EP0017793B1

EP0017793B1 - Verwendung einer nichtgestrichenen Papierbahn im Rotationstiefdruckverfahren

Info

Publication number: EP0017793B1
Application number: EP80101502A
Authority: EP
Inventors: Guido Dr. Dipl.-Phys. Dessauer; Karl Th. Dipl.-Ing. Rost; Dieter Ing.-Grad. Baumgarten
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1983-02-09
Also published as: CA1133661A; FI801066A; US4549930A; FI65641B; EP0017793A3; EP0017793A2; DE3036551A1; JPS55142691A; DE2913941B1; ATE2448T1; DE3036551C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer nichtgestrichenen Papierbahn im Rotationstiefdruckverfahren mit Druckfarben, die mit Wasser nichtmischbare Lösungsmittel enthalten.
Nichtgestrichene, hochsatinierte und hochgefüllte Papiere werden in großem Umfang hergestellt und dienen als Druckträger im Magazin- und lllustrationstiefdruck. Im folgenden werden diese Papiere als Naturtiefdruckpapiere bezeichnet. Sie werden mit Druckfarben bedruckt, die einen erheblichen Anteil von mit Wasser nichtmischbaren Lösungsmitteln enthalten. Solche Lösungsmittel sind z. B. Toluol, Xylol und Benzin. Die Naturtiefdruckpapiere unterliegen ständig steigenden Qualitätsanforderungen, einerseits wird die steigenden Papiermaschinengeschwindigkeiten und die dadurch bedingte beschleunigte Entwässerung auf dem Langsieb oder bei Doppelsieben ein weniger homogenes Papierblatt erzeugt, andererseits treten vor allem durch die steigenden Maschinengeschwindigkeiten der Rotationstiefdruckmaschinen erhöhte Anforderungen auf. Eines der Hauptprobleme, das durch die im Zusammenhang mit der erhöhten Maschinengeschwindigkeit notwendige niedrige Viskosität der Druckfarbe entsteht, ist dabei der »Farbstand« der Druckfarbe.
Unter einem guten Farbstand ist dabei zu verstehen, daß die Druckfarbe kurzzeitig - d. h. zwischen ihrem Auftrag auf das Papier und ihrer Trocknung - nicht wegschlägt, sondern daß die gleichen Farbkonturen, wie sie auf das Papier aufgebracht werden, auch im fertig bedruckten und getrockneten Papier vorliegen. Bei einem schlechten Farbstand schlägt die Druckfarbe dagegen in das Papier ein und breitet sich im Papier aus, was zu einem uneinheitlichen und unscharfen Druckbild führt. Bei schwarz bedruckten Stellen z. B. wird eine unzureichende Schwärzung erzielt und das Druckbild weist einen geringeren Glanz auf, dabei wird die ungleiche Anordnung von Faser- und Füllstoff im Mikrobereich der Oberfläche im Druckbild erkennbar.
In der Vergangenheit wurde bereits durch verschiedene Maßnahmen versucht, die Bedruckbarkeit von Papieren zu verbessern. Die DE-C-828478 schlägt vor, verschiedene Mineralien, wie z. B. Zeolith dem Faserstoff zuzugeben oder diese Mineralien in Verbindung mit Stärke oder anderen Bindemitteln als Präparation auf die Papieroberfläche aufzubringen. Dabei soll durch die im Inneren verlaufenden Kanäle der Mineralien das Eintreten von Ölmolekülen oder anderen Druckflüssigkeiten gefördert werden.
Gemäß einem in der DE-C-844402 enthaltenden Vorschlag sollen als Füllstoff zugegebene, diskrete Tonpartikel, die in der Struktur des Papiers verteilt sind, infolge ihrer Adsorptionswirkung ein Verlaufen der Druckfarbe verhindern.
Die Verwendung öladsorbierender Substanzen zur Verbesserung der Druckeigenschaften ist auch in der GB-A-1 093 041 beschrieben. Es handelt sich dabei um synthetisch hergestellte Pigmente von amorpher Struktur, die in üblicher Weise als Füllstoffe Einsatz finden.
Für die Herstellung von Zeitungsdruckpapier (newsprint) wurde in der US-A-3 433 704 auch bereits der Einsatz von extrudierten Mineralien wie z. B. Kaolin oder Attapulgit vorgeschlagen. Diese sollen dabei das Durchscheinen des auf einer Papierseite aufgebrachten Druckbildes auf die andere Seite verhindern, indem sie die Reduzierung der Opazität einschränken, die durch die in Zeitungsfarben verwendeten Öle verursacht werden, indem diese auf dem bedruckten Papier durchscheinende Bereiche entstehen lassen.
Alle diese Vorschläge gehen darauf zurück, die Adsorptionseigenschaften der verschiedenen Mineralien gegenüber Druckfarben auszunutzen oder die Druckkapazität zu erhöhen. Diese auch in der Literaturstelle »Physical Chemistry of Pigments in Paper Coating«, S. 422 festgehaltene These hat keinen Eingang in die Praxis des Rotationstiefdruckes mit lösungsmittelhaltigen Druckfarben auf z. B. Toluolbasis gefunden. In erster Linie dürfte dies auf den vollkommen anderen Aufbau der Rotationstiefdruckfarben gegenüber Zeitungsdruckfarben zurückzuführen sein. Letztere besitzen eine wesentlich höhere Viskosität von ca. 50 Pascal sec, während Tiefdruckfarben eine mittlere Viskosität von 10 und eine maximale Viskosität von 20 Pascal sec aufweisen. In der Praxis des Tiefdruckens werden jedoch auch Viskositäten von 4 Pascal sec benutzt. Beim Zeitungsdruck werden als Farbträger die bereits erwähnten Öle, vorwiegend Mineralöle benutzt, während im Rotationstiefdruck hochflüchtige Lösungsmittel, vor allem Toluol und Benzin verwendet werden, in denen Natur- oder Kunstharze gelöst sind. Die Farbträger der Zeitungsdruckfarben verbleiben dabei im Papier, während das als Lösungsmittel für die Harze verwendete Toluol sofort verflüchtigt wird.
Gegenüber dan in der vorliegenden Anmeldung angesprochenen Naturtiefdruckpapieren weisen Zeitungsdruckpapiere aber auch einen generell anderen Aufbau auf. Naturtiefdruckpapiere unterschieden sich von Zeitungsdruckpapieren durch die ihnen zugegebenen maximal möglichen Füllstoffmengen. Sie besitzen in der Regel einen höheren Zellstoffanteil und unterschieden sich in ihren physikalischen Werten vor allem durch die erheblich höhere Dichte und die höhere Glätte, die durch den Kalanderprozeß erzielt wird.
Zeitungsdruckpapier ist dagegen nur maschinengeglättet, wird ohne nennenswerten Füllstoffeintrag gefahren und weist eine Dichte von ca. 0,6 g/cm³auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Naturtiefdruckpapieres, das gegenüber den bisher bekannten Naturtiefdruckpapieren einen wesentlich besseren Farbstand hat und damit zu einem besseren Druckergebnis führt. Zur Lösung dieser Aufgabe greift die Erfindung auf ein Prinzip zurück, das die Anmelderin erst kürzlich bei Vervielfältigungspapieren in Vorschlag gebracht hat, wenn auch mit gänzlich anderer Zielsetzung. Es ist dies die Umhüllung von Faserstoffen mit hydratisierbaren, kolloidalen, filmbildenden Tonen, die in der DE-C-2451 216 und DE-C-2 608 239 beschrieben ist. Die DE-C- 2 451 216 betrifft ein Nehmerpapier, in dem die hydratisierbaren, kolloidalen Tone bzw. die damit überzogenen Faserstoffe als Farbakzeptoren für geeignete Farbstoffvorläufer enthalten sind. Demgegenüber beschreibt die DE-C-2 608 239 ein Bildempfangsmaterial für elektrofotografische Verfahren, bei dem die hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tone als Adsorbens für die wasserextrahierbaren Schadstoffe wirksam werden, wie sie bei der Thermofixierung von Tonteilchen frei werden.
Aus diesen vollkommen andere Anwendungsgebiete betreffenden Vorschlägen war jedoch keine Anregung zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe gegeben. Unter Überwindung eines bestehenden Vorurteils bedurfte es vielmehr der erfinderischen Erkenntnis, ausgerechnet solche Stoffe in Naturtiefdruckpapieren einzusetzen, die über ein hohes Adsorptionsvermögen verfügen. Das Überraschende dabei ist, daß die Adsorptionswirkung sich nicht gegenüber der Druckfarbe auswirkt, wie es gemäß dem erwähnten Stand der Technik zu erwarten wäre, sondern daß vielmehr gegenüber der Druckfarbe ein Abstoßeffekt eintritt.
Unter Benutzung des bekannten Prinzips der Faserumhüllung mit hydratisierbaren, kolloidalen und filmbildenden Tonen gelingt die Lösung der anstehenden Aufgabe unter Verwendung einer nichtgestrichenen Papierbahn für das Bedrucken im Rotationstiefdruckverfahren mit Druckfarben, die mit Wasser nichtmischbare Lösungsmittel enthalten, wobei die Papierbahn über den Querschnitt des Faserstoffpapieres verteilt, Fasern enthält, die ganz oder teilweise mit hydratisierbaren, filmbildenden kolloidalen Tonen umhüllt sind und wobei die Papierbahn weitere anorganische Füllstoffe enthält, ein Flächengewicht von 45 bis 100 g/m² aufweist, eine Dichte zwischen 0,95 und 1,2 g/cm³ hat und dabei über eine Glätte von 600 bis 1500 Bekk-sec verfügt.
Die überragende Wirkung im Vergleich zu solchen Naturtiefdruckpapieren, die keine die Fasern umhüllenden, hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tone enthalten, ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß zunächst einmal durch die Umhüllung der Fasern eine weitestgehende Homogenisierung der Papieroberfläche erzielt wird. Die Druckfarbe tritt dadurch mit einer aus einheitlichem Material bestehenden Oberfläche in Kontakt, da die verwendeten unterschiedlichen Faserstoffe infolge ihrer filmartigen Umhüllung die gleiche Oberfläche aufweisen. Bei den üblichen Füllstoffen, die dem Faserstoff bei der Herstellung als Pigment zugegeben werden, demzufolge die Faser selbst nicht umhüllen können, sondern lediglich bei der Blattbildung auf dem Papiermaschinensieb abfiltriert werden, kann diese Homogenität des Papierblattes nicht erzielt werden. Vielmehr kommt es bei der Entwässerung des Papierblattes zu einer mehr oder weniger starken Entmischung, wobei sich die Füllstoffe auf der Oberseite des Papierblattes anreichern. Der wesentliche Grund für den besseren Farbstand dürfte jedoch der sein, daß die hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tone einen erheblichen Anteil an gebundenem Wasser enthalten, was bei den üblichen Füllstoffen nicht der Fall ist. Zurückzuführen ist dieser höhere Wassergehalt auf die Eigenschaft der filmbildenden, hydratisierbaren, kolloidalen Tone in Wasser zu quellen und dabei große Mengen an Wasser in den sich bildenden Filmen festzuhalten. Dieses Wasser kann bei den Trockentemperaturen, wie sie in einer Papiermaschine üblicherweise angewendet werden, nicht entweichen und bewirkt, da es mit dem Lösungsmittel der Tiefdruckfarbe nicht mischbar ist, gewissermaßen eine Abstoßung der Druckfarbe. Es handelt sich dabei um einen Kurzzeiteffekt, der aber vollkommen ausreichend ist, da von der Aufbringung des Druckbildes bis zur der Verdampfung der leicht flüchtigen Lösungsmittel in der Trocknungseinrichtung der Druckmaschine bei den erwähnten hohen Maschinengesc! windigkeiten nur wenige Sekundenbruchteile verstreichen.
Die Mitverwendung von weiteren anorganischen Füllstoffen, die in üblicher Weise dem Papierstoff vor der Blattbildung zugesetzt werden, bewirkt eine ausreichende Opazität und Weiße des Papierblattes. Bei einem gemeinsamen Ansatz von z. B. Kaolin als zusätzlichem anorganischen Füllstoff zusammen mit hydratisierbaren, kolloidalen, filmbildenden Tonen in einer gemeinsamen Mischbütte und nachfolgender Vermischung mit den Papierfaserstoffen kommt es vermutlich nicht nur zu einem Überzug der Fasern, der durch geeignete Anfärbemethoden leicht nachzuweisen ist, sondern auch zu einer zumindest teilweisen filmartigen Umhüllung von Kaolinteilchen. Dadurch findet eine noch bessere Homogenisierung statt, da die Druckfarbe dann auf ein weitestgehend mit dem gleichen Stoff überzogenes Faser- und Füllstoffmaterial aufgedruckt wird.
Bei einer Papierherstellung schließt an den Trocknungsprozeß der Papierbahn sich eine Kalanderbehandlung an, wobei die Papierbahn auf eine Dichte zwischen 0,95 und 1,2 g/cm3 verdichtet wird. Dabei stellt sich eine Bekkglätte von vorteilhaft 600 bis 1500 sec ein. Bei Verwendung von Naturtiefdruckpapieren, deren Fasern zumindest teilweise in der erfindungsgemäßen Weise mit Tonen umhüllt sind, ergeben sich beträchtliche Verbesserungen im Druckergebnis hinsichtlich des Farbstandes. Der Flächengewichtsbereich liegt dabei zwischen 45 und 100 g/cm², wobei sich die erzielten Verbesserungen gegenüber den bisher bekannten Naturtiefdruckpapieren in dem besonders interessierenden Flächengewichtsbereich von 55 bis 10 g/m² besonders stark auswirken.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden bei der Verwendung solcher Papiere erzielt, bei denen die Menge der die Fasern umhüllenden film bildenden, kolloidalen Tone bei 1,2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtstoff beträgt. Bei geringeren Zusatzmengen tritt die erwünschte Wirkung eines verbesserten Farbstandes in nur unzureichendem Maße ein, während bei höheren Zusatzmengen, verursacht durch das besonders große Wasseraufnahmevermögen bzw. Wasserrückhaltevermögen der speziellen Tonsorten, die Entwässerungsgeschwindigkeit der Papierbahn verschlechtert wird.
Als besonders geeignet haben sich solche Papiere für die Verwendung im Rotationstiefdruckverfahren erwiesen, deren Faserstoffe mit aus der Gruppe der Bentonite ausgewählten montmorillonithaltigen Tonen, mit einem Attapulgit oder einem Sepiolith umhüllt sind. Nicht ausreichend quellende Tonmaterialien aus diesen Gruppen haben sich jedoch als ungeeignet erwiesen, da sie nicht die Fähigkeit besitzen, die Fasern gel- und filmartig zu umhüllen. Solche, dem Papierstoff zugefügte Tonmineralien verfügen nach der Trocknung der Papierbahn über keinen wesentlichen Anteil an gebundenem Wasser und entsprechen in ihrer Wirkungsweise lediglich den üblichen Pigmentfüllstoffen.
Ein ganz besonderer Vorteil liegt in der Verwendung von Naturtiefdruckpapieren, deren Fasern von einem natürlich vorkommenden Bentonitton umhüllt sind, dessen Montmorrilonitmineral ein Verhältnis von Natrium- und Calziumionen zwischen 40 : 60 bis 60:40 aufweist. Die Festigkeit und Elastizität des die Fasern umhüllenden Films sind hierbei stark verbessert gegenüber einem solchen Ton, der als Mineral einen 100%bigen Natrium-Montmorillonit enthält.
Steht ein Ton mit diesem Ionenverhältnis nicht zur Verfügung, wird vorteilhaft ein Naturtiefdruckpapier verwendet, dessen Fasern mit einem kolloidalen, filmbildenden Ton umhüllt sind, bei dem durch Behandlung mit Soda oder Natronlauge ein Ionenaustausch im obengenannnten Verhältnis stattgefunden hat. Ausgangsprodukt für einen solchen Ton kann ein 100%iger Calciumbentonit sein.
Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Verwendung eines Naturiefdruckpapiers erzielbar, dessen Fasern von einem koiloidalen, filmbildenden Ton umhüllt sind, dessen Montmoriflonitmineral einen Anteil von bis zu 40% Magnesiumionen aufweist und dessen Restionenanteil aus Natriumionen besteht.
Ein solcher Ton wird aus einem 100%igen Calziumbentonit erhalten, indem dieser zunächst durch Behandlung mit Natronlauge oder Soda in einen 100%igen Natriumbentonit überführt und anschließend durch Zugabe eines Magnesiumsalzes z. B. Magnesiumsulfat oder durch Magnesiumhydroxid ein Teil der Natriumionen gegen Magnesiumionen ausgetauscht wird. Hierbei wurden hervorragende Ergebnisse mit einem Ionenverhältnis von 25: 75 Mg zu Na Ionen erzielt.
Eine noch weitergehende Verbesserung des Farbstandes läßt sich dadurch erreichen, daß ein Naturtiefdruckpapier verwendet wird, bei dem an die die Fasern umhüllenden, hochquellfähigen und filmbildenden Tone, organische wasserlösliche Makromoleküle angehängt sind. Bevorzugt sind hierbei Polyäthylenoxide mit einem Molekulargewicht zwischen 5000 und 100000. Der Einsatz dieser auch als Polyglykole bezeichneten Substanzen erfolgt vorzugsweise in der Masse, indem z. B. nach durchgeführtem lonenaustausch der Tonaufschlämmung vorteilhaft 10 Gew.-% Polyglykol aus einer maximal 10%igen Lösung zugemischt werden. Die Filmqualität wird durch diesen Zusatz nicht beeinträchtigt.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform sieht die Verwendung von Naturtiefdruckpapier vor, dessen Fasern von hochquellfähigen und filmbildenden Tonen umhüllt sind und bei dem eine wäßrige Lösung eines Polyglykols vor dem Aufroller auf die Warenbahn gesprüht ist.
Bei Verwendung von Naturtiefdruckpapieren mit tonumhüllten Fasern liegt die entscheidende Verbesserung in der Erzielung eines besseren Farbstandes. Da die Einsatzmengen der hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tone jedoch bei maximal 8 Gew.-%, bezogen auf Gesamtstoff liegen, beeinflussen sie so wichtige Eigenschaften wie Opazität, Weiße, Glätte und Glanz nicht. Es ist daher unumgänglich, dem Faserstoff zur Erzielung dieser Eigenschaften die üblichen, anorganischen Füllstoffe zuzusetzen, wobei sich ein Aschegehalt von mehr als 15 Gew.-% als vorteilhaft erwiesen hat. Die der Faserstoffsuspension vor der Blattbildung zuzugebende Menge kann dabei bis zu 20 Gew.-% höher liegen als die im Papier tatsächlich nachzuweisende Menge, wobei die Differenz zwischen Einsatzmenge und im Papier nachweisbarem Füllstoff auf die Verluste zurückzuführen sind, die bei der Papierherstellung auch bei gleichzeitiger Verwendung von Retentionshilfsmitteln, üblicherweise auftreten.
Als geeignete Füllstoffe kommen in Frage Kaolin, Calziumcarbonat, Talkum, Titandioxid, Bariumsulfat, Calziumsulfat, wobei sich Kaolin, Calziumcarbonat und Talkum als ganz besonders geeignet erwiesen haben.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird man bestrebt sein, den auf den Faserstoff entfallenden Kostenanteil so gering wie möglich zu hatten. Zeitungsdruckpapiere werden daher vielfach schon ohne jeglichen Zellstoffzusatz hergestellt. Bei den qualitativ höherwertigen Naturtiefdruckpapieren kann man auf einen gewissen Anteil an Zellstoffasern jedoch nicht verzichten. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung hat sich dabei ein Papier als ganz besonders zur Verwendung im Rotationstiefdruck geeignet erwiesen, dessen Zellstoffanteil höher als 10 Gew.-%, bezogen auf Gesamtfaserstoffanteil, liegt.
Eine weitere Verbesserung ist dadurch erreichbar, daß man ein Papier verwendet, dessen Faserstoffanteil aus 20-25 Gew.-% Zellstoffasern und 75 bis 80 Gew.-% Holzschliffasern besteht. Vorteilhaft werden einem solchen Faserstoff Kaolin und hydratisierbare, kolloidale, filmbildende Tone in einer solchen Menge zugesetzt, daß im fertigen Papier 18 bis 26 Gew.-% Kaolin und 1,6 bis 3,5 Gew.-% dieser Tone, bezogen auf den Gesamtstoff, enthalten sind. In dem bevorzugten Flächengewichtsbereich von 55 bis 70 g/m² und einer Dichte von 1,0 bis 1,15 g/cm³ weist ein solches Papier nach dem Kalandrieren eine Bekkglätte von 900 bis 1200 sec. auf. Die hervorragenden Druckergebnisse, die sich mit einem solchen Papier erzielen lassen, sind u. a. darauf zurückzuführen, daß das Papier die bereits erwähnte homogene Oberfläche aufweist. Es ist dabei ein besonderer Vorteil, daß die die Fasern umhüllenden Tone zu ihrer Fixierung kein Bindemittel oder einen sonstigen Hilfsstoff benötigen. Diese Tone besitzen vielmehr die vorteilhafte Eigenschaft, sich durch eine Wasserstoffbrückenbildung mit den Fasern fest zu verbinden, wobei auch bei Verwendung der weiter oben genannten Polyglykole keine Beeinträchtigung eintritt.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung noch näher, ohne die Erfindung auf die Beispiele zu beschränken.

Beispiel 1

Ein halbgebleichter Nadelsulfatzellstoff wird im Pulper bei einer Stoffdichte von 4,8% und einem pH-Wert von 7 aufgelöst und auf einen Mahlgrad von 23° SR (Schopper-Riegler) angemahlen. In einer Stoffmischzentrale wird der Zellstoff mit splitterfreiem Holzschliff von 76° SR in einem Verhältnis von 24:76 zusammengemischt.
In einem separaten Behälter wird eine Kaolinslurry von 42% angesetzt und auf einen pH-Wert von 8,4 eingestellt. In diese Slurry wird eine 3,5%ige Lösung eines Na-Calziumben_tonits mit einem lonenverhältnis von Na : Ca von 40 : 60 gegeben. Die Abmischung der Kaolinslurry mit der kolloidalen Lösung des Bentonits erfolgt dabei so, daß auf 8,6 Gewichtsteile Kaolin 1 Gewichtsteil Bentonit entfällt, wobei unter Gewichtsteilen die absolut trockene Substanz zu verstehen ist. Zu 71 Gew.-Teilen der beschriebenen Faserstoffmischung werden nun 29 Gew.-Teile der Kaolin/Bentonitmischung - gerechnet als Trockensubstanz - zugegeben. Der Gesamtstoff wird mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 5,2 eingestellt und wird nach weiterer Verdünnung dem Stoffauflauf einer Papiermaschine zugeführt und daraus ein Papier mit einem Flächengewicht von 60 g/m² gebildet. Nach der Trocknung wird die Papierbahn auf einem Superkalander behandelt, so daß eine Dichte von 1,12 erzielt wird. Das fertige Papier weist eine Bekkglätte von 1100 sec auf und besitzt die folgende Faserstoffzusammensetzung:
Auf den Gesamtstoff bezogen enthält das fertige Papier

Beispiel 2

Gemäß Beispiel 1 wird ein Papier hergestellt, wobei jedoch der im Beispiel 1 verwendete Natrium-Calziumbentonit durch einen Natrium-Magnesiumbentonit mit einem lonen-Verhältnis von Na : Mg von 75 : 25 ersetzt wurde und im übrigen wie in Beispiel 1 verfahren wurde.

Beispiel 3

Einer Zellstoffpulpe aus halbgebleichtem Nadelsulfatzellstoff mit einem pH-Wert von 7,2 und einem Mahlgrad von 20 bis 22° SR wird bei einer Stoffdichte von 3,5 Gew.-% eine 7 Gew.-%ige kolloidale Lösung eines gut aufgequollenen, filmbildenden Natrium-Attapulgits zugefügt. Beides als Trockengewichtsteile gerechnet, kommen auf 100 Gew.-Teile Zellstoff 8,3 Gew.-Teile Attapulgit.
Die Mischung aus Attapulgitlösung und Zellstoffasern wird in der bekannten Weise mit Holzschliffasern vermischt, wobei gerechnet auf Zellstoff (ohne Attapulgit) 76 Gew.-Teile Holzschliff auf 24 Gew.-Teile Zellstoff entfallen.
Eine 40 Gew.-%ige und auf einen pH-Wert von 8,3 eingestellte Kaolinslurry wird der Mischung aus Holzschliff, Zellstoff und Attapulgitlösung zugegeben, wobei auf 100 Gew.-Teile der Mischung aus Holzschliff, Zellstoffasern und Attapulgit 19,6 Gew.-% Kaolin entfallen. Diese Mischung wird mit Alaun auf einen pH-Wert von 4,6 eingestellt und nach Verdünnung in üblicher Weise eine Papierbahn gebildet. Das getrocknete und kalandrierte Papier weist ein Flächengewicht von 62 g/m² und eine Dichte von 1,1 g/cm³ auf und verfügt über eine Bekkglätte von 1150 sec. Der Faserstoff besteht aus 75,5 Gew.-Teilen Holzschliff und 24,5 Gew.-Teilen Zellstoff. Auf den Gesamtstoff des Papiers entfallen 1,8 Gew.-Teile Attapulgit und 18 Gew.-Teile Kaolin.

Beispiel 4

Es wird ein Papier entsprechend Beispiel 3 hergestellt wobei jedoch der in Beispiel 3 verwendete Attapulgit durch Sepiolith ersetzt wird. Es wird ein Papier von 67 g/m² erhalten, das bei einer Dichte von 1,14 g/cm³ eine Bekkglätte von 1000 sec aufweist und dessen Faserstoffzusammensetzung aus 24 Gew.-% Zellstoffasern und 76 Gew.-% Holzschliffasern besteht. Bezogen auf Gesamtstoff sind in dem Papier 18,5 Gew.-Teile Kaojin und 1,7 Gew.-Teile Sepiolith enthalten.

Beispiel 5

Ein halbgebleichter Nadelsulfatzellstoff wird im Pulper bei 4,8% Stoffdichte und pH 7 aufgelöst und auf 23° SR angemahlen.
Nach der Mahlung wird dem Zellstoff 1,5 Gew.-% einer Mischung aus Na-Mg-Bentonit und Polyglykol zugesetzt, die wie folgt hergestellt wurde:

In eine 8%ige vordispergierte Calziumbentcnitsuspension werden 1,5 Gew.-% NaOH und 7 Gew.-% MgS0₄ zudosiert. Es stellt sich eine hohe Viskosität ein, welche als Zeichen für eine gute Aktivierung gilt. Aus 6%iger Lösung wird ein Polyglykol mit einem Molekulargewicht von 20 000 zugegeben. Die Zusatzmenge beträgt 18 Gew.-%, bezogen auf Bentonit.

Der behandelte Zellstoff wird in einer Mischzentrale mit einem splitterfreien Holzschliff von 76° SR im Verhältnis 25 : 75 Gew.-% und mit einer getrennt hergestellten Slurry aus Kaolin und Calciumcarbonat zusammengemischt. Die Kaolin-Calziumcarbonat-Slurry besteht zu 70 Gew.-Teilen aus Kaolin und 30 Gew.-Teilen aus Calziumcarbonat. In der Suspension liegt ein Faserstoff- zu Füllstoffverhältnis von 71 : 29 vor.
Bei einem pH-Wert von 7,4 wird diese Stoffmischung auf 0,8% verdünnt und in üblicher Weise eine Papierbahn gebildet. Das getrocknete und satinierte Papier hat ein Flächengewicht von 60 g/m², eine Dichte von 1,1 und eine Oberflächenglätte nach Bekk von 1100 sec. Der Aschegehalt beträgt 25%.

Vergleichsbeispiel

Entsprechend Beispiel 1 wird ein Papier hergestellt, wobei jedoch kein hydratisierbarer, filmbildender, kolloidaler Ton mitverwendet wird. Der Kaolinanteil wird so erhöht, daß das fertige Papier 24,5 Gew.-Teile Kaolin enthält und im übrigen die gleiche Faserstoffzusammensetzung wie in Beispiel 1 aufweist.
Das fertige Papier hat bei einem Flächengewicht von 60 g/m² eine Dichte von 1,13 und weist eine Bekkglätte von 1120 sec auf.
Die in den Beispielen 1 bis 5 und im Vergleichsbeispiel beschriebenen Papierbahnen werden auf einer Rotationstiefdruckmaschine mit toluolhaltiger Druckfarbe bedruckt. Bei den gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen hergestellten Papierbahnen zeigt sich dabei an den schwarz bedruckten Stellen eine wesentlich höhere Schwärzung und eine bessere Farbintensität. Das Druckbild weist eine größere Ruhe in der Tiefe und einen besseren Farbglanz auf.
Die gemäß den Beispielen 2 und 5 hergestellten Papiere zeigen dabei die besten Ergebnisse und von diesen wiederum Beispiel 5 das beste.
Demgegenüber ist bei der gemäß dem Vergleichsbeispiel hergestellten Papierbahn, das im übrigen in seinen mechanisch-technologischen Werten und seiner Zusammensetzung den erfindungsgemäßen Beispielen entspricht, dessen Faserstoff aber keinen Überzug aus hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tonen aufweist, ein wesentlich schlechteres und unruhigeres Druckbild festzustellen.
Das bessere Druckergebnis bei den gemäß Beispiel 1 bis 5 hergestellten Papierbahnen erklärt sich durch den erhöhten Toluol-holdout, der zu einem verbesserten Farbstand führt.
Die verbesserte Wirkung gegenüber toluolhaltigen Druckfarben wird ein weiteres Mal durch die Durchführung des nachfolgend beschriebenen Laborversuches verdeutlicht, der auch unter dem Namen Patratest bekannt ist:

Es wird eine Versuchseinrichtung verwendet, die aus einer schiefen Ebene und einer darauf abrollenden Walze besteht. Beide sind aus poliertem Stahl. Auf der schiefen Ebene werden jeweils Proben der gemäß den Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispiel hergestellten Papierbahnen befestigt. Dann tropft man auf die Walze einen definierten Tropfen angefärbten Toluols und läßt unmittelbar darauf die Walze die schiefe Ebene herunterrollen. Die Papierproben sind dabei so auf der schiefen Ebene aufgebracht, daß die Walze, bevor sie die Papierprobe überrollt, den Lösungsmitteltropfen zunächst auf der schiefen Ebene abwälzt. Der dabei auf der Walze ausgewalzte Farbfleck wird nun auf die Papierprobe übertragen, wobei sich je nach dem Toluol-holdout des Papieres eine mehr oder weniger große farbige Markierung zeigt. Die Größe der Markierung wird ausgewertet und es zeigt sich dabei, daß die gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen hergestellten Papierbahnen eine wesentlich größere Fläche ergeben als die nach dem Vergleichsbeispiel hergestellte Papierbahn.

Claims

1. Verwendung einer nichtgestrichenen Papierbahn für das Bedrucken im Rotationstiefdruckverfahren mit Druckfarben, die mit Wasser nichtmischbare Lösungsmittel enthalten, wobei die Papierbahn über den Querschnitt des Faserstoffpapieres verteilt Fasern enthält, die ganz oder teilweise mit einem oder mehreren hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tonen umhüllt sind und dabei weitere anorganische Füllstoffe enthält und wobei die Papierbahn ein Flächengewicht von 45 bis 100 g/m² aufweist, eine Dichte zwischen 0,95 und 1,2 g/cm³ hat und über eine Glätte von 600 bis 1500 Bekk-sec verfügt.

2. Verwendung eines Papieres nach Anspruch 1, bei dem die über den Querschnitt des Faserstoffpapieres verteilten hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tone in einer Menge von 1,2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtstoff, vorliegen.

3. Verwendung eines Papieres nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der hydratisierbare, filmbildende, kolloidale Ton ein aus der Gruppe der Bentonite ausgewählter montmorillonithaltiger Ton, ein Attapulgit oder ein Sepiolith oder ein Gemisch mehrerer dieser Substanzen ist.

4. Verwendung eines Papiers nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der hydratisierbare, filmbildende, kolloidale Ton ein Montmorillonitmineral enthält, bei dem das Verhältnis von Natrium- und Calziumionen zwischen 40 : 60 und 60 : 40 liegt.

5. Verwendung eines Papieres nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der hydratisierbare, filmbildende, kolloidale Ton ein Montmorillonitmineral enthält, dessen lonenanteil bis zu 40% aus Magnesiumionen und dessen Restionenanteil aus Natriumionen besteht.

6. Verwendung eines Papiers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem an die hydratisierbaren, filmbildenden, kolloidalen Tone Makromoleküle von Polyglykolen mit einem Mol-Gew. von 5000 bis 100 000 angehängt sind.

7. Verwendung eines Papiers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Gehalt der weiteren anorganischen Füllstoffe, ausgedrückt als Aschegehalt, mehr als 15 Gew.-% beträgt.

8. Verwendung eines Papiers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die weiteren anorganischen Füllstoffe aus einem oder mehreren Mineralien wie Kaolin, Calziumcarbonat, Talkum oder Titandioxid bestehen.

9. Verwendung eines Papiers nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dessen Zellstoffanteil, bezogen auf Gesamtfaserstoff, höher als 10% liegt.

10. Verwendung eines Papiers nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das bei einem Flächengewicht von 55 bis 70 g/m² und einer Dichte von 1,0 bis 1,15 g/cm³ eine Bekkglätte von 900 bis 1200 sec aufweist und die folgende Faserstoffzusammensetzung besitzt:

75 bis 80 Gew.-% Holzschliffasern

20 bis 25 Gew.-% Zellstoffasern

und wobei, bezogen auf den Gesamtstoff

18 bis 26 Gew.-% Kaolin und

1,6 bis 3,5 Gew.-% hydratisierbare,

kolloidale,

filmbildende Tone entfallen.