NO325126B1 - Bestroket valsetrykkpapir for kaldherdingsbetrykning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et bestrøket valsetrykkpapir som egner seg for betrykning med kaldherdings offset-trykkfarger samt anvendelse av papiret.

Et slikt papir er kjent fra EP-A-0 785 307. Med henblikk på behovet for forbedrede kaldherdingspapirkvaliteter og dermed forbundne problemer henvises til dette dokumentet.

Det valsetrykkpapir som beskrives i EP-A-0785 307 er en såkalt mattkvalitet. I publikasjonen beskrives det inngående at for å kunne egne seg for betrykning må det til et bestrøket valsetrykkpapir i kaldherdings offsetmetoder stilles spesielle krav hva angår fukte- og penetrasjonsoppførselen overfor vann og også til fargeopptakshastigheten. Dette er egenskaper som delvis sterkt påvirkes ugunstig ved en satinering til glattheter på 1000 til 1600 sek. Bekk, slik de er nødvendige for fremstilling av vanlige, glatte papir, hvorfor det først lyktes å stille til disposisjon en bestrøket mattkvalitet for kaldherdingsmetoden.

Etter at det via avisbilag skal det være nådd et høyt mål av reklamevirksomhet kommer kun glanset papir i betraktning for spesielle reklameoppdrag. I mangel av kaldherdings-egnede LWC-glanspapir blir disse brosjyrer fremdeles trykket via den konvensjonelle varmherdingsmetode. For å muliggjøre at kaldherdingstrykkeren også overtar slike trykkeoppdrag, var det om å gjøre å utvikle en glanspapirkvalitet da denne ville lukke kvalitetshullet og problemfritt kunne betrykkes via de i avistrykningsområdet vanlige trykkmaskinkonfigurasjoner (åttertårn og satelitt-trykkverket). Etter at en slik kvalitet først hadde slått rot i området for massetrykkpapir, må man også ta hensyn til økonomiske aspekter.

Foreliggende oppfinnelse har derfor til oppgave å stille til disposisjon et bestrøket valsepapir for kaldherdingsmetoder som oppviser en tilstrekkelig glans for kvalitetstrykkresultater og særlig reklamebilag og lignende og som samtidig kan fremstilles på økonomisk måte.

Disse oppgaver løses ved oppfinnelsen som vedrører et bestrøket valsetrykkpapir for trykking med kaldherdingsfarger ved kaldherdings offset-rotasjonstrykkmetoder med - et råpapir som bærerpapir som inneholder papirfibermateriale og mineralske fyllstoff, - en bestrykningspåføring som inneholder bestrykningspigment og bindemiddel, bindemiddelet inneholder fra 3 til 10 vekt% av et syntetisk bindemiddel og valgfritt opptil 5 vekt% polyvinylalkohol beregnet på bestrykningspigmentet, og

- en avpillingsfastheten som tilsvarer kravene for avis-offsettrykking,

særpreget ved følgende egenskaper:

a) penetrasjonstesten med dynamisk penetrasjonsapparat DPM 27 (emco-testen) etter 1 sek. gir en verdi på 80 til 25%, fortrinnsvis på 70 til 30%,

b) fargeabsorpsjonstesten gir en verdi på 1,1 til 0,25, fortrinnsvis 0,8 til 0,3,

c) glatthetsverdien i henhold til Bekk utgjør 250 til 600 sek., og

d) glansverdien, målt med et Lehmann-apparat ved 75°, utgjør 25% til 55%.

Oppfinnelsen vedrører også anvendelsen av et slikt valsetrykkpapir for betrykning med

kaldherdings offsettrykkfarger.

Den i EP-A-0 785 307 beskrevne, matte papirkvalitet er for kaldherdingsmetoden i første linje karakterisert ved sin vannopptaksevne, målt på fukterandvinkelen til en vanndråpe, eller ved bestemmelse av penetrasjonsoppførselen. En ytterligere viktig egenskap for papir som imidlertid innenfor visse rammer kan være trykkmaskin-avhengig, er papirets fargevekkslagsoppførsel. Det ble allerede i EP-A-0 785 307 antydet, se side 12, linjene 19-23, at de to nevnte egenskaper i visse henseende er avhengig av hverandre slik at et papir også da er egnet for betrykning i kaldherdingsmetoden når verdiene for vannopptaksevne og fargevekkslag beveger seg i sine motsatte grenseområder slik at det her synes å finne sted en viss kompensasjon av egenskapene. Grunnene til dette er enda ikke kjent.

Det har videre vist seg at et glanstrykkpapir med kaldherdingsegenskaper ikke kan oppnåes ved at papiret, slik det ellers er vanlig ved LWC-papir, satineres til høye glatte verdier. Under dette lider ikke bare kombinasjonen av de to ovenfor nevnte egenskaper som synes vesentlige når det gjelder egnetheten til kaldherdingsmetodene, man reduserer også i tillegg den for offsetmetoden generelt krevde pillefasthet hos papiret som ikke kan kompenseres på tilsvarende måte ved hjelp av ytterligere bindemiddel i bestrykningen fordi dette sistnevnte i sin tur påvirker de for kaldherdingsmetoden som avgjørende ved ansette basisverdier.

Det har vist seg at en satinering av et i og for seg kaldherdingsegnet trykkpapir til glatthetsverdier på mer enn 1000 sek. Bekk, ødelegger egnetheten for kaldherding. Gjennomførbare synes glattheter i området rundt 500 sek. Bekk. Akseptable glansverdier kan ifølge oppfinnelsen oppnåes med glattheter fra 240 sek. Bekk. Et foretrukket område ligger ved 300 til 400 sek. Bekk. Det å gi papiret en slik glatthet kan imidlertid ha ugunstig innvirkning på betrykkbarheten ved kaldherdingsmetoden.

Selv en satinering til glatthetsverdier i området 500 sek. Bekk fører imidlertid ikke nødvendigvis til et papir med en tilstrebet glans som, målt i henhold til Lehmann, skal ligge ved rundt 25% ved en vinkel på 75°. Glansen ved den angitte begrensede glatthet kan forhøyes ved valget av egnede bestrykningspigmenter. Dette utvalg er imidlertid forholdsmessig flersjiktig slik at det praktisk talt er umulig enkeltvis å angi den bestrykningspigmentsammensetning som fører til den tilstrebede suksess. Dette vanskeliggjøres i tillegg ved at forskjellige bestrykningspigmentsammensetninger som regel også krever kvalitativt og kvantitativt forskjellige bindemiddelsammensetninger, henholdsvis -andeler, noe som i sin tur igjen har en innvirkning på de avgjørende grunnverdier for egnetheten for kaldherding. Oppfinnelsens papir er derfor ved siden av områdene for vannopptaksevnen, fargevekkslaget og glattheten, i tillegg definert ved minsteglansverdier. Innenfor rammen av de undersøkelser som ligger til grunn for oppfinnelsen ble det fastslått prinsipielle utvalgskriterier som fører til den tilstrebede suksess og som gir fagmannen en tilstrekkelig lære om hvordan han må gå frem. Disse utvalgskriterier er definert i de avhengige krav. I tillegg inneholder de vedlagte utførelseseksempler konkrete opplysninger om hvordan oppfinnelsens papir kan oppnåes.

De mulige og foretrukne grenser for de glatthetsverdier som må overholdes, er allerede angitt. Vannopptaket i henhold til Emco-testen skal etter et sekund ligge i området 85-25%, og fortrinnsvis i området 70-30%. Fargevekkslagstesten bør gi en verdi på 1,1 til 0,25, og fortrinnsvis 0,8 til 0,3. Glansen målt i henhold til Lehmann ved 75° skal minst utgjøre 25%, fortrinnsvis imidlertid mellom 30 og 55%, for å gi et i henhold til vanlig oppfatning, tilstrekkelig glansutseende på papiret.

De anvendte prøvemetoder, og særlig metoden for glansemåling, skal forklares nærmere nedenfor. Penetrasjonstesten i henhold til Emco og fargevekkslagstesten er definert som allerede beskrevet i EP-A-0 785 307.

Også det her beskrevne papir må oppvise en tilstrekkelig pillefasthet for offsetmetoden og som bestemmes på i og for seg vanlig måte og bedømmes kvalitativt. Også i dette henseende henvises det til EP-A-0 785 307.

Finoppdelte pigmenter i bestrykningssammensetningen akselererer generelt trykkfargetørkingen (forkortelse av fargevekkslagstiden, uttrykt ved en lav densitometerverdi) og vannopptaket. Fagmannen har derfor muligheten til å påvirke begge størrelser ifølge oppfinnelsen ved valget av henholdsvis blandingen av pigmentkorningen. Ved spesielle trykkmaskinanordninger er det mulig å betrykke et papir som oppviser meget hurtige fargevekkslagstider når man som bindemiddel for bestrykningsfargen fortrinnsvis velger høyaktive, syntetiske bindemidler, hvis mulig i forbindelse med polyvinylalkohol. Således kan bindemidlet for en slik bestrykningsfarge bestå av 6-12% syntetisk bindemiddel og mellom 1 og 4% PV A, beregnet på bestrykningspigmentet. Hvis man ved samme vannopptaksevne forlanger en lengre vekkslagstid, kan dette oppnåes ved ytterligere bindemiddel i bestrykningsresepturen, for eksempel ved tilsetning av 0,5 til 1,5% karboksymetylcellulose (CMC), alt etter sammensetning av bestrykningspigmentet. Hvis det til bindemidlet i tillegg settes stivelse, i området rundt 6-10 vekt-%, for å forsinke fargevekkslagstiden, kan dette også ha en reduserende innvirkning på vannopptaksevnen.

Via den frihetsgrad som ligger i de anvendte, glansutviklende pigmenter som påvirker bindemiddelinnholdet og -forholdet, må man ta hensyn til den krevde høye vannopptaksevne, den ønskede trykkfargetørketid og en god bestrykningsavbinding. Utover dette må man ta hensyn til at papirglansverdiene synker også med stigende bindemiddelinnhold. Totalt sett bør bindemiddelinnholdet i bestrykningsfargen ikke overskride 18 vekt-%, beregnet på bestrykningspigmentet. De høyere verdier under disse grenser kommer i betraktning når det i tillegg til syntetiske bindemidler anvendes stivelse og/eller CMC.

Ved papirbestrykning anvender man generelt følgende bindemiddeltyper hvorved rekkefølgen angir de synkende bindevirkninger: plastdispersjoner (f.eks. styren-butadien, akrylat, styren-akrylat), polyvinylalkohol, protein eller kasein, stivelse. Høyaktive bindemidler er de nevnte plastdispersjoner, også i kombinasjon med PV A. For bestemte bindemidler kan det i tillegg være nødvendig med et fornetningsmiddel.

Hvis det i spesielle anvendelsestilfeller kun arbeides med høyaktive, syntetiske bindemidler, kan totalbindemiddelandelen ligge under 16 vekt-%, beregnet på bestrykningspigmentet, fortrinnsvis sågar under 14 vekt-%. PVA har ved siden av sin bindekraft også egenskapen irreversibelt å trekke på flater som oppviser en relativt inert reaksjonsevne slik dette er gitt innenfor rammen av oppfinnelsens anvendte kalsiumkarbonat.

Bindemiddelandelene kan være som følger:

Etter at, ved klassiske bestrykningspigmenter ved stigende finhetsgrad,

- glansutviklingen stiger,

- vekkslagstiden synker, og

- bindemiddelbehovet (større pigmentoverflate) øker,

må pigmentene velges og settes sammen i henhold til oppfinnelsens krav.

Pigmenter med høyere papirglansutvikling er

a) kaolinkvaliteter med høy kornfinhet (94-100% < 2 um), som for eksempel Amazon 88, Euroclay PC, Hydraglass E osv., b) naturlige, oppmalte kalsiumkarbonater (GCC) med en finhet på 98 ± 5% < 2 um, som Carbilux, Setacarb HG og M, Hydrocarb CCM osv. c) syntetiske, presipiterte kalsiumkarbonater (PCC) med en midlere partikkelstørrelse på fortrinnsvis 0,5-1,0 um. Ved disse produkter er det på grunn

av det gunstigere bindemiddelbehov å anbefale fortrinnsvis å benytte produkter med romboedrisk krystallform. Nålformige PPC-kvaliteter som aragonitter og skalenoedriske partikler krever for avbinding på bærerpapiret høye andeler av bindemiddel og fører til ekstremt korte vekkslagstider. De i EP-B-0 377 983 foreslåtte, nåleformede pigmenter har i henhold til det som der sies en høy oljeadsorpsjon, noe som er noe nær det samme som en høy bindemiddeladsorpsjon.

d) syntetiske pigmenter:

Denne produktgruppe øker riktignok papirglansutviklingen, men reduserer dog våtpillefastheten og øker bestrykningsomkostningene.

Det har vist seg fordelaktig å arbeide med pigmentblandinger hvorved fordelene ved enkeltpigmentene kan utnyttes og manglene reduseres. For å stryke bestrykningskvaliteten kan av denne grunn også anvendelsen av flateaktige pigmenter med lavere kornfinhet være å foretrekke. Således blir for eksempel, ved medanvendelse av et kaolin med flateaktige partikler, kvalitet SPS fra firmaet ECC med en finhetsgrad på 80% < 2 um og en formfaktor på 21, den såkalte Coating hold-out for sterkt finpartikkelholdige fargesystemer, forbedret, hvorved glansutviklingen stiger og vekkslagstiden forlenges.

Forøvrig kan de anvendte bestrykningsfarger inneholde vanlige tilsetninger som 1,5 vekt-% melaminformaldehydharpiks som våtfestemiddel, opp til 0,4% karboksymetylcellulose (CMC) som oppløsning, optiske lysgjørere og/eller kjemikalier for fremstilling av pH-verdien, for eksempel NaOH.

Oppfinnelsens bestrykningsfarger forarbeides til vandig oppslemming med faststoffinnhold på 30-65 vekt-% tørr tenkt masse. Som påføringsmetode kan man benytte Schaber-påføringsmetoden og også Inverted Blade, Jet Flow eller valsepåføringsinnretninger, som Massey-Coater eller også filmpresser, som filmpressene fra Jagenberg, Speedsizer eller Metering Size Press fra Beloit. Oppfinnelsens papir er derfor i det vesentlige uavhengig av arten av påføringsmetoden selv om den eller andre påføringsmetode under spesielle betingelser kan føre til et bedre resultat. Som kjent utjevner Schaber-påføringsmetoder papiroverflatene og fører derved lokalt til et variabelt tykt bestrykningssjikt, mens valsepåføringsinnretninger heller gir et jevnt bestrykningspådrag, noe som under omstendigheter kan være positivt for fargevekkslagsoppførselen. Av betydning kan også en skånende bestrykningstørking være for at ikke uønskede bindemiddelmigreringsfenomener skal forringe den tilstrebede jevne mikrokapillaritet i bestykningen.

Ved enkelbestrøkne papir påføres det ifølge oppfinnelsen tørr tenkte bestrykningsmidler med en flaterelatert masse på mer enn 4 g/m<2> og side på råpapiret. Foretrukket er en flaterelatert masse på 6-12 g/m<2> og side, karakteristisk 7 g/m<2> og side.

Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til enkeltbestrøkne papirer. Den kan også anvendes på dobbeltbestrøkne papirer. Dobbeltbestrykning ligger ved en flaterelatert masse p minst 15 g/m<2> og side, karakteristisk 20 g/m<2> og side, hvorved bestrykningsmassen fordeles noenlunde jevnt på de to bestykningene. Avgjørende for oppfinnelsens egenskaper hos papiret er åpenbart dekkbestrykningen. Når det innenfor rammen av beskrivelsen er snakk om en bestrykningspåføring uten at denne er nærmere betegnet, er det ved enkeltbestrøkne papirer den eneste bestrykningspåføring og ved dobbeltbestrøkne papirer dekkbestrykningen. Forbestrykningen ved dobbeltbestrykning er innenfor rammen av denne beskrivelse det alltid uttrykkelig betegnet som sådant. Forbestrykningen kan ha en sammensetning som avviker fra dekkbestrykningen.

Det kan være hensiktsmessig å forglatte råpapiret før påføring av det eneste eller av forbestrykningen, for eksempel i et maskinglatteverk ved slutten av papirmaskinen, som også kan være utrustet med en såkalt Soft-Nip.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til anvendelsen av et bestemt råpapir. Den kan finne anvendelse både i forbindelse med trefritt og treholdige råpapir og slike med en betydelig andel av opparbeidede gamle papirfibere. Således er for eksempel et trefritt råpapir egnet, hvis utgangsmengde for papirfremstillingen i tørrvekt er ca. 78% cellulose, ca. 20% mineralsk fyllstoff, ca. 1% stivelse og ca. 1% ytterligere hjelpemidler.

Allerede av omkostningsgrunner foretrekkes det dog treholdige råpapirer som utover dette også inneholder en andel av opparbeidet returpapirfibre. Treholdige råpapirer oppviser i tillegg som regel også trykktekniske fordeler, for eksempel en høyere opasitet. Fiberutgangsmaterialene for et tre- og returpapirholdig råpapir kan for eksempel, beregnet på tørt totalt fibermateirale, bestå av rundt 20% cellulose, 20% tremateriale og 60% returpapirmateriale. Beregnet på fibermaterialet kan materialutgangsmengden i tillegg inneholde opp til 50% mineralsk fyllstoff, noe som omtrent tilsvarer ca. 1/3 av materialsammensetningen. Som kjent blir disse fyllstofrfnengder ikke fullstendig i papiret ved fremstillingsprosessen, men forsvinner delvis i prosessvannet.

Når man innenfor rammen av denne beskrivelse snakker om trematerialer som fibermaterialkomponenter, kan det derved dreie seg om alle slike materialer som kommer inn under dette uttrykk i papirteknologien, for eksempel treslip, termomekanisk tremateriale (TMP), kjemisk-termisk-mekanisk tremateriale (CTMP) osv.

En ytterligere, viktig forutsetning for et akseptabelt trykkresultat ved betrykning av et papir med kaldherdingstrykkfarger er ved siden av en tilfredsstillende tørking av trykkfargene også papirets dimensjonsstabilitet. Da ved vekkslag av kaldherdings-trykkfargen vann trenger helt inn i råpapiret som bærer bestrykningen, har dette en innvirkning på fiberbindingen og påvirker derved papirets dimensjonsstabilitet. Denne innvirkning er sterkere i forhold til vanlig avistrykk-naturpapir, da ved et bestrøket papir med sammenlignbare flaterelatert masse, råpapiret som bærerpapiret for bestrykningen kun tilkommer en tilsvarende lavere masseandel, det vil altså si at råpapiret er tynnere. Dimensjonsstabiliteten for et papir under fuktighetsinnvirkning kan forbedres ved tilsetningsstoffer som for eksempel stivelse. Således er det vanlig til en råpapirutgangs-masse å sette rundt 0,5 til 2,0% stivelse. For papirer som fremstilles på åpne langsikt-papirmaskiner eller også såkalte hybridformer, der en øvre awanningssil først etter ferdig arkdannelse på langsikten føres sammen med denne og som, som følge av denne fremgangsmåte oppviser et relativt gunstig fiberorienteringsforhold, nemlig et tverr:langsforhold på rundt 1:2 til maksimalt 1:2,5, er dimensjonsstabiliteten for dets anvendelse i kaldherdingstrykkmetoden muligens allerede tilstrekkelig uten at det overhodet settes stivelse til råpapiret. På grunn av den fremragende fiberorientering i produksjonsinnretningen, dvs. i papirets lengderetning, består mangelen på dimensjonsstabilitet i det vesentlige i en tverrkontraksjon som i tillegg forhøyes på grunn av strekken i papiret i forarbeidingsmaskinen.

Massetrykkpapirer blir i dag fremstilt økonomisk kun på meget hurtigløpende papir-maskiner som i henhold til dagens teknikk utelukkende anvender såkalte Gap-former, der arkdannelsen skjer i sammenløpsspalten mellom to siler. Ved papirer som er oppnådd på slike moderne maskiner er tverr: langsforholdet for fiberorientering vesentlig dårligere og ligger i området rundt 1:3 til 1:4. Dette medfører en vesentlig lavere tverrstabilitet for slike papirer. Dimensjonsstabiliteten for råpapirer som er fremstilt på Gap-former kan påvirkes tilstrekkelig positivt når det til råpapirutgangsmaterialet settes mer enn 1% til maksimalt 2%, og karakteristisk rundt 1,5% stivelse. Foretrukket er anvendelsen av en høykationisk stivelse. Effekten ligger i at det ved tilsetning av rundt 1,5% av denne stivelse til utgangsmaterialet gjenfinnes rundt 1,4% i råpapiret, noe som antyder en forbløffende høy retensjon av stivelsen ved arkdannelsen, uten at den også høyere stivelsestilsetning i utgangsmaterialet har vesentlig innvirkning på råpapiret og i beste fall øker awanningsbelastningen og omkostningene.

Da oppfinnelsens papir i første rekke skal dekke LWC-området i kaldherdingsmetoden, ligger de flaterelaterte masser for det ferdige papir i området 40-80 g/m<2>, foretrukket er masser på 54 og 60 g/m<2>.

Den vanlige måte for fremstilling av glansede papirkvaliteter omfatter etter bestrykningsprosessen et ytterligere trinn, satineringen. Denne mekaniske overflatebehandling foretas ved vanlige LWC-papirer på en 12-valses kalander under høyt trykk (opp til 350 KN/m) og ved høye temperaturer (opp til 100°C). Ved denne prosedyre blir papiret sterkt komprimert, hvorved overflateglattheten stiger og volumet synker. Effekter er motsatt kaldherdingskvalitetskravene. For å overholde de krevde kvalitetsdata for dette oppflnnelsesmessige papiranvendelsesområdet, er det kun mulig med en svak satinering via hvilken allikevel den krevde glansutvikling oppnåes. Bekk-glatthetsverdier på 250, særlig 300 til helst ikke over 600 sek. viser enda den krevde mikrokapillaritet via hvilken en høy vannpenetrasjon sikres og glansverdier i området 30-50 kan oppnåes.

Opprinnelsens fremstilling av et papir med riktignok tilstrekkelig glans, men forholdsvis lav satinering og tilsvarende lav glatthet fører til et trykkpapir som vis-å-vis høysatinerte, glansede papirer i tillegg til kaldherdingsegnetheten viser følgende fordeler:

høyere spesifikt volum

høyere stivhet

høyere dimensjonsstabilitet, og derved

forbedret passerhold,

høyere banestabilitet ved betrykning,

lavere lyshets- og hvithetstap,

lavere fibermelering,

høyere opasitet.

Ved siden av den klassiske superkalander, ved hvilken for å innstille denne lave overflateglatthet ikke valsenyper er nødvendige, er videre online- og offline-glatteaggregater egnet for papirbearbeidingen, for eksempel Soft- og Janus-kalandere.

Hvis ikke annet er angitt, er alle prosentangivelser, også når dette ikke uttrykkelig er nevnt, alltid angitt som vektprosent. Hvis ikke annet er sagt spesielt, skal med prosentangivelsene i tillegg, på samme måte som andre mengder, beregnes på tørrkomponenter. I denne sammenheng henviser også angivelsen "otro" til en ovnstørket tilstand.

For å måle det umiddelbare vannopptak henholdsvis penetrasjonen for en papirprøve benytter man det dynamiske penetrasjonsmåleapparat DPM 27 fra firma emco Elektronische Mess- und Steuerungstechnik GmbH i 04347 Leipzig, Gorkistrasse 31. Prøvemetoden baserer seg på apparatbeskrivelsen og betjeningsmanualen for dette firmaet av 13.3.1995. Man måler fallet i ultralyd-transmisjonsverdiene idet man går ut fra måleverdien for ikke gjennomfuktede prøver som settes lik 100%, over tid. Man angir til hvert angjeldende tidspunkt måleverdien som prosent av den til 100% satte utgangsverdi. I prinsippet dreier det seg her om en dynamisk test som føres opp som en kurve for transmisjonsfallet med tiden. Denne kurve synker først kraftig, dreier så noe og nærmer seg mer eller mindre asymptotisk en spesiell transmisjonsverdi ved måletider over 6 sek. For oppførselen til papiret er det i det vesentlige vannopptaket i det første øyeblikk som er avgjørende hvorfor for denne beskrivelses formål måleverdiene angis etter et tidsrom på 1 sek. En viss betydning for bedømmelse har imidlertid også måleverdiene etter 3 sek., et tidspunkt ved hvilket det steile kurvefall svinger til omtrent horisontal retning og derved angir et visst metningspunkt. Denne prøve betegnes i det følgende som emco-testen og verdiene angis i prosent (prosent resttransmisjon med 100% som utgangspunkt).

For å bestemme fargeabsorpsjonen anvendes det en i søkers firma modifisert absorpsjonstest under anvendelse av en flerformåls-prøvetrykkmaskin, system Dr. Durner, fra firmaet Priifbau Dr.-Ing. Herbert Durner, Peissenberg. Med absorpsjonstesten oppnåes det under definerte betingelser et prøvetrykk med en standardtrykkfarge som etter et definert tidspunkt under trykk bringes i berøring med et motpapir. Den på motpapiret avtrykkede trykkfargeintensitet måles med et densitometer. I detalj blir det ved mottrykksforsøket, også kalt avsmøringsforsøket eller absorpsjonstesten, en definert mengde trykkfarge brakt på en papirstrimmel som deretter i på forhånd gitte tids-avstander avsnittsvis overrulles med en motprøvestrimmel. De til motprøvestrimmelen avgitte fargemengder fastslåes optisk og tillater slutninger hva angår fargeopptaks-oppførselen og stablingsevnen for prøvestrimlene.

Enkeltheter når det gjelder forsøksgjennomføringen finnes i en utførlig beskrivelse på flerformåls-prøvetrykkmaskinen fra firmaet Priifbau, Dr.-Ing. Herbert Durner, Aich 17-23, D-82380 Peissenberg/Munchen, av 26.9.1972, særlig under punktene 10-5 og 14.2.

I henhold til dette anbefales det for bestrøket papir et fargetilbud på 0,3 cm<3>, en fargingstid på 30 sek. i fargeverket og 30 sek. i trykkformen. Presstrykket ved påtrykk og mottrykk bør begge utgjøre 200 N/cm, dvs. 800 N ved en trykkformbredde på 4 cm. Det skal anvendes en absorpsjonstestfarge nr. 52 0068 fra fargefabrikk Michael Huber, Miinchen. Mottrykket skal gjennomføres etter 30,60,120 og 240 sek. Som trykkhastighet anbefales 0,5 m/sek. Som prøvetrykkpapir anvendes et normpapir med betegnelsen APCO H/n fra firmaet Scheufelen.

I det foreliggende tilfellet ble forsøkene gjennomført med dobbelt trykkhastighet, men ellers med de angitte verdier. Man regnet ut fargeoverføringene på motprøvestrimlene som ble oppnådd ved mottrykk etter 30 sek.

For glansmåling ble det anvendt et glansmåleapparat LGDL-02 Labor fra firmaet Lehmann, Mess- und Regeltechnik, Biel, Sveits. Man anvendte videre glansmålehode LGML-02 for laboratoriearbeid med en innstrålings- og refleksjons vinkel på 75°. De benyttede prøvenormer for glansmålingen er E DIN 54502, prøving av papir og papp, glaiisbedømmelse av jevne papir- og pappoverflater ved hjelp av reflektometerverdier samt Zellcheming blad V/22/72, prøving av papir, kartong og papp; måling av glans.

Oppfinnelsen skal illustreres ved enkelte utførelseseksempler.

På en hurtigløpende papirmaskin med en dobbelsilformer (Gap-former) ble det ved en maskinhastighet på rundt 1.300 m/min. matet inn et råpapir med følgende sammensetning:

Med råpapiret i henhold til dette eksempel gjennomførte man forskjellige bestrykningsforsøk.

De nedenfor angitte forsøksdata er de til et bestrykningsforsøk med en høykaolinholdig påføringsfarge og de fra et bestrykningsforsøk med en påføringsfarge som inneholder et romboedrisk, presipitert kalsiumkarbonat som pigment. I den følgende tabell finner man for begge påføringsforsøk angivelser hva angår påføringsfargereseptur, påføringsmengde og papirprøveresultater.

Påføringsfargereseptur FG

Bindemiddel

I tekstspalten i tabellen er når det gjelder påføringsfargeresepturen for de enkelte bestanaddeler til høyre under spalteoverskriften "FG" angitt det angjeldende faststoffgehalt i produktene. Forøvrig inneholder tekstspalten til høyre måleenheten for måleverdiene. I verdispalten angis mengdene på tørrbasis i påføringsfargeresepturen. Når det gjelder de anvendte påføringspigmenter skal i tillegg følgende sies:

Amazon 88

Her dreier det seg om et kaolin for papirbestrykningsformål fra firma Cadam, Monte Dourado, Brasil, markedsført av firma Kaolin International, Nederland, med en finhetsgrad på 96% < 2 nm. Våtsiktrester av partikler > 95 um utgjør 0,0035%. Hvithetsinnholdet i henhold til ISO 2740 er 86%.

SPS

Denne kvalitet er et kaolin med flateaktige partikler fra firma ECC International. Formfaktoren for disse pigmenter er 21, finhetsgraden 80% av partiklene < 2 um og 66% < 1 um.

Rhomb. Coating ( MPS 0. 5 um)

Dette pigment er et presipitert kalsiumkarbonat med romboedrisk krystallstruktur fra firma Faxe Kalk, Danmark. Pigmentet har en finhetsgrad på 0,5 um.

Forsøksresultatene viser at ved bevisst innstilling av glattheter på rundt 500 sek. Bekk kan oppnåes glansverdier på 41% for de høykaolinholdige påføringsfarger og 35% for påføringsfarger med PCC. Vannopptaksmålingen i henhold til Emco-testen utgjorde 48 henholdsvis 51% og ligger derved i det foretrukne området. Det samme gjelder for fargeabsorpsjonstesten med verdier på 0,4 henholdsvis 0,3.

Avpillingsfastheten var å betegne som god med bedømmelsen 2. Ved anvendelse av en lavere glatting av de samme papirer, noe som førte til glatthetsverdier på rundt 250 sek. Bekk, kunne det ved de anvendte bestrykningssammensetninger ikke oppnåes noen tilstrekkelig glansverdier. Med en tilsetning på 10% syntetisk pigment til bestryknings-pigmentene, kunne man riktignok oppnå en noe høyere glans som imidlertid ikke ga den tilstrekkelige våtavpillingsfasthet som var krevd for offset-formål.

Ved satinering av et kaldherdingsegnet mattpapir med 100% oppmalt kalsiumkarbonat som bestrykningspigment, kunne man ved satinering til en glatthet på 500 sek. Bekk ikke oppnå tilstrekkelig glans. Glansen lå ved kun rundt 18%. Opasiteten for de to forsøkspapir med verdier i området 92% tilsvarer opasiteten til et sammenlignbart mattpapir og må dermed betraktes som meget god.

Claims (17)

1. Bestrøket valsetrykkpapir for trykking med kaldherdingsfarger ved kaldherdings offset-rotasjonstrykkmetoder med - et råpapir som bærerpapir som inneholder papirfibermateriale og mineralske fyllstoff, - en bestrykningspåføring som inneholder bestrykningspigment og bindemiddel, bindemiddelet inneholder fra 3 til 10 vekt% av et syntetisk bindemiddel og valgfritt opptil 5 vekt% polyvinylakohol beregnet på bestrykningspigmentet, og - en avpillingsfastheten som tilsvarer kravene for avis-offsettrykking, karakterisert ved følgende egenskaper: a) penetrasjonstesten med dynamisk penetrasjonsapparat DPM 27 (emco-testen) etter 1 sek. gir en verdi på 80 til 25%, fortrinnsvis på 70 til 30%, b) fargeabsorpsjonstesten gir en verdi på 1,1 til 0,25, fortrinnsvis 0,8 til 0,3, c) glatthetsverdien i henhold til Bekk utgjør 250 til 600 sek., og d) glansverdien, målt med et Lehmann-apparat ved 75°, utgjør 25% til 55%.

2. Papir ifølge krav 1, karakterisert ved at glattheten i henhold til Bekk utgjør mer enn 250, og fortrinnsvis 300-400 sek.

3. Papir ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at glansen er 30 til 55%.

4. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at bestrykningspigmentet har en finhetsgrad på mer enn 93% < 2 um.

5. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at bestrykningsspigmentet i det vesentlige inneholder én eller flere av de følgende pigmenttyper: a) kaolin med en kornfinhet på 94 til 100% < 2 um; b) naturlig, oppmalt kalsiumkarbonat (GCC) med en kornfinhet på 98 ± 5% < 2 um; c) syntetisk, presipitert kalsiumkarbonat (PCC) med en midlere partikkelstørrelse på 0,5-1,0 um; d) syntetisk pigment.

6. Papir ifølge krav 5, karakterisert ved at det syntetiske, presipiterte kalsiumkarbonat er ett med romboedrisk krystallform.

7. Papir ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at bestrykningspigmentet inneholder en andel av et pigment med flateaktige partikler med kornstørrelse 80% < 2 um.

8. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at bindemidlet i bestrykningsfargen inneholder et syntetisk bindemiddel og at bindemiddelinnholdet i bestrykningsfargen ved stivelsesholdige bindemidler utgjør mindre enn 18 vekt-%, ved stivelsesfrie bindemidler utgjør mindre enn 16% og fortrinnsvis mindre enn 14 vekt-%, beregnet på bestrykningspigmentet.

9. Papir ifølge krav 8, karakterisert ved at bindemidlet i bestryknings-påføringen i det vesentlige består av 6-10 vekt-% syntetisk bindemiddel og 1-4 vekt-% PV A, beregnet på bestrykningspigmentet.

10. Papir ifølge krav 8, karakterisert ved følgende bindemiddelsammensetning for bestrykningspåføringen:

11. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-10, karakterisert ved at den flaterelaterte masse av bestrykningspåføringen utgjør mer enn 4 g/m2 og side, fortrinnsvis 7-12 g/m<2> og side ved enkeltbestrøket papir.

12. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-11, karakterisert ved en sammensetning av papirfibermateriale for råpapiret i % ovnstørket (otro) fibermateriale, beregnet på ovnstørket papirfibermateriale på 10-50 vekt-% cellulose 15-60 vekt-% tremateriale 0-70 vekt-% fibermateriale fra opparbeidet returpapir.

13. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-12, karakterisert ved at råpapiret inneholder opp til 18 vekt-% mineralsk fyllstoff, beregnet på ovnstørket papirfibermateriale.

14. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-13, karakterisert ved at råpapiret inneholder minst 0,5 vekt-% ovnstørket av en høykationisk stivelse.

15. Papir ifølge krav 14, karakterisert ved at stivelsesinnholdet i råpapiret er minst 1,3 vekt-%.

16. Papir ifølge et hvilket som helst av kravene 1-14, karakterisert ved at den flaterelaterte masse av ferdigpapiret utgjør 40-80 g/m<2>, fortrinnsvis 50-65 g/m<2>.

17. Anvendelse av et valsetrykkpapir i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-16 for betrykning med kaldherdings offset-trykkfarger.