DE1546470C - Druckpapier - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Druckpapier, insbesondere Druckpapier mit einer doppelten Beschichtung geringen Gewichtes sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiers.

Druckpapier für höherwertige Veröffentlichungen, z. B. auf Kunstdruckpapier gedruckte Magazine oder Illustrierte, muß gewissen Mindestanforderungen genügen. Solches Druckpapier muß beispielsweise eine glatte Druckoberfläche, gleichförmige Farbaufnahmefähigkeit, hohe Farbfestigkeit, hohe Dichte, hohe Rupffestigkeit und hohen Weißgehalt aufweisen.

Bei der Herstellung solcher Papiere wurden bisher die Faserstoffe und Zusätze bzw, Füllstoffe sorgfältig ausgewählt. Außerdem wurden die Eigenschaften des Papiers durch Ausrüstung, insbesondere Leimung, und Vollendung verbessert. Man hat auch schon Druckpapiere mit einer Schicht aus einem Pigment und einem Bindemittel überzogen. In jüngerer Zeit arbeitet man häufig mit einer doppelten Beschichtung des Papiers, d. h., das Papier wird zuerst mit einer Grundschicht und dann mit einer Deckschicht aus einem Pigment und einem Bindemittel überzogen.

Die nach einem dieser bekannten Verfahren hergestellten Papiere weisen jedoch zwei schwerwiegende Nachteile auf. Erstens ist das Beschichtungsflächengewicht solcher Druckpapiere mit 5 bis über 12 kg

pro Ries sehr hoch. Dieses hohe Beschichtungsgewicht des Papiers erhöht selbstverständlich seinerseits das Gewicht der unter Verwendung eines solchen Papiers gedruckten Veröffentlichung, z. B. einer Illustrierten,und damit auchdie Transport-, Versand- und Portokosten. Zweitens erfordern alle bekannten Druckpapiere, gleichgültig ob sie unbeschichtet oder mit einer oder zwei Schichten versehen sind, eine besondere Vollendung, z. B. Bearbeitung mit einem Superkalander, der Drücke von 180 kg/cm Arbeitsbreite und im allgemeinen über 300 kg/cm auszuüben in der Lage sein muß. Solche Bearbeitungsvorgänge sind jedoch teuer, verdichten das Papier, setzen die mechanische Festigkeit des Papiers wegen des auftretenden Faserbrüches herab und erhöhen die Transparenz bei gleichzeitiger Verringerung des Weißgehaltes wegen der. bei der Bearbeitung auftretenden Zerstörung der Grenzflächen zwischen Luft und Fasern bzw. Luft und Beschichtung. Nun sind zwar aus Casey, Pulp and Paper, Bd. 3 (1961), insbesondere S. 1693, 1. und 2. Absatz, und S. 1699, 1. Absatz, 3. Satz von unten, noch andere Herstellungsverfahren für glatte Streichpapiere ohne benötigtes Superkalandern beschrieben, jedoch werden dafür zusätzliche Arbeitsvorgänge und/oder zusätzliche Vorrichtungen, wie z. B, mehr Walzen oder solche aus besonderem Material, angewandt. Auch das sogenannte Doppelstrichverfahren ist aufwendig in der Durchführung. ,Nach anderen Verfahren werden reaktionsfähige oder härtbare Verbindungen mit der Beschichtungsmischung aufgebracht und später durch weitere Reaktanten, wie z. B. Alaun, gehärtet. Auch die Anwendung von niedrigem Druck und Wärme wurde vorgeschlagen. Alle diese Verfahren sind jedoch mit apparativen oder verfahrenstechnischen Nachteilen verbunden. Vor allem das zuletzt vorgeschlagene erweist sich bei der immer gegebenen Anwesenheit von Feuchtigkeit als schwierig in der Durchführung.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein hochwertiges, doppelt beschichtetes Druckpapier angegebenwerden, das eine hohe Rupffestigkeit, hohe Farbfestigkeit, hohe Dichte, hohen Weißgehalt, hohe Glätte und gleichförmige Farbaufnahmefähigkeit aufweist und trotzdem ein niedriges Beschichtungsgewicht und Raumgewicht hat und ohne eine aufwendige Superkalanderbehandlung hergestellt werden kann. ....,...·■·.. ·,'·'.■'...·

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann man von einem Papier mit irgendeinem gewünschten Quadratmetergewicht ausgehen, das bei 6°/₀ Feuchtigkeitsgehalt (500 Blätter je 63,5 · 96,5 cm) beispielsweise ein Grundgewicht von etwa 7,25; 11; 12; 13,5 und 22,7 kg pro Ries hat. Die Art der für das Papier verwendeten Faser- und Füllstoffe ist für das Verfahren nicht wesentlich.

Beim ersten Schritt des Verfahrens wird auf eine oder beiden Seiten des Papiers eine Grundschicht aufgebracht, beispielsweise mit einer Rakel- oder Rollenbeschichtungsmaschine, vorzugsweise mit einer Schlepprakel-Beschichtungsmaschine. Das Flächengewicht der Grundschicht beträgt etwa 0,45~bis etwa 0,9, vorzugsweise etwa 0,68 kg Feststoffe pro Seite und Ries. . ■ ■ . . ■ ;;

Das Beschichtungsmaterial für die Grundschicht ist eine wäßrige Suspension, die etwa 15 bis etwa 50°/₀

ίο und vorzugsweise etwa 30 bis 36 °/₀ Feststoffe aus einem suspendierten Pigment und einem gelösten Bindemittel enthält. Das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel beträgt in dem Grundschichtmaterial, auf die Trockensubstanz bezogen, etwa 100:15 bis etwa 100:50, vorzugsweise etwa 100: 30 bis etwa 100: 35.

Das Pigment der Grundschicht ist Satinweiß, ein nadeiförmiges oder aciculares Pigment aus Kalciumsulfoaluminat(3 CaO · Al₂O₃ -3 CaSO₄ · 3 1 H₂O). Gewünschtenfalls kann das Satinweißpigment jedoch auch in Verbindung mit anderen mineralischen Pigmenten verwendet werden, wie Kaolin, Calciumcarbonat oder Titändioxyd, solange das Pigment der Grundschicht mindestens zu 70°/₀ aus Satinweiß besteht. Dieser hohe Prozentsatz von Satinweiß im Grundschichtpigment ist kritisch, es hat sich nämlich herausgestellt, daß sich bei Verwendung anderer mineralischer Pigmente für die Grundschicht keine Papiere herstellen lassen, die den Zielen der Erfindung entsprechen.

Die besondere Eignung von Satinweiß als Grundschichtpigment beruht vermutlich darauf, daß es der getrockneten Grundschicht eine unerwartet niedrige Dichte verleiht, die mit etwa 0,95 bis 1,12 g/cm³ weit unterhalb den zu erwartenden Werten liegt, da dieses Pigment bis zu 50% Lufteinschlüsse in der Schichtstruktur ermöglicht. Das Pigment dringt außerdem nur wenig in das Papier ein, so daß es die meisten Fasern bedeckt, anstatt die obersten Fasern unbeschichtet zu lassen, außerdem werden oberflächliche Löcher und Unregelmäßigkeiten ausgefüllt. Es neigt bei Verwendung in der Grundschicht auch nicht zu Schrumpf rissen und liefert daher eine glatte zusammenhängende Oberfläche. Als einziges Pigment in der Deckschicht . des doppelt beschichteten Papiers gemäß der Erfindung kann dieses Pigment jedoch nicht verwendet werden, da es keine gute Farbaufnahmefähigkeit hat und flache

. Drucke liefern würde, außer es würde so stark kalandriert, daß seine anderen wünschenswerten Eigenschaften leiden. . : <
Als Bindemittel können in der Grund- oder Primär- · schicht Stärke, durch ein Enzym oxydierte Stärke oder andere modifizierte Stärken, Kasein, Styrol-

butadienlatex, Polyvinylacetatlatex, Saranlatex, Äcryllatex, Polyvinylalkohol u. dergl. verwendet werden.

Typische Beispiele wäßriger Grundschichtmaterialien sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Bestandteile , '	1	2	3 ■	Be 4 . Ge	ispiel ; 5 wichtste	6 i'le'	7	8	9
Satinweiß ■	100	100	100	100	74	74	100	75	75
Kaolin					26	26
Calciumcarbonat								25	25
Äthylenoxyd modifizierte Stärke (Penford 280)	35	35	44	30 5	24,3 6,1	24,1 5,9	30	31	30
Styrolbutadienlatex	21,7	25,8	27,1	23,9	35,4	34,7	30	33
Kasein	26,5
Feststoffgehalt (%)

Nachdem die Grundschicht auf die Papieroberfläche aufgebracht worden ist, wird sie bis zu einem plastischen Zustand vorgetrocknet. Im plastischen Zustand hat die Grundschicht einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 6 und 12°/₀₎ vorzugsweise zwischen etwa 8 und 11%. Der Feuchtigkeitsgehalt soll nicht unter 6% fallen, da sonst für die anschließende Vollendung zu hohe Drücke erforderlich werden. Ein Feuchtigkeitsgehalt über 12°/₀ sollte ebenfalls vermieden werden, da sonst die Rupffestigkeit niedrig und das Papier außergewöhnlich druckempfindlich wird, so daß bei zu hoher Druckbelastung die Dichte und der Weißgehalt klein werden, ein Effekt, der als Schwärzung bekannt ist. Die Bildung von Runzeln stellt selbstverständlich ein zusätzliches Problem dar. Der plastische Zustand wird bei einer Trocknung unter Raumtemperatur in etwa 2 bis 3 Minuten erreicht. Mit höherer Temperatur nimmt die erforderliche Trocknungszeit ab.

Das vorgetrocknete und mit der Grundschicht versehene Papier wird dann ohne nennenswerte Änderung der Dicke zugerichtet, was durch leichtes Kalandrieren des mit der vorgetrockneten Grundschicht versehenen Papiers bei Drücken zwischen etwa 17,9 und etwa 160,7 kg/cm erfolgt. Für diese Zurichtung kann das vorgetrocknete beschichtete Papier durch einen einzigen Walzenspalt zwischen leicht belasteten ungeheizten Kalanderwalzen durchgeführt werden, von denen die eine eine Stahlwalze und die andere eine Hartgummimantelwalze ist. Diese Zurichtung wird zwar im allgemeinen zweckmäßig sein, sie kann jedoch gewünschtenfalls auch entfallen. . Ohne die Zurichtung nimmt jedoch die Rupffestigkeit ab, und die Neigung zur Wellenbildung des Druckpapiers nimmt zu.

Nach dem Zurichten des mit der Grundschicht

. versehenen Papiers wird auf eine oder beide Seiten des zugerichteten und mit der Grundschicht versehenen Papiers eine Deckschicht aufgebracht, deren Feststoffgehalt etwa 0,225 bis etwa 0,68 kg, vorzugsweise 0,45 kg pro Ries beträgt. Die Deckschicht wird mit einer Rakelbeschichtungsmaschine, vorzugsweise einer Schlepprakelmaschine, aufgebracht.

Die Deckschicht wird als wäßrige Suspension aufgebracht, die etwa 30 bis etwa 60%, vorzugsweise etwa 40 bis 50% Feststoffe enthält. Die Feststoffe bestehen aus einem suspendiertem Pigment, das in der Hauptsache, nämlich zumindestens 80 % eine plättchenförmige Struktur hat, z. B. Beschichtungston (Kaolin) oder Talkum,und einem gelöstenBindemittel,z.B.Stärke, durch Enzym oxydierte oder anderweitig modifizierte Stärken, Kasein, Saranlatex, Styrolbutadienlatex u. dgl. Das auf das Trockengewicht bezogene Verhältnis von Pigment zu Bindemittel beträgt bei der Deckschicht etwa 100:15 bis etwa 100: 50, vorzugsweise etwa 100: 25 bis etwa 100: 35.

Typische wäßrige Beschichtungsmaterialien für die Deckschicht sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Bestandteile	1	Beis] 2 Gewicl·	siel 3 ltsteile	. 4
Kaolin	100 35 43	80 20 35 38	85 15 24,8 1,2 47,7	100
Satinweiß	26
Äthylenoxyd-modifizierte Stärke (Penford 280) .... Kasein	45
Feststoffgehalt (%)

Das mit der Deckschicht überzogene Papier wird dann bis zu einem plastischen Zustand vorgetrocknet. Dieser plastische Zustand ist erreicht, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Deckschicht zwischen etwa 6 und 12% liegt, er beträgt vorzugsweise etwa 8 bis 11%. Auch hier sollen Feuchtigkeitsgehalte unter 6% vermieden werden, damit bei der anschließenden Zurichtung keine übermäßigen Drücke erfordeilich werden. Ein Feuchtigkeitsgehalt von über 12% sollte ebenfalls vermieden werden, da sonst die Rupf festigkeit abnimmt und das Papier sehr druckempfindlich wird, so daß es bei übermäßiger Druckeinwirkung an Opazität und Weißgehalt verliert, was als Nachdunkelung oder Schwärzung bekannt ist. Der gewünschte plastische Zustand wird bei Raumtemperatur im allgemeinen nach einer Trocknungszeit von etwa 2 bis 3 Minuten erreicht. Die Trocknungszeit kann durch Anwendung erhöhter Temperaturen weiter verkürzt werden.

Wenn das mit der Deckschicht versehene Papier bis zum plastischen Zustand vorgetrocknet worden ist, wird es durch leichtes Kalandrieren mit Drücken zwischen etwa 53,5 bis etwa 90 kg/cm zugerichtet. Bei diesen ungewöhnlich niedrigen Drücken werden weder die Dicke des doppelt beschichteten Papiers noch diejenigen physikalischen Eigenschaften nennenswert geändert, die gewöhnlich beim Hochdruckkalandrieren leiden, z. B. Weißgehalt, Opazität und Zugfestigkeit. Die Zurichtung kann ohne nennenswerten Aufwand bei Raumtemperatur durchgeführt werden, indem man das doppelt beschichtete Papier durch einen Walzenspalt zwischen leicht belasteten Kalanderwalzen laufen läßt, von denen die eine eine Stahlwalze und die andere eine Hartgummimantelwalze ist.

Das oben beschriebene Verfahren liefert ein hochwertiges Druckpapier mit einer leichten doppelten Beschichtung, deren Flächengewicht zwischen etwa 0,68 bis 1,59 kg pro Seite und Ries oder bei einem doppelseitig beschichteten Papier etwa 1,36 bis 3,18 kg pro Ries beträgt. Das Papier zeichnet sich außerdem durch gute Bedruckbarkeit, hohe Opazität, hohen Weißgehalt, hohe Rupffestigkeit, gleichförmige Farbaufnahmefähigkeit und hochgradige Glätte aus; diese Kombination vorteilhafter Eigenschaften war bisher nur mit Beschichtungen hohen Flächengewichtes (4,99 bis 11,3 kg pro Ries und höher) erreichbar. Das

fertige hochweitige Druckpapier hat eine Grundschicht, . deren Flächengewicht zwischen etwa 0,454 und 0,907 kg, vorzugsweise etwa 0,68 kg pro Seite und Ries beträgt und die aus einem Bindemittel und einem Pigment besteht, welches mindestens 70% Satinweiß enthält. Das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel liegt dabei zwischen etwa 100:15 und 100: 50, vorzugsweise zwischen etwa 100:30 und 100:35. Das Druckpapier gemäß der Erfindung weist außerdem eine Deckschicht auf, deren Flächengewicht zwischen etwa 0,23 bis 0,68 kg, vorzugsweise etwa 0,45 kg pro Seite und Ries beträgt und die ein Bindemittel und ein. Pigment enthält, welches zu mindestens 80% eine blättchen- oder schuppenförmige Struktur hat; das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel beträgt etwa 100:15 bis 100:50, vorzugsweise etwa 100:25 bis 100: 35. '

Im folgenden werden einige spezielle Ausführungsbeispiele von Papieren gemäß der Erfindung und deren Herstellungsverfahren beschrieben.

B e i s ρ i e 1 1

Ein Zellulosefaserpapier mit einem Grund-Flächengewicht bei etwa 6% Feuchtigkeitsgehalt (500 Blatt, 63,5 · 96,5 cm) von 11,3 kg pro Ries wurde mittels Schlepperrakelmaschinen auf beiden Seiten mit einer Beschichtung versehen, deren Feststoffgewicht pro Ries insgesamt 1,13 kg (0,57 kg pro Seite) betrug; das Beschichtungsmaterial war eine wäßrige Suspension, die 25% Feststoffe enthielt, welche aus Satinweißpigment und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel bestand. Das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100: 35. Das mit der Grundschicht überzogene Papier wurde bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,5 % vorgetrocknet. Das vorgetrocknete und mit der Grundschicht versehene Papier wurde leicht zugerichtet, indem es durch einen einzigen Walzenspalt zwischen einer Stahlwalze und einer Hartgummimantelwalze geführt und dabei einem Druck von 165 kg/cm Breite ausgesetzt wurde. In der Praxis wurde die eine Seite des Papiers mit der Grundschicht versehen, getrocknet und zugerichtet, und anschließend wurde dann die andere Seite beschichtet, getrocknet und zugerichtet. . .

Die beiden Seiten des zugerichteten und mit der Grundschicht versehenen Papiers wurden dann mit Schlepprakelauftragsmaschinen mit einer Deckschicht versehen, deren Feststoffgewicht pro Ries insgesamt 1,13 kg, also pro Seite 0,57 kg betrug, wobei eine wäßrige Suspension verwendet wurde, die 35% Feststoffe enthielt, welche aus Kaolin und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel bestanden; das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100: 35. Das mit der Deckschicht versehene Papier wurde bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,5% vorgetrocknet und dann unter Anwendung eines Druckes von 91 kg/cm zuperichtet, indem das Papier durch einen Walzenspalt zwischen einer Stahlwalze und einer Hartgummimantelwalze hindurchgeführt wurde. Dabei wurde in der Praxis wieder eine Seite des zugerichteten und mit der Grundschicht versehenen Papiers mit der Deckschicht versehen, getrocknet und zugerichtet, und dann wurde die andere Seite mit der Deckschicht versehen, getrocknet und zugerichtet.

Das Verfahrensprodukt ist ein Papier mit einer leichten doppelten Beschichtung von 1,13 kg pro Seite und Ries oder insgesamt 2,27 kg pro Ries.

B e i s ρ i e 1 2

Ein Zellulosefaserpapier mit einem Basisgewicht bei etwa 6% Feuchtigkeitsgehalt (500 Blatt, 63,5· 96,5 cm) von 12,5 kg pro Ries wurde auf der Filzseite

ίο mittels einer Schlepprakelauftragsmaschine mit einer Grundschicht versehen, die 0,41 kg Feststoffe pro Ries Fläche enthielt; dabei würde eine wäßrige Suspension verwendet, die 34,7% Feststoffe enthielt, welche sich zusammensetzten aus 74,0 Teilen Satinweiß (Trockengewicht), 26,0 Teilen Kaolin, 5,9 Teilen Kasein und 24,1 Teilen einer mit Äthylenoxyd modifizierten Stärke (Penford 280). Das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug also 100: 30. Das mit der Grundschicht versehene Papier wurde bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% vorgetrocknet.

Die Siebweite des Papiers wurde dann unter Verwendung einer Schlepprakelauf tragsmaschine mit der oben angegebenen Grundschichtmischung überzogen, wobei pro Ries 0,91 kg Feststoffe aufgetragen wurden, so daß das Feststoff-Gesamtflächengewicht der Grundschichten 1,32 kg pio Ries betrug. Das Papier wurde dann wieder bei Zimmertemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% vorgetrocknet und leicht zugerichtet, indem es mit der Siebseite nach unten durch einen Walzenspalt geführt wurde, der durch eine untere Stahlwalze und eine obere Hartgummimantelwalze (6,3 mm Mantel Nr. 5 P & J-Zusammensetzung) gebildet wird; die von den Walzen ausgeübte Kraft betrug 53,5 kg/cm.

Die Siebseite des zugerichteten und mit der Grundschicht versehenen Papiers wurde dann mittels einer Schlepprakelauftragsmaschine mit einer Deckschicht versehen, deren Feststoff-Flächengewicht 0,45 g betrug, wobei eine wäßrige Suspension verwendet wurde, die 47,7% Feststoffe enthielt, die aus 85,0 Teiler Kaolin (ASP-602), 15,0 Teilen Satinweiß (bezogen auf das Trockengewicht), 1,2 Teile Kasein und 24,8 Teile einer mit Äthylenoxyd modifizierten Stärke (Penford

280) enthielt. Das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug dementsprechend 100: 26. Das mit der Deckschicht versehene Papier wurde bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet.

Die Filzseite des Papieis wurde dann mittels einer Schlepprakelauftragsmaschine mit einer 0,45 kg Fest stoffe pro Ries enthaltenden Schicht aus der ober angegebenen Deckschichtmischung überzogen, so dai: das auf den Feststoffgehalt bezogene Flächengewich".

der Deckschicht insgesamt 0,91kg pro Ries betrug. Das mit der Deckschicht versehene Papier wurde wiede: bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehal' von 11,25% vorgetrocknet und dann mit 53,5 kg/cn leicht zugerichtet, indem es mit der Filzseite nacl unten durch einen Walzenspalt geführt wurde, de; unten durch eine Stahlwalze und oben durch eim Hartgummimantelwalze gebildet wurde.

Das auf diese Weise erhaltene hochwertige Druck

papier hatte eine leichte doppelte Beschichtung, derc Flächengewicht pro Ries auf der Filzscite 0,86 k und auf der Drahtseite 1,36 kg, also insgesamt 2,22 k pro Ries betrug.

Dieses hochwertige, mit einer leichten Doppe

beschichtung von 2,2 kg pro Ries versehene Papier wurde mit zwei der höchstwertigen maschinenbeschichteten Druckpapieren, die im Handel erhältlich

sind und Schichten mit Flächengewichten von 5,45 bis 5,9 kg pro Ries aufweisen, verglichen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Papier
gemäß Beispiel 2

Papier X

Papier Y

Flächengewicht des Ausgangsmaterials (kg/Ries)

Ges. Flächengewicht der Beschickung (kg/Ries)

Flächengewicht des beschichteten Papiers (kg/Ries) ..

B & L-Opazität

G. E.-Weißgehalt

Dicke (Zoll)

Rupffestigkeit (Farbzähigkeitsabstufung nach I. P. 1.)

Glätte (Vertiefungen von 20 μηι oder größer, Vertiefungen von 10 bis 15 μπι, Vertiefungen von 5 bis 8 μπι)

Farbaufnahmefähigkeit

Glanz des Farbauftrages

12.4 12,2 bis 12,7
2,22 5,44 bis 5,90

14,7 18,1 bis 18,6
91,9 90,5

70.5 71,9
0,0022 ' 0,0020

kein Rupfen bei Nr. 4

12,2 bis 12,7 ■ 5,44 bis 5,90 18,1 bis 18,6 91,5 68,8 0,0018

schwaches Rupfen bei Nr. 5

0-0-0

gleichmäßig
hoch

0-0-10

0-0-12

ungleichmäßig mittel

Die Glätte wurde mit einem Zeiss-Lichtschnittmikroskop gemessen.

Die in der obigen Tabelle enthaltenen Vergleichsdaten zeigen deutlich die starken Einflüsse der Ver- wendung von Satinweiß als Pigment in der Grundschicht einer Doppelschicht geringen Flächengewichtes und der Anwendung sehr niedriger Zurichtungsdrücke, die bisher nicht verwendet werden konnten.

Die Vergleichsdaten im folgenden Beispiel 3, bei dem das für die Grundschicht von vier mit Doppelbeschichtung versehenen Papieren A bis D verwendete Pigment variiert wurde, zeigen ebenfalls die überraschenden und vorteilhaften Ergebnisse, die bei Verwendung von Satinweiß als Pigment für die Grundschicht erhalten werden.

Beispiel3

Vier identische Zellulosefaserpapiere mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6 % und einem Flächengewicht von 11,8 ± 0,227 kg pro Ries (500 Blatt, 63 · 96,5 cm) wurden separat auf der Filzseite unter Verwendung einer Schlepprakelauftragsmaschine mit einer Grundschicht versehen, deren Flächengewicht 0,454 kg pro Ries betrug, wobei eine wäßrige Suspension verwendet wurde, die 30% Feststoffe (Papier A) und 46% Feststoffe (Papier B, C, D) enthielt, welche aus Satinweißpigment (Papier A), einem scalenoederförmigen Calciumcarbonatpigment (Papier B), einem rhombischen Calciumcarbonatpigment (Papier C), Kaolinpigment (Papier D) und aus mit Äthylenoxyd modifiziertem Stärkebindemittel bestanden, wobei das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel 100: 30 war. Die oben angegebenen unterschiedliehen Feststoffgehalte wurden verwendet, um wenigstens annähernd gleiche Viskositäten für die vier Grundschichtsuspensionen zu erhalten, so daß die für ein gleichförmiges Grundschicht-Flächengewicht erforderlichen Rakeldrücke etwa gleich waren. Die mit der Grundschicht versehenen Papiere wurden bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet.

Die Siebseiten der Papiere wurden dann getrennt unter Verwendung einer Schlepprakelauftragsmaschine mit Grundschichten der oben angegebenen Zusammensetzung und einem Flächengewicht von 0,907 kg pro Ries versehen, so daß das auf den Feststoffgehalt bezogene Gesamtgewicht der Grundschichten 1,36 kg pro' Ries betrug. Nach der Beschichtung wurden die Papiere wieder bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet und dann leicht zugerichtet, indem sie mit der Filzseite nach unten durch einen Walzenspalt geführt wurden, der durch eine untere Stahlwalze und eine obere Hartgummimantelwalze (12,7 mm Mantel, Nr. 5 P & J-Zusammensetzung) geführt wurde, die zur Einwirkung gebrachte Kraft betrug 90,07 kg/cm.

Die Filzseite des zugerichteten und mit der Grundschicht versehenen Papiers wurde dann mittels einer Schlepprakelauftragsmaschine mit einer Deckschicht versehen, deren Feststoff-Flächengewicht pro Ries 0,454 kg betrug. Es wurde eine wäßrige Suspension verwendet, die 45 % Feststoffe enthielt, welche aus Kaolin und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel bestanden; das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100: 26. Die mit der Deckschicht versehenen Papiere wurden, bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet.

Die Siebseite der Papiere wurde dann mittels einer Schlepprakelauftragsmaschine mit der ober angegebenen Deckschichtmischung überzogen. Das Feststoff-Flächengewicht der Deckschicht betrug 0,454 kg pro Ries, so daß sich ein gesamtes Feststoff-Flächengewicht der Deckschicht von 0,907 kg pro Ries ergab. Die mit der Deckschicht versehenen Papiere wurden wieder bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet und dann mit etwa 90 kg/cm leicht zugerichtet, indem sie mit der Siebseite nach unten durch einen Walzenspalt geführt wurden, der durch eine untere Stahlwalze und eine obere Hartgummimantelwalze gebildet wurde.

Alle vier Papiere weisen also eine leichte doppelte

Beschichtung mit einem Flächengewicht von 0,907 kg pro Ries auf der Filzseite und 1,36 kg pro Ries auf der Siebseite auf, das Gesamtgewicht der. Beschichtung beträgt dementsprechend 2,27 kg pro Ries. Obwohl

nur das für die Grundschicht verwendete Pigment verschieden war, ergaben sich erhebliche Unterschiede in den optischen Eigenschaften, wie die folgende Aufstellung zeigt:

Grundschichtpigment

Papier A
Satinweiß

Papier B

Scalenoederförmiges
Calciumcarbonat

Papier C

Rhombisches
Calciumcarbonat

Papier D
Kaolin

B & L-Opazität .
G. E.-Weißgehalt

90,8
70,3

90,1
66,6

88,8
66,2

85,6
64,3

Die folgenden vier Beispiele betreffen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung und zeigen ebenfalls die bemerkenswerten Eigenschaften der doppelt beschichteten Papiere gemäß der Erfindung.

Beispiel 4

Ein Zellulosepapier (500 Blatt, 63,5 · 96,5 cm), dessen Feuchtigkeitsgehalt 6% und Flächengewicht 7,67 kg pro Ries betrug, wurde mittels einer Schlepprakelauf ti agsmaschine auf beiden Seiten mit einer Grundschicht versehen, deren Feststoff-Flächengewicht pro Ries insgesamt 1,63 kg, also pro Seite 0,815 betrug; es wurde eine wäßrige Suspension verwendet, die 33% Feststoffe enthielt, die sich aus einem gemischten Pigment (75% Satinweiß und 25% Calciumcarbonat) und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel zusammensetzten; das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel 100: 31. Das mit der Grundschicht überzogene Papier wurde bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet. Das so getrocknete und mit der Grundschicht versehene Papier wurde leicht zugerichtet, indem es "durch einen Walzenspalt zwischen einer Stahlwalze und einer Hartgummimantelwalze, deren Anstellkraft 90 kg/cm betrug, durchgeführt wurde. Es wurde wieder Zuerst die eine Seite des Papiers mit der Grundschicht versehen, getrocknet und zugerichtet, und dann wurden die entsprechenden Verfahrensschritte bei der anderen Seite durchgeführt.

Beide Seiten des mit der Grundschicht versehenen Papiers wurden dann unter Verwendung einer Schlepprakelauftiagsmaschine mit einer Deckschicht übei-' zogen, deren Feststoff-Flächengewicht pro Ries insgesamt 0,907 kg betrug (also 0,454 kg pro Seite und Ries), wobei eine wäßrige Suspension verwendet wurde, die 45% Feststoffe aus Kaolinpigment und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel enthielt; das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100:26. Das mit der Deckschicht überzogene Papier wurde bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet und dann mit 90 kg/cm leicht zugerichtet, indem es zwischen einer Stahlwalze und einer Hartgummiwalze hindurchgeführt wurde. Auch hier wurde wieder zuerst die eine Seite des mit der Grundschicht 'versehenen Papiers mit der Deckschicht übei zogen, getrocknet und zugerichtet, und dann wurde die andere Seite entsprechend bearbeitet.

Das auf diese Weise erhaltene hochwertige Druckpapier hat eine leichte doppelte Beschickung, deren Flächengewicht 1,27 kg pro Seite und Ries oder insgesamt 2,54 kg pro Ries beträgt. Die physikalischen Eigenschaften dieses Papiers sind in der folgenden Tabelle angegeben:

Flächengewicht des Ausgangsmaterials

(kg/Ries) 7,66

Schichtgewicht insgesamt (kg/Ries)... 2,54
Flächengewicht des beschichteten Papiers (kg/Ries) 10,21

B & L-Opazität 88,0

G. E.-Weißgehalt 82,3

Dicke (Zoll) 0,0015

Glätte gemessen mit Zeiss Lichtschnittmikroskop (Vertiefungen von
20 μηι oder größer, 10 bis 15 μΐη,
5 bis 8 μπι) : 0-0-0

Beispiel 5

Ein Zellulosefaserpapier (500 Blatt, 63,5 · 96,5 cm) mit einem Flächengewicht von 11,1 kg pro Ries bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 6 % wurde unter Verwendung einer Schlepprakelauftragsmaschine nur auf der Siebseite mit einer Grundschicht überzogen, deren Feststoff-Flächengewicht pro Ries 1,04 kg betrug, wobei eine wäßrige Suspension verwendet wurde, die 33 % Feststoffe enthielt, welche aus einem gemischten Pigment (75 % Satinweiß und 25 % Calciumcarbonat) sowie einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel bestanden. Das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100: 31. Das mit der Grundschicht überzogene Papier wurde bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet. Das derart vorgetrocknete Papier wurde leicht zugerichtet, indem es durch einen Walzenspalt zwischen einer Stahlwalze und einer Hartgummimantelwalze bei einer Anstellkraft von etwa 90 kg/cm hindurchgeführt wurde.
Die Siebseite des mit der Grundschicht versehenen, zugerichteten Papiers wurde dann unter Verwendung einer Schlepprakelauftragsmaschine mit einer Deck-' schicht versehen, deren Feststoff-Flächengewicht pro Ries 0,454 kg betrug. Es wurde eine wäßrige Suspension verwendet, die 45 % Feststoffe enthielt, welche

sich aus einem Kaolinpigment und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebindemittel zusammensetzt. Das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100: 26. Das mit der Deckschicht überzogene Papier wurde bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% getrocknet und dann leicht zugerichtet, indem es durch einen Walzenspalt aus einer Stahlwalze und einer Hartgummimäntelwalze mit einer Ansteigkraft von etwa 90 kg/cm hindurchgeführt wurde. Man

13 14

erhielt ein hochwertiges Druckpapier mit einer ■ Flächengewicht des Ausgangsmaterials

leichten Zweifachschicht (Flächengewicht 1,5 kg/Ries) (kg/Ries) 22,7

auf der Siebseite und unbeschichteter Filzseite. Das Gesamtflächengewicht der Beschich-

Papier hatte folgende physikalische Eigenschaften: tung (kg/Ries) 2,54

• _, , . , , ■ . , 5 Flächengewicht des beschichteten Pa-

FlachengewichtdesAusgangsmaterials niers (ke/Ries) 25 17

(kg/Ries) ....... 11,03 B&L-opazität.::::::::::::::::: ₉₈;5

Flachengewicht der Beschichtung _G £-Weißgehalt 74 4

Flachengewicht des beschichteten Pa- _l0 Glätte (Vertiefungen 20 μm und größer,

piers (kg/Ries) 12,47 _{10 bi 15 5 bJ 8 }} ^₂

B & L-Opazität 89,0 ^ . ^J ■

G. E.-Weißgehalt 70,2 ' . .

Dicke (Zoll) 0,0022 Beispiel/

Glätte gemessen mit Zeiss Licht- _{15 Ein} Zellulosefaserpapier (500 Blatt, 63,5 · 96,5) mit

schnittmikroskop (Vertiefungen von _dnem Flächengewicht von 13,7 kg pro Ries bei einem

20μπι und großer, 10 bis 15 μΐη, Feuchtigkeitsgehalt von 6% wurde mittels einer

5 bis 8 μπι) 00-1 Walzenauftragsmaschine auf beiden Seiten mit einer

. . Grundschicht versehen, deren Feststoff-Flächengewicht Beispiel6 _{20 pro} Ries und Seite l_b0 kg, also insgesamt 2,0 kg betrug. Ein Zellulosefaserpapier (500 Blatt, 63,5 · 96,5 cm) Es wurde eine wäßrige Suspension verwendet, deren mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 6% und einem Feststoffgehalt 26,5 % betrug. Die Feststoffe bestanden Flächengewicht von 22,7 kg pro Ries wurde mit einer aus einem gemischten Pigment (75 % Satinweiß und Schlepprakelauftragsmaschine auf beiden Seiten mit 25% Calciumcarbonate und einem mit Äthylenoxyd einer Grundschicht versehen, deren Feststoff-Flächen- 35 modifizierten Stärkebindemittel. Das Trockengewichtsgewicht pro Seite und Ries 0,726 kg, also insgesamt verhältnis von Pigment zu Bindemittel betrug 100 : 30. 1,45 kg betrug. Es wurde eine wäßrige Suspension Das mit der Grundschicht überzogene Papier wurde verwendet, die 33 °/o Feststoffe enthielt, die sich aus bei Raumtemperatur bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt einem gemischten Pigment (75% Satinweiß und 25% ^von H»25% vorgetrocknet. Das vorgetrocknete und Calciumcarbonat) und einem mit Äthylenoxyd modi- 30 mit der Grundschicht überzogene Papier wurde leicht fizierten Stärkebindemittel zusammensetzte. Das Trok- zugerichtet, indem es durch einen Walzenspalt zwischen kengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel einer Stahlwalze und einer Hartgummimantelwalze bei betrug 100 : 31. Das mit der Grundschicht überzogene einem Anstelldruck von etwa 90 kg/cm hindurch-Papier wurde bei Raumtemperatur bis zu einem Feuch- geführt wurde. Auch hier wurde wieder zuerst die eine tigkeitsgehalt von 11,25% vorgetrocknet. Das so 35 und dann die andere Seite mit der Grundschicht vorgetrocknete und mit der Grundschicht versehene überzogen, getrocknet und zugerichtet.
; Papier wurde leicht zugerichtet, indem es durch einen Beide Seiten des mit der Grundschicht überzogenen, Walzehspalt zwischen einer Stahlwalze und einer zugerichteten Papiers wurden dann nacheinander unter ■ Hartgufnmimahtelwalze mit einer Anstellkraft von Verwendung einer Schlepprakelauftragsmaschine mit etwa 90 kg/cm hindurchgeführt wurde. Auch hier 40 einer Deckschicht überzogen, deren Feststoff-Flächenwurde wieder zuerst die eine Seite und dann die andere gewicht pro Seite und Ries 0,454, also insgesamt Seite des Papiers beschichtet, getrocknet und zugerich- 0,907 kg betrug. Es wurde eine wäßrige Suspension tet. ' . verwendet, die 45% Feststoffe enthielt, welche aus Beide mit Grundschichten überzogenen Seiten des Kaolin und einem mit Äthylenoxyd modifizierten Papiers wurden dann unter Verwendung einer Schlepp- 45 Stärkebindemittel im'Trockengewichtsverhältnis von rakelauftragsmaschine mit je einer Deckschicht ver- 100: 26 bestanden. Das mit einer Deckschicht versehen, deren Feststoff-Flächengewicht pro Seite und sehene Papier wurde dann bis zu einem Feuchtigkeits-Ries 0,544 kg, also insgesamt 1,09 kg betrug. Hierzu gehalt von 11,25% vorgetrocknet und leicht zugerichwurde eine wäßrige Suspension verwendet, die 45% tet, indem es durch einen Walzenspalt zwischen einer Feststoffe enthielt, die aus einem Kaolinpigment und 50 Stahlwalze und einer Hartgummimantelwalze mit einem mit Äthylenoxyd modifizierten Stärkebinde- einem Anstelldruck von etwa 90 kg/cm hinduichmittel bestanden. Das Trockengewichtsverhältnis von geführt wurde.

Pigment zu Bindemittel betrug 100: 26: Das mit der Das erhaltene hochwertige Druckpapier hat eine

Deckschicht versehene Papier wurde bis zu einem leichte doppelte Beschichtung, deren Flächengewicht

Feuchtigkeitsgehalt von 11,25% vorgetrocknet und 55 1,45 kg pro Seite und Ries oder insgesamt 2,9 kg pro

. dann leicht zugerichtet, indem es mit einem Anstell- Ries beträgt. Das Papier hat folgende Eigenschaften: druck von etwa 90 kg/cm durch einen Walzenspalt

zwischen einer Stahlwalze und einer Hartgummi- Flächengewicht des Ausgangsmaterials

mantelwalze geführt wurde. Es wurde wieder zuerst (kg/Ries) 13,65,

die eine Seite und dann die andere Seite des mit der 60 Gesamtgewicht der Beschichtung

Grundschicht versehenen Papiers mit einer Deckschicht (kg/Ries) ; .. 2,90

überzogen, getrocknet und zugerichtet. Flächengewicht des beschichteten Pa-

Das auf diese Weise erhaltene hochwertige Druck- piers (kg/Ries) 16,53

papier hat eine leichte doppelte Beschichtung, deren B & -L-Opazität 94,0

Flächengewicht 1,27 kg pro Seite und Ries, also 65 G. E.-Weißgehalt 70,0

insgesamt 2,54 kg pro Ries beträgt. Die physikalischen Dicke (mm) 0,066

Eigenschaften dieses Papiers sind in der folgenden α^ΙΙε(νεΓΐΪ6^π^εη20μηι und größer,

Tabelle angegeben: 10 bis 15 μπι, 5 bis 8 μΐη) 0-0-2

15 16

Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuier- Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich

lieh oder diskontinuierlich sowie direkt anschließend in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den

an die Bildung der Faserbahn oder getrennt davon Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So ist es

durchgeführt werden. Gewünschtenfalls können den beispielsweise möglich, die eine Seite des Papiers mit

Beschichtungssuspensionen für die Grundschicht und 5 der Doppelschicht zu überziehen und zuzurichten und

Deckschicht verträgliche Hilfsmittel zugesetzt werden, dann die andere Seite mit der Doppelschicht zu

z. B. Dispergierungsmittel, Entschäumer, Farbstoffe, überziehen und zuzurichten.
Verdickungsmittel u. dgl.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Hochwertiges Druckpapier mit mindestens einer Doppelschicht, die aus einer Grundschicht und einer Deckschicht besteht, welche ein Pigment und ein Bindemittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht ein Flächengewicht von etwa 0,454 bis etwa 0,907 kg pro Seite und Ries hat; daß das Pigment der Grundschicht mindestens zu etwa.70% ^aus Satinweiß besteht; daßdasTrockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel in der Grundschicht zwischen etwa 100:15 und etwa 100:50 liegt; daß das Flächengewicht der Deckschicht zwischen etwa 0,227 bis etwa 0,680 kg pro Seite und Ries beträgt; daß das Pigment der Deckschicht in der Hauptsache eine plättchenförmige Struktur aufweist und daß das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel in der .Deckschicht zwischen etwa 100:15 und etwa 100:50 liegt.

2. Papier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht der Grundschicht etwa 0,68 kg pro Seite und Ries beträgt.

3. Papier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel in der Grundschicht zwischen etwa 100: 30 und etwa 100: 35 liegt.

4. Papier nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht der Deckschicht etwa 0,45 kg pro Seite und Ries beträgt.

5. Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment der Deckschicht im wesentlichen aus Kaolin besteht.

6. Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Stärke oder eine modifizierte Stärke enthält.

7. Papier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel in der Deckschicht zwischen etwa 100: 25 und etwa 100: 35 liegt.

8. Verfahren zum Herstellen hochwertigen Druckpapiers mit einer leichten Doppelschicht, wobei zuerst eine Grundschicht und dann eine Deckschicht, die beide bekannte Pigmente und ein Bindemittel enthalten, aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens eine Oberfläche des Papiers ein Grundschichtmaterial, das aus einer wäßrigen Suspension besteht, die etwa 15 bis etwa 50 °/o Feststoffe in Form eines Pigments und eines Bindemittels enthält, so aufgebracht wird, daß ein an sich bekanntes Feststoff-Flächengewicht von etwa 0,45 bis etwa 0,91 kg pro Seite und Ries erhalten wird, wobei das Pigment zu mindestens 70% aus Satinweiß besteht und das Trockengewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel • zwischen etwa 100:15 und etwa 100: 50 liegt; daß das mit der Grundschicht überzogene Papier bis zum Erreichen eines plastischen Zustandes und eines Feuchtigkeitsgehaltes zwischen etwa 6 und 12% getrocknet wird; daß auf die Oberfläche des mit der Grundschicht versehenen Papiers mittels einer Rakelauftragsmaschine eine Deckschichtmischung in Form einer wäßrigen Suspension, die zwischen etwa 30 und etwa 60% Feststoffe enthält, die aus einem Pigment, das eine im wesentlichen blättchenartige Struktur hat, und einem Bindemittel bestehen, mit einem Flächengewicht von etwa 0,225 bis etwa 0,680 kg pro Seite und Ries aufgebracht wild, wobei das Trockengewichts- -verhältnis von Pigment zu Bindemittel in der Deckschicht zwischen etwa 100:15 und etwa 100:50 liegt; daß das mit der Deckschicht versehene Papier in an sich bekannter Weise bis zum Erreichen eines plastischen Zustande und eines Feuchtigkeitsgehaltes zwischen etwa 6 und 12% getrocknet wird und daß das mit der Doppelschicht versehene Papier in an sich bekannter Weise mit einer Belastung von etwa 50 bis 90 kg/cm leicht kalandriert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier nach dem Aufbringen der Grundschicht und der Vortrocknung der Grundschicht mit einer Belastung zwischen etwa 18 und etwa 160 kg/cm leicht kalandriert wird, bevor die Deckschicht aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die eine Seite des Papiers mit einer Grundschicht versehen, vorgetrocknet, kalandriert, mit der Deckschicht überzogen, vorgetrocknet und erneut kalandriert wird und daß dann die andere Seite des Papiers in der gleichen Weise behandelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite des Papiers mit einer Grundschicht versehen und vorgetrocknet wird, daß dann die andere Seite des Papiers mit einer Grundschicht versehen und vorgetrocknet wird, daß dann beide Seiten kalandriert werden; daß dann eine Seite des Papiers mit einer Deckschicht versehen und vorgetrocknet wird, daß dann die andere Seite des Papiers mit einer Deckschicht versehen und vorgetrocknet wird und daß dann beide Seiten kalandriert werden.