NO812960L - Nye beleggspreparater for cellulosematerialer - Google Patents

Description

For å forbedre overflateutseende av papir eller papp og spesielt deres betrykkbarhet arbeider papirprodusenten ofte med den operasjon som kalles belegning eller besjiktning. Dette består i ved hjelp av egnede innretninger å avsette et belegg på en eller begge sider av papiret eller pappen, et belegg som inneholder et eller flere pigmenter og et eller flere bindemidler såvel som en meget liten mengde.av et visst antall hjelpeprodukter.

Bland pigmentene som mest benyttes ved belegning av papir ligger kaolin og naturlig eller utfelt kalsiumkar-bonat på toppen. Disse følges, men i en større avstand av kalsiumsulfoaluminat ("white satin"), bariumsulfat ("fixed white"), titanoksyd, aluminiumhydrat, kalsiumsulfatdihydrat og litofon.

Belegningsbadet er tilstede som en vandig suspene sjon med et innhold av tørrstoff vanligvis innen området 20 til 60% hvori pigmentene utgjør 70 til 95% av tørrstoffet, bindemidlene 4 til 29% og resten består av hjelpeproduktene.

Grafisk kan det sies at pigmentene i belegget mere spesielt fremmer de optiske egenskaper og betrykkbarheten av papiret, bindemidlet tjener til å sikre adhesjon av partiklene av pigment til papiret og deres kohesjon med hverandre og har en overveiende virkning på belegningsbadets reologi. Det er meget åpenbart at arten av pigmentet har innvirkning på be-leggets forbindelse med bæreren og at bindemidlet også virker på betrykkbarheten av papiret og pappen som belegges.

Til nu har det vært ansett at det var umulig å innarbeide zeolitter i belegningsbadet på grunn av den for-tykkende virkning de kunne forårsake. Det er nu av søkeren funnet at denne mangel mot alle forventninger ikke vises med en viss type zeolitter.

Foreliggende oppfinnelse angår derfor anvendelse for fremstilling av belegningspreparater av zeolitter méd den generelle formel:

hvori x kan variere fra 1 til 8 og mere spesielt fra 4 til 5.

Disse zeolitter som kan anvendes som pigmenter for belegg kan innarbeides i belegningsbadet i store andeler (f.eks. opptil 100% av pigmentet) uten å forårsake noen reo-logiske mangler. Deres nærvær medfører en forbedring i visse viktige egenskaper for belagte papir og papp.

De følgende eksempler skal illustrere fordelene

som oppnås ved å benytte disse pigmenter, uten å være begrenset dertil.

Eksempel 1

Et natriumsilikoaluminat med formel (I) benyttes inneholdende 20% vann og der hovedegenskapene er fastslått som følger:

Den vandige dispersjon fremstilles som følger:

Dispersjonen i vann skjer under heftig omrøring som for et hvilket som helst annet tradisjonelt pigment. En vandig suspensjon oppnås med ca. 65% M.S. og med en viskositet på 116 eps, målt på et Brookfield-viskosimeter ved 50 t/min.

Eksempel 2

Zeolitten som angis i eksempel 1 innarbeides i et belegningsbad ment til å belegge et papir før offsetbetryk-ning. Et referansebad kun inneholdende kaolin fremstilles samtidig. I de følgende bad var 10, 20 og 30 deler kaolin erstattet med en ekvivalent mengde zeolitt.

Formulering av belegningsbad

a) Badets viskositet

Viskositeten for de fire bad som ble fremstilt ga

følgende resultater:

Nærværet av zeolitt har således klart en tendens til å redusere viskositeten i belegningsbadet. Dette er en •fordel som ikke er neglisjerbar fordi dette kan vises ved muligheten til å øke innholdet av tørrstoff i badet mens man holder aksepterbare viskositeter.

b) Egenskaper for de belagte papir

Badene ble påført ved hjelp av en gjenget stav til

en papirbærer av typen AFNOR VII (100% hvitet kjemisk pasta). De belagte papirer var tørket i luft og deretter kondisjonert i 24 timer ved 23°C og 50% relativ fuktighet. De var deretter

kalandrerte på en superkalander med fire gripeinnretninger ved 80°C og under et lineært trykk på 140 kg/cm. Papirene ble deretter brakt tilbake i kondisjoneringskammeret.

1. Hvitnet og opasitet for papirene.

Hvitheten ble målt i ELREPHO-apparaturen med filter

8 (bevegelig bånd sentrert på 457 nm); opasiteten er tryk-ningsopasiteten (papirbunnen) målt på grønt tristimulus-fil- :/ter.

Økningen av innholdet av zeolitt forårsaker en økning i hvitheten. Dette resultat er i overensstemmelse med pigmentenes høye iboende hvithet. Opasiteten påvirkes mindre av zeolitten.

2. Glans.

Speilrefleksjonen for papirene ble målt ved 45° innfallsvinkel ved hjelp av en glansmåler.

Nærværet av zeolitt reduserer i betydelig grad papirets glans. Dette kan resultere i en verdifull fordel på papirer med matt belegg. For således å oppnå matte belegg med de tradisjonelle kaolinpigmenter og med en mindre andel CaCO^er det nødvendig å gjennomføre en meget moderat kalandrering av papiret. Dette resulterer i et mindre godt over-flateforhold for belagte papirer. Med zeolittene kan papirene underkastes en kraftig kalandrering uten å bli forglanset.

3. Glatthet eller grep.

Målt på BEKK-apparaturen og uttrykt i sekunder.

Nærværet av zeolitt favoriserer høy glatthet eller et godt grep, dvs. en god overflatekondisjonering av papirene. Glanstapet som ble observert tidligere skyldes derfor ikke glatthetstap, noe som kan være meget gunstig når det gjelder mattebelagte papirer.

4. Motstandsevne overfor tørr og fuktig strekk.

Motstandsevnen for strekk måles på en I.G.T.-appara-tur under et trykk på 40 kg/cm 2 ved hjelp av smerter med gradu-ert trekking av "Etablissements LORILIEUX".

For tørrtrekking ble smerten 3806 benyttet (fritt fall for pendelen). Resultatene er uttrykt i mm lengde for uttrukket belegg.

For fuktig trekking (bedømmelse av stabiliteten

for belegget ved offsettrykking) skjer målingen ved konstant fallhastighet for pendelen med smertene 3801 til 3808. Resultatene er uttrykt ifølge de konvensjonelle tall, de er alle

bedre med stigende tall.

Motstandsevnen for papirene overfor tørrtrekking og fuktigtrekkingøker med mengden zeolitt i legningsbadet. Med andre ord er zeolittens behov for bindemiddel betrakte-lig mindre enn kaolinets, dvs. i et belegg inneholdende zeolitt, for å oppnå en motstand mot en på forhånd bestemt trekking vil bindemidlet som er nødvendig være minst det som er nødvendig for et lignende belegg kun bestående av kaolin. Man oppnår en betydelig økonomisk fordel.

5. Poreprøve.

Denne girlen total indikasjon på permeabiliteten for papirene overfor sverte. De belagte papirer bringes i kontakt med poremålingssverte i økende tidsintervaller. Restrefleksjonen for sverteflekkene på papiret måles på ELREPHO-apparaturen. Resultatene uttrykkes i % hvithetstap.

Den totale porøsitet i belegget øker noe med mengden zeolitt.

6. Trykning på bokstavvalse.

Utført på I.G.T.-apparaturen synes denne prøve som

gir en kvalitativ evaluering av trykkefinheten ikke å gi noen vesentlig forskjell mellom papirene. Den bekrefter at reduk-sjonen av glansen ved kalandreringen ikke skyldes en tilstand med dårligere overflate i papiret inneholdende zeolitten.

Eksempel 3

Belegningsbad for papirer ment for betrykning ved fotogravyret og inneholdende et synetisk bindemiddel som ene-ste adhesiv.

a) Badets viskositet: målt på Brookfiled-viskosimeter ved 50 / t/min.

Nærværet av zeolitt fluidiserer badet og således oppnås en mulighet for økning av tørrstoffinnholdet i disper-

sjonene.

b) Egenskaper for det belagte papir.

De nedenfor følgende beleggsformuleringer påføres

på en eksperimentell belegningsmaskin ved hjelp av en innret-ning kalt en arktrekker under de følgende betingelser:

Det belagte papir kondisjoneres og kalandreres som i eksempel II.

I tabell VIII finnes samlet et antall målte egenskaper for det belagte papir.

Man observerer de samme tendenser som i eksempel 2. Hvitheten øker med zeolittinnholdet, glansen reduseres, glatt-heten eller grepet, det vil si overflateforholdene, forbedres og motstandsevnen overfor trekking økes.

Zeolittene har derfor vist seg å være spesielt egnet til å oppnå belegg med stor hvithet, moderat eller matt glans etter kalandrering, mens de samtidig ikke desto mindre oppviser en bemerkelsesverdig overflatetilstand som reduserer til et minimum mengden av adhesiv som må benyttes, noe som gjør anvendelsen spesielt interessant.

Eksempel 4

Sammenligningen gjennomføres med en belegningsfor- formulering inneholdende kasein:. som naturlig bindemiddel. Den angår en belegningsformulering for offset- eller typo-grafisk trykking.

Formulering for belegningsbadet

Kasein oppløseliggjøres ved hjelp av kaustiksoda og ammoniakk. Som i eksempel 3 ble 10, 20 og 30 deler kaolin erstattet av zeolitten som angitt i eksempel 1.

Badene ble belagt ved hjelp av en eksperimentell maskin på en bærer AFNOR VII med 70 g/m 2ved hjelp av en prosess kalt et luftark. På grunn av den svake viskositet i disse bad (80 eps på et Brookfield-viskosimeter) er påvirk-ningen av zeolitt av liten betydning ved dette lave viskosi-tetsnivå. De andre egenskaper for de belagte papir utviklet seg omtrent samme vei som en funksjon av zeolittmengden som i eksemplene 2 og 3. Således noteres en hvithets forskjell på 1,7 poeng mellom badet med kun kaolin og badet med 30 deler zeolitt (83,2 mot 85). Motstandsevnen mot tørrtrekking oppnås for sverten med gradvise trekking 3807 for bad med ku-kaolin og 3808 for badet med 30 deler zeolitt.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et belegnings-preparat for materialer basert på cellulosefibre med et tørrstoffinnhold lik eller større enn 40%, karakterisert ved at det anvendes en vandig'dispersjon av en zeolitt med den generelle formel:

hvori x kan være fra 1 til 8 og mere spesielt fra 4 til 5 og med en partikkeldimensjon på mindre enn 5 u, med et dispergeringsmiddel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at zeolitten representerer opptil 100% av pigmentene tilsammen.

3. Dispersjoner ifølge krav 1.