet worden waren. Das erste Papier hatte eine relativ glatte Oberfläche und ein Gesamtstoffgewicht von 113 gm&supmin;². Das zweite hatte eine relativ rauhe Oberfläche und ein Gesamtstoffgewicht von 87 gm&supmin;². In jedem Fall wurde die Beschichtungszusammensetzung mit einem Tischrakelbeschichtungsgerät für den Labormaßstab aufgetragen. Die Beschichtungen wurden luftgetrocknet. Die Proben beschichteten Papiers wurden dann 10 mal zwischen den Rollen eines Labor-Satinagehochkalanders bei einer Temperatur von 65 ºC durchgeleitet. Für jede Zusammensetzung und für jedes Grundpapier wurden mehrere Beschichtungen mit Schichtgewichten von ungefähr 4 bis ungefähr 14gm&supmin;² gemacht. Jede Probe beschichteten Papiers wurde auf Glanz nach dem im TAPPI-Standard Nr. T480ts-65 vorgeschriebenen Verfahren untersucht. Die mit dem in dem Artikel "Realistic paper tests for various printing processes" beschriebenen Verfahren erhaltenen Druckprägungen wurden auf % fehlende Punkte im Halbtonbereich und auf Druckglanz und Druckdichte in dem kräftig schwarzen Bereich untersucht.
- Für jede Versuchsreihe wurde die gemessene Größe graphisch gegen das Schichtgewicht aufgetragen und der Wert für ein Schichtgewicht von 8gm&supmin;² durch Interpolieren erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle III unten dargestellt :- Tabelle III Papierglanz % Fehlpunkte Druckglanz Druckdichte Unbehandelter Kalk, rauhes Papier Behandelter Kalk glattes Papier
- Diese Ergebnisse zeigen, daß bei den auf sowohl rauhes als auch glattes Papier aufgetragenen Beschichtungszusammensetzungen der Prozentsatz fehlender Punkte im Halbtonbereich kleiner ist, wenn das Pigment erfindungsgemäß oberflächenbehandelt ist. In diesem Fall ist der Unterschied in den Ergebnissen für Papierglanz, Druckglanz und Druckdichte zwischen behandelten und unbehandelten Kalk enthaltenden Zusammensetzungen jeweils gering.
- Zwei Papierbeschichtungszusammensetzungen wurden hergestellt nach der Rezeptur: Inhaltsstoff Gewichtsprozent Pigment Styrolbutadienlatex-Klebemittel Natriumhydroxid Wasser auf pH-Wert 8,5 auf 59,0% Feststoffe
- Bei Zusammensetzung 1 war das Pigment ein englischer Kaolinton mit einer solchen Partikelgrößenverteilung, daß 81 Gew.% der Partikel einen Kugeläquivalentdurchmesser kleiner als 2um hatten. In diesem Fall wurden als Dispersionsmittel für das Pigment 0,3 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Kaolins, des gleichen Natriumpolyacrylat- Dispersionsmittels, wie in Beispiel 1 verwendet, und 0,08 Gew. %, bezogen auf das Gewicht wasserfreien Kaolins, Natriumhydroxid zugegeben.
- In Zusammensetzung 2 wurde der in Zusammensetzung 1 verwendete englische Kaolinton in Form wasserfreien Pulvers mit 1,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Kaolins, eines geschmolzenen, primären (hydrierter Talg)-Amins in einem Labormischer mit beheiztem Mantel, hergestellt von Steele and Cowlishaw, bei 100 ºC 5 Minuten lang gemischt.
- Das Gemisch wurde dann in Wasser suspendiert, das 1,4 Gew. %, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Kaolins, Natriumdodecylsulfat und 1,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Kaolins, eines Alkylphosphatester-Antischaummittels enthielt.
- Die Viskosität jeder Zusammensetzung wurde mit einem Brookfield-Viskosimeter bei einer Spindelgeschwindigkeit von 100 Upm gemessen.
- Jede Zusammensetzung wurde auf einen Rotationstiefdruckgrundbogen von 38,4gm&supmin;² Gewicht mit einer Laborpapierbeschichtungsmaschine der in GB-A-2225261 beschriebenen Art geschichtet, die mit einer Papiergeschwindigkeit von 400 m.Min&supmin;¹ und bei einem Rakelhalterwinkel von 45º lief. Die Beschichtungen wurden mit heißer Luft bei einer Temperatur von nur 200 ºC getrocknet. Jede Partie beschichteten Papiers wurde bei 23 ºC und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% 24 Stunden lang vorbehandelt und dann 10 mal zwischen den Rollen eines Labor-Satinagehochkalanders bei einer Temperatur von 65 ºC und einem Walzendruck von 750 psi (5,17 MPa) durchgeleitet. Für jede Zusammensetzung wurden mehrere Beschichtungsdurchgänge gemacht, wobei in jedem Fall der Rakeldruck auf einen anderen Wert eingestellt wurde, um verschiedene Schichtgewichte von ungefähr 5 bis ungefähr 13gm&supmin;² zu erhalten. Jede Probe beschichteten Papiers wurde auf Glanz und Tiefdruckqualität nach den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren untersucht. Für jede Versuchsreihe wurde die gemessene Größe graphisch gegen das Schichtgewicht aufgetragen und der Wert für ein Schichtgewicht von 8gm² durch Interpolieren erhalten.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV unten dargestellt :- Tabelle IV Zusammensetzung Viskosität (mPa.s) Glanz % Fehlpunkte Mit Natriumpolyacrylat dispergierter Kaolin Kaolin + 1,0% Amin, dispergiert mit Natriumdodecylsufat
- Diese Ergebnisse zeigen daß Zusammensetzung 2, die das mit dem Amin und Natriumdodecylsulfat oberflächenbehandelte Kaolinpigment enthielt, eine Beschichtung mit einem besseren Glanz und eine sehr viel bessere Halbtontiefdruckqualität als Zusammensetzung 1 mit dem in Natriumpolyacrylat dispergierten Kaolin ergab.
Claims (17)
1. Tiefdruckverfahren, bei dem ein Bild auf ein Papierbahnelement gedruckt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das verwendete Papier eine Oberflächenbeschichtung besitzt,
die ein Papierbeschichtungspigment enthält, dessen Oberflächen mit einem
Behandlungsmittel mit einem hydrophoben Anteil verändert sind, um den
Pigmentoberflächen hydrophobe oder stärker bydrophobe Eigenschaften zu verleihen.
2. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 1, wobei das Behandlungsmittel einen unpolaren
Anteil besitzt, umfassend mindestens eine Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge
von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, wodurch die Pigmentoberflächen insofern verändert
werden, daß sie eine Vielzahl an Kohlenwasserstoffgruppen mit einer jeweiligen
Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen tragen.
3. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Behandlungsmittel mindestens
eine polare Gruppe besitzt, die das Behandlungsmittel an die Oberflächen des
unbehandelten Pigments binden kann.
4. Tiefdruckverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pigment
eine natürliche hydrophile Oberfläche besitzt.
5. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 4, wobei das Pigment ein Kaolinit-Ton, ein natürliches
oder ausgefälltes Calciumcarbonat, Satinweiß oder Calciumsulfat oder ein Gemisch
ist aus einem oder mehreren dieser Pigmente.
6. Tiefdruckverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pigment
ein Kaolinit-Ton ist und das Behandlungsmittel ein primäres, sekundäres oder tertiäres
Amin mit mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge von 8 bis
30 Kohlenstoffatomen oder eine quartäre Ammoniumverbindung mit mindestens einer
Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.
7. Tiefdruckverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Pigment ein
Calciumcarbonat ist und das Behandlungsmittel eine gesättigte oder ungesättigte Fettsäure
mit mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge von 8 bis 30
Kohlen-stoffatomen ist.
8. Tiefdruckverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Menge des
eingesetzten Behandlungsmittels, bezogen auf das Gewicht des Pigments, von 0,05
Gew.% bis 5,0 Gew.% und vorzugsweise, bezogen auf das Gewicht des Pigments,
von 0,1 Gew.% bis 2,0 Gew.% reicht.
9. Papierbeschichtungszusammensetzung zum Herstellen eines beschichteten Papiers
für die Verwendung bei einem Tiefdruckverfahren, wobei die
Papierbeschichtungszusammensetzung umfaßt: eine wässrige Suspension eines Klebemittels, ein
Dispersionsmittel sowie ein partikuläres, anorganisches Papierbeschichtungspigment,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment vor dem Einschluß in die
Papierbeschichtungszusammensetzung mit einem Behandlungsmittel verändert worden ist, was die
Pigmentoberflächen hydrophob macht oder ihre Hydrophobie verstärkt, wobei das zur
Behandlung der Pigmentpartikel eingesetzte Behandlungsmittel einen unpolaren
hydrophoben Anteil besitzt, umfassend mindestens eine Kohlenwasserstoffgruppe mit
einer Kettenlänge von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, und einen polaren Anteil, der an
Stellen auf den Pigmentoberflächen binden kann.
10. Papierbeschichtungszusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Pigment eine
natürliche hydrophile Oberfläche besitzt.
11. Papierbeschichtungszusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das Pigment ein Kaolinit-
Ton, ein natürliches oder gefälltes Calciumcarbonat, Satinweißodercalciumsulfat oder
ein Gemisch ist aus einem oder mehreren dieser Pigmente.
12. Papierbeschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei
das Pigment ein Kaolinit-Ton ist und das Behandlungsmittel ein primäres, sekundäres
oder tertiäres Amin mit mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge
von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen oder mit einer quartären Ammoniumverbindung mit
mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge von 8 bis 30
Kohlenstoffatomen ist.
13. Papierbeschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei
das Pigment Calciumcarbonat ist und das Behandlungsmittel eine gesättigte oder
ungesättigte Fettsäure mit mindestens einer Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Kettenlänge
von 8 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.
14. Papierbeschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei
die Menge des eingesetzten Behandlungsmittels, bezogen auf das Gewicht des Pigments,
von 0,05 Gew.% bis 5,0 Gew.% und vorzugsweise, bezogen auf das Gewicht des
Pigments, von 0,1 Gew.% bis 2,0 Gew.% reicht.
15. Verwendung eines Pigments als Tiefdruckpapierbeschichtungspigment, dessen
Oberflächen mit einem Behandlungsmittel mit einem hydrophoben Anteil verändert
sind, um den Pigmentoberflächen hydrophobe oder stärker hydrophobe Eigenschaften
zu verleihen.
16. Papier, beschichtet mit einer Papierbeschichtungszusammensetzung nach einem der
Ansprüche 9 bis 14.
17. Druckverfahren, bei dem auf ein Papier, wie in Anspruch 16 beansprucht, ein Bild unter
Einsatz einer Tiefdrucktechnik gedruckt wird.
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