DE19548927B4

DE19548927B4 - Druckpapier und Zeitungspapier mit verbessertem Wasserabsorptionsvermögen

Info

Publication number: DE19548927B4
Application number: DE1995148927
Authority: DE
Inventors: Toshimi Satake; Toshiyuki Takano; Motoi Fukuda; Yukiko Uehori
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: DE19548927A1; JPH08232193A; SE513382C2; FI956259A; SE9504598L; JP3093965B2; SE9504598D0; US5750253A; FI956259A0

Abstract

Druckpapier mit verbesserter Wasserabsorption, umfassend:
– eine Papiergrundlage; und
– eine Überzugsschicht, die auf der Papiergrundlage ausgebildet ist, wobei die Überzugsschicht eine Zusammensetzung umfaßt, die das Wasserabsorptionsvermögen regelt und im wesentlichen besteht aus
– einer Komponente A, die ein wasserlösliches Polyacrylamid aus der durch nichtionische Polyacrylamide, kationische Polyacrylamide und amphotere Polyacrylamide gebildeten Gruppe ist; und
– einer Komponente B, die ein wasserlösliches anionisches Mischpolymer aus einem Monomeren mit mindestens einer hydrophoben Substitution und einem Monomeren mit mindestens einer Carboxylgruppe und einer Sulfongruppe ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Druckpapier, insbesondere Zeitungsdruckpapier, mit verbessertem Wasserabsorptionsvermögen und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Hintergrund der Erfindung

In der letzten Zeit ist die Technologie des Drucks beträchtlich verbessert worden, und zwar beispielsweise durch die Einführung des Offset-Drucks, des Farbdrucks, des Hochgeschwindigkeitsdrucks, des Massendrucks sowie der Automation. Für diese Entwicklung ist es erforderlich, die physikalischen Eigenschaften von Druckpapier beispielsweise hinsichtlich seiner Be- und Verarbeitbarkeit und seiner Bedruckbarkeit zu verbessern.

Im allgemeinen baut sich Zeitungspapier bzw. Zeitungsdruckpapier (Papier zum Drucken von Zeitungen, eine Nachrichtendruckrolle) hauptsächlich aus mechanischer Pulpe bzw. mechanischem Holzstoff und druckerschwärzefreier Pulpe (druckerschwärzefreie Pulpe bzw. druckerschwärzefreier Holzstoff: nachstehend kurz DIP) auf, wo bei es in Papier mittlerer Qualität und Papier geringer Qualität klassifiziert wird. Zeitungspapier muß jedoch Qualitätsanforderungen genauer befriedigen als allgemeines Druckpapier, zumal eine bestimmte Menge an Zeitungen in einem vorgegebenen Zeitabschnitt in einer vorgegebenen Zeitspanne gedruckt werden muß, die beim Zeitungsdruck unabdingbar ist. Bei Zeitungspapier handelt es sich aus dieser Sicht um ein Spezialpapier, so daß es einer speziellen Klassifikation unterliegt. Da ferner beispielsweise eine Gewichtsreduktion und eine Erhöhung des DIP-Gehalts für Zeitungspapier gefordert werden, müssen Verbesserungen vorgesehen werden, die alle diese Bedürfnisse befriedigen. So ist zur Verbesserung von Zeitungspapier ein deutlich höheres Niveau fortschrittlicher Technologie als vergleichsweise bei allgemeinen Druckpapier erforderlich.

Unlängst ist man auf dem Gebiet der Drucktechnologie für Zeitungen vom Reliefdruck zum Offset-Druck zugleich mit der Einführung von Computersystemen in den Druck von Zeitungen rasch übergegangen, um den Anforderungen an eine erhöhte Druckgeschwindigkeit, Colorieren des Papiers, verschiedene Druckarten und Automation zu entsprechen.

Ferner muß Zeitungspapier, das für Offset-Druck verwendet wird, Qualitäten bzw. Eigenschaften besitzen, die von denen beim Reliefdruck verschieden sind. Zu diesen Qualitätsanforderungen gehören folgende:

(1) Das Papier soll feuchtigkeitsbeständig sein und nicht in Gegenwart von Wasser beeinträchtigt werden;
(2) Das Papier soll ein angemessenes Wasserabsorptionsvermögen beibehalten; und
(3) Es soll sich kein Papierpulver bilden.

Bei diesen Qualitätsanforderungen sind die Wahrung des Wasserabsorptionsvermögens, d. h. eine Kontrolle des Wasserabsorptionsvermögens, und/oder die Entwicklung bestimmter Leimungseigenschaften ein kritisches Ziel. Unter derartigen Gesichtspunkten sind entsprechende Eigenschaften für allgemeines Druckpapier erwünscht.

Das Wasserabsorptionsvermögen ist üblicherweise bei allgemeinem Druckpapier dadurch geregelt worden, indem man Mittel, wie Leimungsmittel oder Vergütungsmittel, in das Innere des Papiers zugibt (innere Leimungszugabe) oder die Mittel auf die Außenseite des Papiers gibt (äußere Leimungszugabe). Bei der inneren Zugabe handelt es sich um eine Maßnahme, bei der man die Mittel zur Pulpenaufschlemmung am sogenannten "Feuchtende" (wet-end) zugibt, so daß die Mittel, die im Innern des Papiers enthalten sein sollen, gleichzeitig bei der Papierherstellung vorliegen. Bei der äußeren Zugabe handelt es sich um eine Maßnahme, bei der man Leimungsmittel auf die Oberfläche des Papiers aufträgt, wobei man Auftragsvorrichtungen, beispielsweise eine Zweiwalzenleimungspresse und eine Spaltwalzenbeschichtungsvorrichtung, nach der Papierherstellung benutzt.

Als Leimungsmittel für eine innere Zugabe sind beispielsweise Kolophonium-Leimungsmittel, Leimungsmittel vom Emulsionstyp und synthetische Leimungsmittel für saures Papier und beispielsweise Alkylketendimere (AKD) und Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) für neutrales Papier bekannt. Beispielsweise beschreiben JP-A-60.088 196 und JP-A-04.363 301 Leimungsmittel, die kationisierte Stärke und Alkylketendimere umfassen.

Als Leimungsmittel für eine äußere Zugabe (auch Oberflächenleimungsmittel genannt), sind beispielsweise anionische Polymere, wie Styrol/Maleinsäure-Mischpolymere und Styrol/Acrylsäure-Mischpolymere; anionische niedermolekulare Verbindungen, wie Alkydharze als Verseifungsprodukte von Kolophonium, Tallöl und Phthalsäure und Verseifungsprodukte von Erdölharzen und Kolophonium; kationische Polymere, wie Styrolpolymere, und Isocyanatpolymere bekannt.

Gegenwärtig wird die Wasserabsorption von Zeitungspapier beispielsweise durch

(a) die innere Zugabe von Mitteln, wie Leimungsmitteln und wasserabweisenden Mitteln,
(b) Modifizierung der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und
(c) Modifizierung der Papierherstellungsbedingungen geregelt.

Die Offenlegungsschrift DE 41 41 860 A1 offenbart eine Beschichtungsmasse für Zeitungspapier, die eine ausgezeichnete Offset-Bedruckbarkeit für den Hochgeschwindigkeits-Offsetdruck vom Kaltabbindetyp ergibt, nämlich Oberflächenfestigkeit, Druckglanz und Druckfarbeaufnahmefähigkeit.

Die Offenlegungsschrift DE 44 03 480 A1 offenbart Bindemittelmischungen für Papierstreichmassen, die eine gleichmäßige Bedruckbarkeit ermöglichen und ein in Saatfahrweise hergestelltes Polymer aus (a) einer Polymersaat auf Basis von Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure, und (b) dem ethylenisch ungesättigen Monomer B enthalten.

Die internationale Patentanmeldung WO 95/11342 offenbart Bindemittelmischungen für Papierstreichmassen für den Offsetdruck auf Basis eines Bindemittels, die enthalten (a) ein Polymerisat auf Basis von Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit C₄-C₁₂-Alkoholen und (b) von Polymerisaten auf Basis von Butadien.

Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe

Wenn man Maßnahmen zur inneren Zugabe von Mitteln, wie Leimungsmitteln, wie sie allgemein für allgemeines Druckpapier (inneres Leimen) anwendete, um das Wasserabsorptionsvermögen von Zeitungspapier zu regeln, war es schwierig, die Menge der zuzugebenden Mittel zu regeln, so daß die Zugabe überschüssiger Mengen erforderlich wurde, um ein wirksames Niveau zu halten, da beispielsweise

(1) die Mittel zur Pulpenaufschlämmung niederiger Konzentration zuzugeben waren;
(2) die Mengen der Mittel, die auf dem Pulpenflachmaterial zu fixieren waren, nicht konstant waren (die Mengen der fixierten Mittel waren niedrig); und
(3) im Kreislauf geführtes Schlämmwasser (white water) erforderlich war.

Eine derartige exzessive Zugabe konnte beispielsweise zu einer Minderung der Papierfestigkeit, zu Maschinenschäden und einer beträchtlichen Korrosion im Schlämmwassersystem führen, so daß diese Zugabe beispielsweise hinsichtlich Kosten, Qualität und Betriebsbedingungen problematisch war.

Eine Modifizierung der Zusammensetzung der Rohmaterialien und der Papierherstellungsbedingungen kann nur als zeitlich begrenzte Maßnahme vorgesehen werden, ist jedoch nicht als längeranhaltende Maßnahme geeignet, da es beispielsweise zu einer beträchtlichen Veränderung der Rohmaterialien in den eingesetzten Maschinen kommen kann.

Als Mittel zur Regelung des Wasserabsorptionsvermögens von Zeitungspapier ist die äußere Zugabe von Mitteln, wie sie für allgemeines Druckpapier (äußere Leimungszugabe) verwendet werden, auch in Betracht gezogen worden.

Das Beschichten auf der Maschine ist allgemein zum Auftragen von Oberflächen-Behandlungsmitteln auf die Oberfläche von Zeitungspapier aus wirtschaftlichen Gründen herangezogen worden; man hat allgemein einen Spaltwalzenbeschichter unter Einsatz einer Beschichtungsvorrichtung bzw. Beschichtungsausbildung und eines Umschreibsystems angewendet, die ein Hochgeschwindigkeitsbeschichten möglich machen. Kennzeichnende Daten des Spaltwalzenbeschichtungsverfahrens sind klar in beispielsweise Japan TAPPI Journal, 43 (4) (1989) 36 und Paper Pulp Technology Times, 36 (12) (1993) 20 zusammengestellt. Das Verfahren macht es möglich, Beschichtungsflüssigkeiten auf der Oberfläche des Papiers zurückzuhalten, wobei es zur Verbesserung der Papieroberfläche im Vergleich mit einem üblichen Zweiwalzenleimungspreß-Verfahren überlegen ist. Da beim Zweiwalzenleimungspreß-Verfahren die Papiergrundlage durch ein Becken (Flüssigkeitspool) der Beschichtungsflüssigkeit tritt, dringt die Beschichtungsflüssigkeit in die Papiergrundlage sehr tief ein. Da jedoch beim Spaltwalzenbeschichtungsverfahren die Beschichtungsflüssigkeit die Beschichtung vorbildet, die dann übertragen wird, dringt die Beschichtungsflüssigkeit nicht stark in die Papiergrundlage ein. So bleibt beim Spaltwalzenbeschichtungsverfahren das Beschichtungsmaterial eher auf der Oberfläche der Papiergrundlage, so daß eine wirksame Verbesserung der Papieroberfläche erreicht wird.

Das Beschichten nach dem Spaltwalzenbeschichtungsverfahren hat jedoch den Nachteil, daß kein ausreichender Leimungseffekt und keine ausreichende Verbesserung des Wasserabsorptionsvermögens erreicht werden, wenn man übliche Oberflächenleimungsmittel einsetzt, da die Beschichtungsflüssigkeit vermutlich nicht in die Papiergrundlage eindringt.

Ferner ist in einer Verbesserung der Oberflächenfestigkeit eine der kritischen Anliegen einer äußeren Anwendung von Mitteln zu sehen, insbesondere für Zeitungspapier; demgemäß sind beispielsweise eine Minderung des Gewichts und eine Erhöhung des Gehalts an DIP als jüngste Trends für Zeitungspapier anzuführen.

Hinsichtlich einer Minderung des Gewichts von Zeitungspapier hat beispielsweise in Japan Papier mit einem Grundgewicht von 46 g/m² 96 % des Zeitungspapiers im Jahr 1989 ausgemacht, wobei jedoch Papier mit einem Grundgewicht von 43 g/m² einen Anteil von etwa 80 % im Jahr 1993 erreicht hat. Fortschritte bei einer Herabsetzung des Papiergewichts führen jedoch zu Problemen, beispielsweise einer Minderung der Undurchsichtigkeit von Zeitungspapier und einer Minderung der Papierfestigkeit, wobei erhöhte Mengen an Füllstoffen und Pigmenten erforderlich sind, um diese Probleme zu meistern. Eine erhöhte Menge dieser Komponenten zusammen mit einer Neigung des Zeitungspapiers, dünner und leichter zu werden, bewirken jedoch, daß zugegebene Komponenten leicht von der Oberfläche des Papiers abgegeben werden. Dieses Problem wird mit vermindertem Papiergewicht unangenehmer. So ist beispielsweise die Verbesserung von Papier mit einem Grundgewicht von weniger als 46 g/m² eine größere Herausforderung als für Papier mit einem Grundgewicht von nicht weniger als 46 g/m². Gleichzeitig bewirkt eine Erhöhung des DIP-Gehalts eine Erhöhung der Mengen an Komponenten, wie sie Mikrofaser-Füllstoffe und Pigmente darstellen, die sich von DIP ableiten, was wiederum zu weiteren Problemen führt, beispielsweise dem Anfall von Papierpulver und einer verminderten Papierfestigkeit. Diese Probleme werden auch dann größer, wenn der Anteil an DIP in der Zusammensetzung steigt.

Wie ausgeführt, führen die jüngsten Trends für Zeitungspapier zu ernsthaften Nachteilen insbesondere für die Oberflächenfestigkeit.

Es gibt grob zwei Maßnahmen, um die Oberflächenfestigkeit von Zeitungspapier zu verbesseren: Maßnahmen ohne Beschichten und Maßnahmen mit Beschichten. Zu den Maßnahmen ohne Beschichten gehören das Modifizieren der Rohmaterialzusammensetzung, das Modifizieren der Papierherstellungsbedingungen und erhöhte Mengen an Mitteln, die die Papierfestigkeit erhöhen. Jedoch ist es schwierig, die strikten Qualitätsanforderungen für Zeitungspapier zu erfüllen, die für den Offset-Druck verwendet werden, wenn man sich nur auf diese Maßnahmen stützt. Jedoch sind Beschichtungsmaßnahmen zur Verbesserung der Oberflächenfestigkeit wirksam, da es sich um Verfahren zum Auftragen von Oberflächenbehandlungsmitteln, beispielsweise Stärke, modifizierte Stärke (beispielsweise oxidierte Stärke oder Stärke-Derivate) und Polyvinylalkohol (nachstehend kurz PVA), auf die Oberfläche des Zeitungspapiers handelt (äußere Zugabe).

Obgleich eine äußere Zugabe von Oberflächenbehandlungsmitteln, wie Stärke, modifizierte Stärke (beispielsweise oxidierte Stärke und Stärke-Derivate) und PVA, wie sie als Maßnahme für eine verbesserte Oberflächenfestigkeit durchgeführt wird, zweifellos zur Verbesserung der Oberflächenfestigkeit wirksam ist, kann sie nicht das Wasserabsorptionsvermögen verbessern.

Wenn ferner große Mengen an Mitteln äußerlich zugegeben werden, zeigen die mit Wasser benetzten Mittel Klebrigkeit. So kann die äußere Zugabe zu Haftproblemen (sogenanntem "Neppari") beim Herstellen oder Bedrucken von Zeitungspapier führen. Dieses Haftproblem tritt stärker hervor und ist eher ein ernsthaftes Problem, wenn das Spaltwalzenbeschichtungs-Verfahren zum Beschichten anstelle des Zweiwalzenleimungsdruck-Verfahrens angewendet wird. Wenn man also Mittel für eine äußere Zugabe anwendet, muß man auch in Betracht ziehen, daß man sie derart auswählt, daß beschichtete Produkte mit geringer Klebrigkeit und ausgezeichnetem Trennvermögen hergestellt werden.

Oberflächenfestigkeits-Verstärkungsmittel für Zeitungspapier sind in JP-A-07.119078 und JP-A-07.138898 beschrieben. JP-A-07.119078 beschreibt ein Oberflächenleimungsmittel mit einem Gehalt an einem Ketendimeren als wirksame Komponente, während JP-A-07.138898 ein derartiges Mittel mit einem Gehalt an einem substituierten Bernsteinsäureanhydrid beschreibt. Man darf annehmen, daß diese Mittel, die in den genannten JP-A-Veröffentlichungen beschrieben sind, AKD und/oder ASA in Kombinationen zur Verwendung für Papier zum allgemeinen Druck mit Oberflächenverstärkungsmitteln sind, beispielsweise Stärke und PVA. Da jedoch AKD und ASA die Reibungskoeffizienten herabsetzen, resultiert ein schwieriges Problem, wenn man diese Oberflächenleimungsmittel einsetzt. Selbst wenn man ein Antigleitmittel in die Beschichtungsmaterialien mit einem Gehalt an AKD oder ASA einmischt, ist darin kein Vorzug zu sehen, da das Mittel beim Druck entfernt werden kann.

Da Oberflächenleimungsmittel, wie sie für allgemeine Druckpapiere verwendet werden, unbefriedigend die Oberflächenfestigkeit verbessern, wenn man sie als Oberflächenfestigkeits-Verstärkungsmittel betrachtet, so zielt die vorliegende Erfindung auf Druckpapier, insbesondere Zeitungspapier, bei dem sowohl das Wasserabsorptionsvermögen (Leimbarkeit) als auch die Oberflächenfestigkeit in befriedigend aufeinander abgestimmter Weise verbessert werden. Gemäß der Erfindung werden Probleme des Stands der Technik dadurch gelöst, daß man eine das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Schicht vorsieht, die hauptsächlich kationische Polyacrylamide und anionische wasserlösliche Polymere auf der Papiergrundlage für Druckpapier vorsieht. Die vor liegende Erfindung wird für die Anwendung auf Zeitungspapier nachstehend näher erläutert, da das beanspruchte Verfahren besonders wirksam für Zeitungspapier ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Zeitungspapier beschränkt, da das beanspruchte Verfahren auf allgemeines Druckpapier anwendbar ist.

Obgleich beschichtende nichtionische Polyacrylamide, kationische Polyacrylamide (beispielsweise wasserlösliche Polyacrylamide mit tert.-Aminogruppen und/oder quaternären Ammoniumgruppen) oder amphotere Polyacrylamide allein auf einer Papiergrundlage für Zeitungspapier die Oberflächenfestigkeit verbessern können, kann das Wasserabsorptionsvermögen nicht verbessert werden. Wenn beispielsweise oxidierte Stärke auf Zeitungspapier in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 1,0 g/m² aufgetragen wird, entspricht der Grad des Wasserabsorptionsvermögens des beschichteten Papiers etwa mehreren Sekunden gemäß dem Wasserabsorptionskapazitäts-Tüpfeltest, der nachstehend beschrieben wird, und ist damit unbefriedigend.

Eine Beschichtung mit Mischpolymeren mit anionischen hydrophoben Gruppen allein reicht zur Verbesserung der Oberflächenfestigkeit nicht aus; dadurch kann das Wasserabsorptionsvermögen nicht verbessert werden, wenn man Mengen aufträgt, die das Trennvermögen des beschichteten Produkts nicht nachteilig beeinflussen.

Man nimmt an, daß die Eigenschaften und Effekte der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Schicht gemäß der Erfindung von einem derartigen ionischen Komplex abhängen. Die Anwendung eines derartigen ionischen Komplexes für Mittel zur Papierbehandlung sind beispielsweise in Japan TAPPI Journal, 45 (2) (1991) 245 – 249 beschrieben, wobei ein Verfahren angegeben wird, bei dem Papierfestigkeits-Verstärkungsmittel zu einer Pulpeaufschlämmung zugegeben werden, wobei ein ionischer Komplex mit hohem Molekulargewicht dadurch gebildet wurde, daß man ein anionisches Papierverstärkungsmittel und ein kationisches Papierverstär kungsmittel mischte. Dieses Verfahren ist jedoch seinem Wesen nach ein Verfahren zur inneren Zugabe von Mitteln und zielt nicht auf eine Verbesserung des Wasserabsorptionsvermögens. JP-A-60.119297 beschreibt z.B. ein Verfahren zum Leimen von Papier, bei dem man anionische hydrophobe Leimungsmittel und kationische Stabilisierungsmittel zugibt. Dieses Verfahren ist jedoch gleichfalls ein Verfahren zur inneren Zugabe von Mitteln und kann so nicht die angesprochenen Probleme lösen, die mit der inneren Zugabe zusammenhängen.

Andererseits beschreiben JP-A-52.148211, JP-A-56.118995 und JP-A-03.054609 beispielsweise Verfahren zum Oberflächenleimen unter Verwendung von Beschichtungsflüssigkeiten mit einem Gehalt an anionischen Harzen oder kationischen Harzen. Insbesondere beschreibt JP-A-52.148211 ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Kernpapiers (core paper) für strukturiertes bzw. gerunzeltes Papier unter Verwendung einer Beschichtungsflüssigkeit mit einem Gehalt an anionischen Harzen und kationischen Harzen. Dieses Verfahren zielt jedoch hauptsächlich auf eine verbesserte Druckfestigkeit und Steifigkeit, jedoch ohne verbessertes Wasserabsorptionsvermögen. In Beispielen gemäß der Erfindung werden die Mittel in einer Menge von etwa 10 g/m² aufgetragen, wobei dieses Niveau nichts mit dem zu tun hat, das für allgemeines Druckpapier gilt. JP-A-56.118995 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von ölfestem Papier unter Verwendung von Oberflächenleimungsmitteln, die beispielsweise oxidierte Stärke, Vinylidenchlorid/Acrylamid-Mischpolymere und Polyethylenimin umfassen. Obgleich ölfestes Papier gegen Öl widerstandsfähig sein muß, muß das Druckpapier gemäß der Erfindung Absorptionsvermögen für Tinte (d.h. für Öl) besitzen, um einem Hochgeschwindigkeitsdruck beim Offsetdruck gewachsen zu sein. Daher weicht die Technologie gemäß den genannten JP-A-Veröffentlichungen weitgehend von der erfindungsgemäßen Lehre ab, so daß es auch nicht möglich ist, die bekannte Technologie auf das Gebiet der vorliegenden Erfindung anzuwenden. JP-A-03.054609 beschreibt Oberflächenleimungsmittel, die drei Komponenten umfassen, und zwar Ketendimere, kationisierte Stärke und anionische Polymere, jedoch ist die Verwendung von Oberflächenleimungsmitteln im Hinblick auf einen herabgesetzten Reibungskoeffizienten problematisch.

JP-A-62.122781 und JP-A-62.146674 beschreiben ein Aufzeichnungsmaterial für Tintenstrahlaufzeichnungen mit einer Tinte annehmenden Schicht mit einem Gehalt an Polymerkomplexen, die basische Polymere und saure Polymere umfassen. Da bei dieser Technologie jedoch beide Polymere in organischen Lösungsmitteln, wie Dimethylformamid, gelöst sind und als Beschichtungsflüssigkeit eingesetzt werden, ist es schwierig, diese Technologie auf allgemeines Druckpapier anzuwenden. Ferner müssen Materialien für Tintenstrahlaufzeichnungen eine Verträglichkeit (d.h. Absorptionsvermögen) für Tinte für den Tintenstrahldruck besitzen, wobei diese Tinte ein Gemisch aus Wasser und Polyalkoholen umfaßt und nicht die Anforderungen an das Wasserabsorptionsvermögen gemäß der Erfindung erfüllen kann.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß Zeitungspapier, bei dem sowohl das Wasserabsorptionsvermögen als auch die Oberflächenfestigkeit und die Trennbarkeit verbessert sind, in guter Abstimmung erhalten werden kann, wenn man äußerlich Mittel, die eine Kombination von zwei Komponenten enthalten, und zwar spezifische Polyacrylamide und Polymere mit einer oder mehreren hydrophoben Gruppen, zu Zeitungspapier zugibt.

Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Druckpapier und insbesondere Zeitungspapier, das mit einer Beschichtung bzw. einer Überzugsschicht versehen ist, der eine das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung enthält, die hauptsächlich zwei Komponenten A und B gemäß der folgenden Beschreibung auf der Oberfläche des Papiers umfaßt.

Komponente A: Mindestens ein wasserlösliches Polyacrylamid, das unter

1) nichtionischen Polyacrylamiden;
2) kationischen Polyacrylamiden; und
3) amphoteren Polyacrylamiden ausgewählt worden ist.

Komponente B: Eine oder mehrere anionische Mischpolymere mit einem oder mehreren Monomeren mit einem oder mehreren hydrophoben Substituenten und Monomeren mit einer oder mehreren Carboxylgruppen oder Sulfonatgruppen.

Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung beruht hauptsächlich auf den Komponenten A und B.

Bei Komponenten A der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung handelt es sich um kationische Polyacrylamide (im folgenden abgekürzt PAM) unter Einschluß von nichtionischen PAMs, kationischen PAMs und amphoteren PAMs.

Beispiele für nichtionische PAMs, die sich als Komponente A verwenden lassen, sind (Meth)acrylamidpolymere oder -mischpolymere und Mischpolymere mit nichtionischen Monomeren, die mit (Meth) acrylamid mischpolymerisierbar sind. Meth bedeutet, daß (Meth)-Verbindungen vorliegen können, so daß (Meth)acrylamid die Bedeutung von Methacrylamid und/oder Acrylamid besitzt. Diese PAMs sind praktisch nichtionisch, jedoch liegt ein Teil der Amidstrukturen als Amidinium-Gruppen vor (-CONH₃ ⁺), so daß sie leicht kationisch sind. Demgemäß können nichtionische PAMs als Komponente A gemäß der Erfindung eingesetzt werden.

Bei den kationischen PAMs und den amphoteren PAMs, die als Komponente A eingesetzt werden, handelt es sich um PAMs mit einem Gehalt an kationischen Monomereinheiten, vorzugsweise um solche mit einem Gehalt an einer oder mehreren tert.-Amino-Gruppen (oder einer oder mehreren tert.-Amino-Basen) und/oder Monomereinheiten mit einer oder mehreren quaternären Ammoniumbasen als kationische Monomereinheiten. PAMs, die keine anionischen Monomereinheiten neben kationischen Monomereinheiten aufweisen, sind kationische Monomere, während PAMs mit einem Gehalt an anionischen Monomereinheiten zuzüglich zu kationischen Monomereinheiten amphotere PAMs sind. Kationische Monomereinheiten gemäß den folgenden allgemeinen Formeln [1] und [2] sind besonders bevorzugt: allgemeine Formel 1

allgemeine Formel 2

worin R eine Methyl-Gruppe oder Wasserstoffatom darstellt; Y NH oder ein Sauerstoffatom darstellt; Z eine CH₂CH(OH)CH₂- oder eine Alkylen-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt; R₁, R₂ und R₃ Alkylen-Gruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Benzyl-Gruppe oder ein Wasserstoffatom darstellen, R₁, R₂ und R₃ jedoch gleich oder verschieden sein können; X ein negatives Ion darstellt und beispielsweise ein Halogenidion (beispielsweise ein Chloridion, Bromidion oder Iodidion), ein Sulfation, Alkylsulfation (beispielsweise ein Methylsulfation oder Ethylsulfation), ein Alkylsulfonation, Arylsulfonation oder Acetation darstellt.

Methoden zum Einführen von kationischen Monomereinheiten in PAMs sind beispielsweise

(a) eine Methode zum Modifizieren verschiedener PAMs durch eine Mannich-Reaktion;
(b) eine Methode zum Modifizieren verschiedener PAMs durch einen Hoffman-Abbau;
(c) eine Methode zum Mischpolymerisieren von Monomeren mit einer oder mehreren tert-Amino-Gruppen oder mit einer oder mehreren quaternären Ammonium-Gruppen; und
(d) eine Methode, bei der man Monomere mit einer oder mehreren tert-Amino-Gruppen mischpolymerisiert und danach in quaternäre Ammonium-Gruppen überführt, beispielsweise durch Alkylierung oder Arylierung.

Da es beispielsweise ausreicht, (Meth)acrylamid und kationische Monomere (Monomere mit einem Gehalt an tert.-Amino-Gruppen oder quaternären Ammonium-Gruppen) oder (Meth)acrylamidderivate und kationische Monomere nach der Mischpolymerisation gemäß (c) einer Mischpolymerisation zu unterwerfen, kann man Mischpolymere, die (Meth)acrylamid und kationische Monomere, wie sie nachstehend angeführt sind, als Komponente A verwenden.

Monomere mit einer oder mehreren tert.-Amino-Gruppen, die sich nach dieser Methode verwenden lassen, sind beispielsweise
N,N-Dimethylaminoethyl-(meth)acrylat,
N,N-Diethylaminoethyl-(meth)acrylat,
N,N-Dimethylaminopropyl-(meth)acrylat,
N,N-Dimethylaminohydroxypropyl-(meth)acrylat,
N-Methyl-N-ethylaminoethyl-(meth)acrylat,
N,N-Dipeenylaminoethyl-(meth)acrylat,
N,N-Dimethylaminoethyl-(meth)acrylamid,
N,N-Diethylaminopropyl-(meth)acrylamid,
N,N-Dimethyl-(meth)acrylamid,
N,N-Diethyl-(meth)acrylamid,
2-Vinylpyridin,
4-Vinylpyridin, und
2-Methyl-5-vinylpyridin.

Zu Monomeren mit einem Gehalt an quaternären Ammonium-Gruppe, die verwendet werden können, gehören
(Meth)acryloxyethyltrimethylammoniumchlorid,
(Meth)acryloxyethyldimethylbenzylammoniumchlorid,
(Meth)acryloxyethyltriethylammoniumchlorid,
(Meth)acryloxyethyldiethylbenzylammoniumchlorid,
(Meth)acrylamidpropyltrimethylammoniumchlorid,
(Meth)acrylamidpropyltriethylammoniumchlorid,
(Meth)acrylamidpropyldimethylbenzylammoniumchlorid,
Diallyldimethylammoniumchlorid,
Diallyldiethylammoniumchlorid und
(Meth)acryloxyethyltrimethylammoniumsulfat.

Zusätzlich können Monomere, die mit (Meth)acrylamid oder mit kationischen Monomeren mischpolymerisiert werden können, wie sie vorstehend angeführt worden sind, bei dieser Mischpolymerisationsmethode eingesetzt werden. Es können also ein oder mehrere Mischpolymere mit (Meth)acrylamid, kationischen Monomeren und mischpolymerisierbaren Monomeren, wie sie nachstehend angeführt werden, als Komponente A verwendet werden.

Zu mischpolymerisierbaren Monomeren, die nach dieser Methode einsetzbar sind, gehören Ethylen, Butadien, Styrol, α-Methylstyrol, Isopren, Propylen, Vinylacetat, Vinylcarbazol, Vinylpyrrolidon, (Meth)acrylnitril, (Meth)acrylester, N-Methylol(meth)acrylamid, Methylen-bis-acrylamid, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl-(meth)acrylat, 2-Sulfoethyl(meth)acrylat, Ethylen-di-(meth)acrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Muconsäure, Crotonsäure, Allylglycidylether, Glycidyl-(meth)acrylat, Natriumethylensulfonat, Natrium-p-styrolsulfonat, Sulfoniumsalze von Vinylbenzyl und Phosphoniumsalze von Vinylbenzyl. Amphotere PAMs können dadurch erhalten werden, daß man anionische Monomere, wie Acrylsäure und Itaconsäure, mit diesen Monomeren verwendet.

Bei Alkylierungsmitteln, die bei der Umwandlung von tert.-Aminogruppen in quaternäre Ammonium-Gruppen bei der Methode (d) verwendet werden können, handelt es sich beispielsweise um Dimethylsulfat, Methylchlorid, Methylbromid, Methyliodid, Benzylchlorid und Benzylbromid.

Erfindungsgemäß werden kationische PAMs und amphotere PAMs lieber als nichtionische PAMs als Komponente A zur Regelung des Wasserabsorptionsvermögens und zur Ausbildung dieses Wasserabsorptionsvermögens verwendet, da nichtionische PAMs über sehr schwache kationische Kräfte verfügen, die auf die Amidinium-Struktur zurückzuführen sind, die zum Teil vorliegt, so daß sie nur eine leichte Wirkung bei der Ausbildung von Wasserabsorptionsvermögen ausüben. Bei kationischen PAMs und amphoteren PAMs beträgt das Verhältnis von kationischen Monomereinheiten vorzugsweise nicht weniger als 0,1 mol-%. Wenn das Verhältnis der kationischen Monomereinheiten weniger als 0,1 mol-% beträgt, besteht eine Neigung, daß der Effekt, der das Wasserabsorptionsvermögen regelt, leicht abnimmt. Wenn ein höheres Wasserabsorp tionsvermögen erwünscht ist, sind kationische PAMs stärker bevorzugt als amphotere PAMs.

Jedes PAM der Komponente A kann dadurch erhalten werden, daß man entsprechende Monomere nach üblichen bekannten Methoden polymerisiert oder mischpolymerisiert, beispielsweise durch eine Polymerisation in wässriger Lösung, eine Polymerisation in einem Lösungsmittel, eine Umkehrphasen-Emulsionspolymerisation, eine Sedimentationspolymerisation oder eine Suspensionspolymerisation.

Erfindungsgemäß kann ein PAM allein oder ein Gemisch von zwei oder mehreren PAMs als Komponente A verwendet werden.

Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts von PAMs, die als Komponente A verwendet werden, liegt geeigneterweise im Bereich von 10.000 bis 4.000.000. Wenn das mittlere Molekulargewicht weniger als 10.000 beträgt, kann keine befriedigende Beschichtung ausgebildet werden, so daß das Wasserabsorptionsvermögen und die Oberflächenfestigkeit unbefriedigend ausfallen. wenn jedoch das mittlere Molekulargewicht mehr als 4.000.000 beträgt, wird die Viskosität so groß, daß Betriebsprobleme auftreten können und die Ablösbarkeit bzw. Trennbarkeit der beschichteten Produkte unannehmbar wird. Deswegen ist ein höheres mittleres Molekulargewicht in Hinblick auf das Wasserabsorptionsvermögen und eine verbesserte Oberflächenfestigkeit vorzuziehen, während ein niederes mittleres Molekulargewicht in Hinblick auf die Trennbarkeit der beschichteten Produkte vorzuziehen ist. Aus diesem Grunde sollte das mittlere Molekulargewicht der PAMs fallweise nach den jeweiligen Anforderungen im genannten Bereich gewählt werden. Wenn man das Wasserabsorptionsvermögen, die Oberflächenfestigkeit und die Trennbarkeit zusammennimmt, so liegt das mittlere Molekulargewicht der PAMs vorzugsweise im Bereich von 50.000 bis 3.000.000 und insbesondere im Bereich von 10.000 bis 1.000.000.

Bei der Komponente B, die in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung zum Regeln des Wasserabsorptionsvermögens eingesetzt wird, handelt es sich um Mischpolymere mit Monomeren mit einem oder mehren hydrophoben Substituenten und mit anionischen Monomeren (Monomere mit einer oder mehreren Carboxyl-Gruppen oder Sulfonat-Gruppen).

Obgleich die hydrophoben Substituenten, die vorstehend angesprochen wurden, nicht weniger als 6 Kohlenstoffatome enthalten und keiner speziellen Beschränkung unterliegen, kann man sie beispielsweise in Hinblick auf ein schäumendes Beschichtungsmaterial und des geforderten Grads an Wasserabsorptionsvermögen wählen. Es können Alkyl-Gruppen mit nicht weniger als 6 Kohlenstoffatomen, Alkenyl-Gruppen mit nicht weniger als 6 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl-Gruppen mit nicht weniger als 6 Kohlenstoffatomen, Aryl-Gruppen mit nicht weniger als 6 Kohlenstoffatomen und Aralkyl-Gruppen mit nicht weniger als 7 Kohlenstoffatomen als Substituenten erwähnt werden.

Zu den genannten Monomeren mit einem oder mehreren hydrophoben Substitutenten gehören beispielsweise Monomere vom Styrol-Typ (wie Styrol, α-Methylstyrol, Chlorstyrol und Cyanostyrol), Monomere vom Olefin-Typ (wie Hexen, Octen und Decen), (Meth)acrylester und Maleinsäureester. Sie sind detailliert in Polymer Handbook: Basis, Herausgeber: Japanese Association of Polymer, Baifu-kan (1986) bschrieben; Beispiele für Monomere vom Styrol-Typ sind in Tabelle 5-1 auf Seite 47, Beispiele für Monomere vom Olefin-Typ in Tabelle 1-1 auf Seite 2, Beispiele für Acrylester in Tabelle 10-1 auf Seite 105 und Beispiele für Maleinsäureester in Tabelle 14-1 auf Seite 162 beschrieben; man kann unter diesen Monomeren mit hydrophoben Substituenten auswählen.

Anionische Monomere (Monomere mit einer oder mehreren Carboxyl-Gruppen oder Sulfonat-Gruppen), die verbleibenden Bestandteile der Komponente B, sind beispielsweise Monomere vom Acrylsäure-Typ (wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, 2-Ethylacrylsäure und 3-tert-Butylacrylsäure), Monomere vom Maleinsäure-Typ (wie Maleinsäure, Methylmaleinsäure, Phenylmaleinsäure, Chlormaleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und Muconsäure), 2-Acrylamidpropansulfonsäure, 2-Acrylamid-n-butansulfonsäure, 2-Acrylamid-n-hexansulfonsäure, 2-Acrylamid-n-octansulfonsäure, 2-Acrylamid-n-dodecansulfonsäure, 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure, 2-Acrylamid-2-phenylpropansulfonsäure, 2-Acrylamid-2,4,4-trimethylpentansulfonsäure, 2-Acrylamid-2-(4-chlorphenyl)-propansulfonsäure, 2-Methacrylamid-n-tetradecansulfonsäure, Natrium-4-methacrylamidbenzolsulfonat, 2-Sulfoethylmethacrylat, p-Vinylbenzolsulfonsäure, Styrolsulfonsäure und Ethylensulfonsäure.

Für die Mischpolymeren der Komponente B liegt das Verhältnis der oder genannten Monomeren mit einer oder mehreren hydrophoben Gruppen zu den genannten anionischen Monomeren vorzugsweise im Bereich von 90:10 bis 40:60. Obgleich es ausreicht, jeweils mindestens ein Monomeres mit einem oder mehreren hydrophoben Substituenten und ein anionisches Monomeres einzusetzen, kann eine geringe Menge an anionischen oder nichtionischen Monomeren, die mit den Monomeren mit hydrophoben Substituenten und/oder den anionischen Monomeren polymerisiert werden können, mischpolymerisiert werden, solange sie nicht stören.

Methoden zur Herstellung von Mischpolymeren der Komponente B umfassen beispielsweise eine Polymerisation in wässeriger Lösung, eine Polymerisation in einem Lösungsmittel, eine Umkehrphasen-Emulsionspolymerisation, eine Sedimentationspolymerisation und eine Suspensionspolymerisation.

Bei den Mischpolymeren der Komponente B handelt es sich um anionische hydrophile Polymere, wobei diese Polymeren einen Säure wert vorzugsweise im Bereich von 50 bis 500 und insbesondere im Bereich von 100 bis 300 besitzen. Wenn der Säurewert weniger als 50 beträgt, ist die Wasserlöslichkeit der Mischpolymeren unbefriedigend. Wenn der Säurewert mehr als 500 beträgt, ist die Anionenstärke der Mischpolymeren so stark, daß sie für die erfindungsgemäßen Zwecke ungeeignet sind.

Die Mischpolymeren der Komponente B können ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 1.000 bis 3.000.000 und insbesondere im Bereich von 1.000 bis 100.000 besitzen. Wenn das mittlere Molekulargewicht weniger als 1.000 beträgt, können die Mischpolymeren der Komponente B keine befriedigende Beschichtung bilden, was in Hinblick auf Oberflächenfestigkeit und einer Regelung des Wasserabsorptionsvermögens unerwünscht ist. Wenn das Molekulargewicht größer als 3.000.000 ist, können Betriebsprobleme resultieren, die auf die hohe Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit zurückgehen.

So sind Mischpolymere der Komponente B insbesondere Styrol/Acrylsäure-Mischpolymere, Styrol/(Meth)acrylsäure-Mischpolymere, Styrol/(Meth)acrylsäure/(Meth)acrylsäureester-Mischpolymere, Styrol/Maleinsäurehalbester-Mischpolymere, Styrol/Maleinsäure-Mischpolymere, Styrol/Maleinsäureester-Mischpolymere, Styrol/2-Acrylamid-propansulfonat-Mischpolymere, (Meth)acrylsäure/(Meth)acrylsäureester-Mischpolymere, α-Olefin/Maleinsäure-Mischpolymere und Olefin/Acrylsäure-Mischpolymere. Von diesen sind Styrol/Acrylsäure-Mischpolymere, Styrol/(Meth)acrylsäure-Mischpolymere, Styrol/Maleinsäure-Mischpolymere und α-Olefin/Maleinsäure-Mischpolymere besonders bevorzugt für das Wasserabsorptionsvermögen und Styrol/Acrylsäure-Mischpolymere und α-Olefin/Maleinsäure-Mischpolymere besonders erwünscht, und zwar wegen ihrer ausgezeichneten Abstimmung zwischen hydrophilen Substituenten und hydrophoben Substituenten. So sind Styrol/Acrylsäure-Mischpolymere am meisten bevorzugt, da mit ihnen beide Faktoren zugleich berücksichtigt werden können.

Für die Zusammensetzung gemäß der Erfindung, die das Wasserabsorptionsvermögen regelt und sich hauptsächlich aus den Komponenten A und B zusammensetzt, kann das Verhältnis jeder Komponente (Gewichtsbasis) beispielsweise derart eingeschränkt werden, daß das Verhältnis der Komponente A zur Komponente B (A:B) im Bereich von 20:80 bis 80:20 und insbesondere vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt im Bereich 40:60 bis 60:40 liegt, obgleich das Verhältnis nicht in jedem Fall in dieser Weise eingeschränkt werden kann, da es vom Grad des geforderten Wasserabsorptionsvermögens oder der Trennbarkeit des hergestellten Zeitungspapiers oder der Beschichtungsmenge der Zusammensetzung abhängt.

Es reicht aus, wenn die Zusammensetzung gemäß der Erfindung, die das Wasserabsorptionsvermögen regelt, im wesentlichen nur aus den Komponenten A und B besteht. Eine ausgezeichnete Trennbarkeit kann erreicht werden, wenn die Zusammensetzung mit Mengen im zuvor genannten Bereich beschichtet wird, da vermutlich die Komponente B die Trennbarkeit bestimmt. Um die Trennbarkeit weiter zu verbessern oder als Maßnahme gegen Haftungsprobleme kann man eine kleine Menge eines die Adhäsion unterbindenden Mittels oder Trennmittels in Mengen zugeben, die das Wasserabsorptionsvermögen nicht nachteilig beeinflussen und kein Schäumen auf der Überzugsschicht verursachen. Als Trennkomponenten sind beispielsweise Monoalkenylsuccinat gemäß der JP-A-63.058 960, Adhäsion unterbindende Mittel mit organischen Fluorverbindungen gemäß der JP-A-06.057 688 und Adhäsion unterbindende Mittel mit einem Gehalt an substituierter Bernsteinsäure und/oder Bernsteinsäure-Derivaten als wirksame Komponenten gemäß der JP-A-06.192 995 anzuführen. Die Adhäsion unterbindenden Mittel werden geeigneterweise in Mengen von nicht mehr als 10 % (Gew.-%) zugegeben. Wenn sie in Mengen von mehr als 10 % zugegeben werden, kann es zum Schäumen beim Beschichten kommen.

Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann manchmal eine kleine Menge an anderen Bindemittelkomponenten bis zu einem Grad enthalten, der nicht nachteilig die Trennbarkeit beeinflußt. Andere Bindemittelkomponenten sind beispielsweise Zellulose, wie Methylzellulose, Ethylzellulose und Carboxymethylzellulose; Latices, wie Styrol/Butadien-Mischpolymere, Styrol/Acrylnitril-Mischpolymere und Styrol/Butadien/Acrylsäureester-Mischpolymere; PVAs, wie völlig verseiftes PVA, teilweise verseiftes PVA, amidmodifiziertes PVA, carboxymodifiziertes PVA und sulfonatmodifiziertes PVA; PAMs, wie anionische PAMs; Siliconharze, Erdölharze, Terpenharze, Ketonharze und Coumaronharze. Da PVAs dazu neigen, die Viskosität von feuchtem Papier zu erhöhen, wenn sie auf Papier aufgetragen werden, muß die in der gewählten Kombination eingesetzte Menge sorgfältig beobachtet werden.

Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann Zusätze, wie Konservierungsmittel, Antischäummittel, UV-Schutzmittel, Verfärbungsschutzmittel, Fluoreszenzaufheller, Viskositätsstabilisatoren, Antigleitmittel (antislipping proofing agents) und Füller umfassen, soweit sie nicht stören.

Obgleich die Papiergrundlage gemäß der Erfindung nicht zwingend auf eine Papiergrundlage für Zeitungspapier beschränkt ist, tritt der Effekt gemäß der Erfindung deutlich bei Papiergrundlagen für Zeitungspapier hervor. So wird die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre auf Zeitungspapier nachstehend erläutert.

Papiergrundlagen für Zeitungspapier, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, sind beispielsweise Papiergrundlagen, die unter Verwendung von mechanischer Pulpe (MP), wie Grand-Pulpe (GP), thermo-mechanische Pulpe (TMP; TMP-Holzstoff) und semichemisch/mechanische Pulpe, und chemische Pulpe (CP; Chemo-Holzstoff), verkörpert durch Kraftpulpe (KP; Kraft-Holzstoff), und druckerschwärzefreie Pulpe (DIP), erhalten durch Druckerschwärzebefreiung von Altpapier mit einem Gehalt an den genannten Pulpen bzw. Holzstoffen, und Kreislaufpulpe bzw. Kreislaufholzstoff hergestellt werden, der durch Zerkleinerung von Abfallpapier erhalten wird, das bei der Papierherstellung anfällt, und zwar jeweils für sich oder als Gemisch in beliebigen Verhältnissen. Die Effekte der vorliegenden Erfindung stellen sich besonders mit Papiergrundlagen ein, die so hergestellt werden, daß sie ein Grundgewicht von weniger als 46 g/m² besitzen. Bei einer Papiergrundlage mit einem Grundgewicht von weniger als 46 g/m² befriedigt die Oberflächenfestigkeit; die Veränderung der Maße und die Verminderung der Flüssigkeit beim Befeuchten mit Wasser beim Offset-Druck sind vernachlässigbar, so daß es bei derartigem Papier nicht erforderlich ist, das Wasserabsorptionsvermögen und die Oberflächenfestigkeit zugleich durch äußere Zugabe von Mitteln zu verbessern.

Der Anteil von DIP in der Zusammensetzung der Papiergrundlage gemäß der Erfindung kann beliebig sein und im Bereich von 0 bis 100 % liegen, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 70 %, und zwar im Hinblick auf den jüngsten Trend in Richtung auf einen erhöhten Gehalt an DIP.

Papiergrundlagen für Zeitungspapier können Füllstoffe für die Papierherstellung enthalten, beispielsweise weißen Kohlenstoff, Tonerde, Siliziumdioxid, Talk, Titaniumoxid, Calciumcarbonat, synthetische Harze (wie Vinylchlorid-Harze, Polystyrol-Harze, Harnstoff/Formalin-Harze, Melamin-Harze, Styrol/Butadien-Mischpolymerharze); Verstärkungsmittel für die Papierfestigkeit, wie Polyacrylamid-Polymere, Polyvinylalkohol-Polymere, kationisierte Stärke, Harnstoff/Formalin-Harze und Melamin/Formalin-Harze; Mittel zur Verbesserung des Mahlungsgrades oder der Ausbeute, wie Salze von Acrylamid/Aminomethylacrylamid-Mischpolymeren, kationisierte Stärke, Polyethylenimin, Polyethylenoxid und Acrylamid/Natriumacrylat-Mischpolymere; Hilfsmittel, wie Alumi niumsulfat, UV-Schutzmittel und Antiverfärbungsmittel. Diese Mittel sollten in Mengen zugegeben werden, die den das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Effekt der Zusammensetzung gemäß der Erfindung nicht beeinträchtigen. In jedem Fall soll die Papiergrundlage physikalische Eigenschaften besitzen, die einen Druck mit einer Offset-Druckerpresse gestatten; es reicht aus, wenn die Papiergrundlage physikalische Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Dehnung, besitzt, die mit den Eigenschaften üblicher Papiergrundlagen für Zeitungspapier vergleichbar sind.

Obgleich Papiergrundlagen, die einer inneren Zugabe von Leimungsmitteln unterworfen worden sind, als Papiergrundlage für Zeitungspapier verwendet werden können, zeigen sich die Effekte der vorliegenden Erfindung deutlicher, wenn eine Papiergrundlage ohne innere Zugabe dieser Mittel verwendet wird, da es ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist, die Probleme zu überwinden, die bei innerer Zugabe auftreten. Eine äußere Zugabe der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann ein Wasserabsorptionsvermögen vorsehen, das dem bei innerer Zugabe von Leimungsmitteln entspricht oder besser ist, und zwar selbst ohne eine innere Zugabe von Leimungsmittel. Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann in befriedigender Weise für Zeitungspapier einer Wasserabsorptions-Tüpfelkapazität von weniger als 10 sec gemäß dem Wasserabsorptionsgrad-Tropfentest herangezogen werden, der nachstehend angesprochen wird.

Es sind zwei Methoden zur Bewertung des Wasserabsorptionsgrad von Papier mit geringem Leimungsgrad, wie Zeitungspapier, bekannt. Bei einer Methode handelt es sich um den Wasserabsorptionsgrad-Tropfentest gemäß Japan TAPPI No. 33, bei dem man 1 μl Wasser auf die Papieroberfläche tropft und die Zeit bestimmt, die zum Absorbieren des Wassertropfens erforderlich ist. Die andere Methode besteht darin, daß man den Kontaktwinkel (Kontaktwinkeltest) bestimmt. Für die erfindungsgemäßen Zwecke tropft man 5 μl Wasser auf und bestimmt den Kontaktwinkel des Wassertropfens nach einer vorgegebenen Zeitspanne (5 sec). Nach diesen Bewertungsmethoden fällt das Wasserabsorptionsvermögen größer aus (Wasserabsorptionskapazität wird größer), wird die Zeit zum Absorbieren nach dem Wasserabsorptionskapazitäts-Tüpfeltest länger und wird der Kontaktwinkel größer und länger bei dem Kontaktwinkel-Test beibehalten.

Erfindungsgemäß kann das Wasserabsorptionsvermögen in einem breiten Bereich geregelt werden, beispielsweise von 10 sec bis zu 1000 sec gemäß dem Wasserabsorptionsgrad-Tropfentest; indem man eine Überzugsschicht mit einem Gehalt an der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung auf Zeitungspapier vorsieht. Nach dem Kontaktwinkel-Test kann ein Wasserabsorptionsvermögen im Bereich von 75 ° bis 95 ° erreicht werden. So kann man das Wasserabsorptionsvermögen von Zeitungspapier, das auf diese Weise hergestellt worden ist, auf einen vorgegebenen Wert einstellen, indem man die Komponenten und die Anteile in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung und die Menge der erfindungsgemäßen Zusammensetzung variiert, die aufzutragen ist.

Obgleich der Grad des Wasserabsorptionsvermögens von Zeitungspapier fallweise nach den jeweiligen Anforderungen eingestellt werden kann und keinen speziellen Beschränkungen unterliegt, liegt das Wasserabsorptionsvermögen vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 sec (gemäß Wasserabsorptionsgrad-Tropfentest) und im Bereich von 80 ° bis 95 ° (gemäß Kontaktwinkel-Test).

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Druckpapier, insbesondere Zeitungspapier, mit verbessertem Wasserabsorptionsvermögen gemäß der Erfindung kann man dadurch erhalten, daß man einen Beschichter zum Auftragen der das Was serabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung auf eine oder auf beide Seiten der Papiergrundlage einsetzt, die für den Druck vorgesehen ist.

Die Mengen der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung, die aufzutragen sind, sind in Abhängigkeit von dem Maß an Wasserabsorptionsvermögen zu bestimmen, das für das herzustellende Druckpapier gefordert wird; sie unterliegen keinen speziellen Beschränkungen. In Hinblick auf die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe zeigt die Zusammensetzung gemäß der Erfindung jedoch ihre Wirkung, wenn sie in Mengen von 0,05 bis 2,0 g/m² (Gesamtmenge an festen Bestandteilen der Komponenten A und B) pro Papierseite aufgetragen wird. Wenn die Zusammensetzung gemäß der Erfindung in Mengen von weniger als 0,05 g/m² aufgetragen wird, kann das Wasserabsorptionsvermögen nicht oder nur begrenzt verbessert werden, da möglicherweise keine ausreichende Sperrschicht durch die Zusammensetzung ausgebildet werden kann. Wenn andererseits die aufzutragende Menge 2,0 g/m² überschreitet, kann die Trennbarkeit beeinflußt werden. So kann die Haftfestigkeit zunehmen, so daß es unwirtschaftlich ist, eine derartige Menge zu wählen. Wenn man den Einsatz der Zusammensetzung gemäß der Erfindung für Zeitungspapier betrachtet, so ist es erwünscht bzw. notwendig, das Wasserabsorptionsvermögen, die Oberflächenfestigkeit und die Trennbarkeit in aufeinander abgestimmter Weise zu verbessern. Wenn man diese drei Faktoren gemeinsam betrachtet, ist es erwünscht, die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung im Bereich von 0,1 bis 0,6 g/m² aufzutragen.

Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann auf die Papiergrundlage für Druckpapier mit einer üblichen Zweiwalzenleimungspresse, einem Stangenbeschichter, einem Luftmesserbeschichter, einem Spaltwalzenbeschichter oder einem Blattmesserbeschichter (blade rod metalling coater) aufgetragen werden, wobei Beschichtungsmittel für eine Beschich tungsübertragung, beispielsweise ein Spaltwalzenbeschichter und ein Blattmesserbeschichter (blade rod metalling coater), als Beschichtungsmittel bevorzugt sind. Der Effekt der Erfindung tritt besonders deutlich hervor, wenn ein Spaltwalzenbeschichter eingesetzt wird. Die Anwendung eines Spaltwalzenbeschichters kann allerdings die Schwäche haben, daß kein ausreichendes Wasserabsorptionsvermögen mit üblichen Oberflächenleimungsmitteln vorgesehen werden kann. Jedoch kann die Zusammensetzung gemäß der Erfindung, wenn sie in Mengen des zuvor angegebenen Bereichs aufgetragen wird, das Wasserabsorptionsvermögen effizient verbessern, und zwar selbst unter den genannten Umständen.

Eine Beschichtungsflüssigkeit, die hauptsächlich eine das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung umfaßt, ist besonders für einen Spaltwalzenbeschichter geeignet. Wenn oxidierte Stärke allein mit einem Spaltwalzenbeschichter aufgetragen wird, treten gern Streifenmuster auf der Überzugsschicht auf. Wenn andererseits die Beschichtungsflüssigkeit der Zusammensetzung gemäß der Erfindung aufgetragen wird, werden derartige Streifenmuster kaum beobachtet, wobei die Beschichtungsflüssigkeit gleichmäßiger aufgetragen werden kann.

Wenn die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung nicht nur auf allgemeines Druckpapier, sondern auch auf eine Papiergrundlage für Zeitungspapier aufgetragen wird, ist es erwünscht, die Zusammensetzung auf beide Seiten des Papiers mit einem Spaltwalzenbeschichter aufzutragen. In einem derartigen Fall wird ein Beschichten mit einem maschineneigenen Beschichter (on-machine coater) aus Produktivitätsgründen bevorzugt.

Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann auf beide Seiten einer Papiergrundlage für Zeitungspapier in Mengen von 0,1 bis 0,6 g/m² mit einem Spaltwalzenbeschichter aufgetragen werden.

Obgleich für Papiergrundlagen für Zeitungspapier behauptet wird, daß es wegen der Unebenheit der Oberfläche der Papiergrundlage schwierig sei, eine Wasserabsorptionssperrschicht auf der Oberfläche der Papiergrundlage durch äußere Zugabe (insbesondere mit einem Spaltwalzenbeschichtersystem) selbst bei Mengen vorzusehen, die in einem Bereich relativ kleiner Mengen liegen, kann die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung ihre Wirkung auf das Wasserabsorptionsvermögen selbst bei relativ kleinen Beschichtungsmengen entfalten.

Obgleich es bekannt ist, daß das Auftragen von anionischen styrolsauren Monomer-Mischpolymeren auf Papier mit Hilfe einer Leimungspresse den dynamischen/statischen Reibungskoeffizienten herabsetzt, liegt im allgemeinen der dynamische Reibungskoeffizient von Zeitungspapier, das auf diese Weise hergestellt wird, vorteilhaft im Bereich von 0,40 bis 0,70. Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung zeigt jedoch keine derartige Tendenz; wenn eine Überzugsschicht mit einem Gehalt an der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung auf der Oberfläche von Druckpapier vorgesehen wird, wird der Reibungskoeffizient nicht herabgesetzt; die spezielle Zugabe von Antigleitmitteln ist nicht erforderlich.

Die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann besser das Wasserabsorptionsvermögen von Papier-Überseiten als das von Siebseiten mit einer kleinen Überzugsmenge verbessern. Zeitungspapier, für das die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung verwendet worden ist, kann das Maß an Wasserabsorptionsvermögen in einem breiten Bereich regeln, so daß verschiedenen Tintentypen Rechnung getragen werden kann, die beim Druck eingesetzt werden. So darf man davon ausgehen, daß die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Verbindung gemäß der Erfindung voll für Drucke eingesetzt werden kann, für die Spezialtinten, wie Emulsionstinte, bei der Wasser (damping water) mit einer öligen Tinte gemischt wird, und Tinte hoher Klebrigkeit bei wasserfreien Lithographien verwendet werden.

Im allgemeinen ist es schwieriger, Zeitungspapier zu verbessern als allgemeines Druckpapier. Daher ist es schwierig, unmittelbar Technologien für allgemeines Druckpapier auf Zeitungspapier anzuwenden. Jedoch ist es relativ leicht, Technologien für Zeitungspapier auf allgemeines Druckpapier anzuwenden. So kann die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung nicht nur für Zeitungspapier, sondern auch für allgemeines Druckpapier eingesetzt werden, um beispielsweise das Wasserabsorptionsvermögen zu verbessern.

Durch Einsatz der das Wasserabsorptionsvermögen regelnden Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann Druckpapier unterschiedlicher Provenienz mit unterschiedlichen Leimungseigenschaften leicht hergestellt werden, ohne daß man eine innere Zugabe von Leimungsmitteln vorsehen muß, wodurch Betriebsprobleme ausgelöst werden können; gleichzeitig kann die Oberflächenfestigkeit verbessert werden.

Papier mit verbessertem Wasserabsorptionsvermögen kann man dadurch erhalten, daß man die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung in einer Menge von 0,05 bis 2,0 g/m² (für eine Seite) auf Papiergrundlagen für Druckpapier mit einem Spaltwalzenbeschichter aufträgt. Ferner kann man Zeitungspapier, das sich für einen Hochgeschwindigkeits-Offset-Druck eignet und bei dem das Wasserabsorptionsvermögen, die Oberflächenfestigkeit und die Trennbarkeit zugleich in guter Abstimmung verbessert sind, dadurch erhalten, daß man die Zusammensetzung gemäß der Erfindung in einer Menge von 0,1 bis 0,6 g/m² (für eine Seite) auf Zeitungspapier mit Hilfe eines Spaltwalzenbeschichters aufträgt. Obgleich die Gründe für die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht voll geklärt sind, kann man sich folgendes denken.

Es ist anzunehmen, daß die das Wasserabsorptionsvermögen regelnde Zusammensetzung gemäß der Erfindung das Wasserabsorptionsvermögen dadurch regeln kann, daß eine hydrophobe komplexe Überzugsschicht ausgebildet wird, wenn man die Papiergrundlage beschichtet und danach trocknet. Die Komponenten A (kationische PAMs) und die Komponenten B (anionische wasserlösliche Polymere mit einer oder mehreren hydrophoben Gruppen) bilden einen ionischen Komplex und letztlich einen Überzug, bei dem die hydrophoben Substituenten nach außen orientiert sind, so daß eine hydrophobe Sperrschicht auf der Papieroberfläche gebildet wird.

Wenn man nur die Verbesserung des Wasserabsorptionsvermögens betrachtet, ist anzunehmen, daß eine alleinige Anwendung von Komponenten B ausreicht. Es wird jedoch angenommen, daß die Komponenten A in wirksamer Weise die Komponenten B ionisch oder chemisch auf der Papieroberfläche zurückhalten, so daß die Komponente A eine sehr vorteilhafte Wirkung auf die Ausbildung der Beschichtung ausübt, was zur Verbesserung des Wasserabsorptionsvermögens führt.

Zusätzlich wird angenommen, daß die Komponenten A beträchtlich zur Verbesserung der Oberflächenfestigkeit und auch zum Rückhalt der Komponenten B beitragen.

Hierin wird unter Bezugnahme auf Herstellungsbeispiele, Beispiele und Vergleichsbeispiele die vorliegende Erfindung im einzelnen beschrieben. Sie ist aber nicht auf diese Beispiel beschränkt. Teile und % bedeuten in der Beschreibung Gewichtsteile und Gewichts %.
Herstellung von verschiedenen PAMs
Herstellungsbeispiel 1
Synthese von PAM-1
Nachdem N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat (7,8 g), 40 wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfatlösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfitlösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-1) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 740000.
Herstellungsbeispiel 2
Synthese von PAM-2
Nachdem N,N-Dimethylaminopropylacrylamid (7,8 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-2) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 660000.
Herstellungsbeispiel 3
Synthese von PAM-3
Nachdem 80% Methacryloyl-oxyethyltrimethylammoniumchlorid (7,8 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-3) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 740000.
Herstellungsbeispiel 4
Synthese von PAM-4
Nachdem 60% Methacryloyl-oxyethyl-dimethylbenzylammoniumchlorid (22,5 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-4) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 820000.
Herstellungsbeispiel 5
Synthese von PAM-5
Nachdem 60% Acrylamid-propyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid (23,6 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-5) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 620000.
Herstellungsbeispiel 6
Synthese von PAM-6
Nachdem 60% Acrylamid-propyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid (23,6 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (5 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-6) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 50000.
Herstellungsbeispiel 7
Synthese von PAM-7
Nachdem 80% Methacryloyl-oxyethyl-trimethyl-ammoniumchlorid (5,2 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (174,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-7) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 1040000.
Herstellungsbeispiel 8
Synthese von PAM-8
Nachdem 60% Methacryloyl-oxyethyl-dimethylbenzylammoniumchlorid (9,0 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (174,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-8) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 1480000.
Herstellungsbeispiel 9
Synthese von PAM-9
Nachdem 60% Acrylamidpropyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid (9,4 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (174,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-9) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 1050000.
Herstellungsbeispiel 10
Synthese von PAM-10
Nachdem 80% Methacryloyl-oxyethyl-trimethyl-ammoniumchlorid (5,2 g), Itaconsäure (2,6 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (170,4 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-10) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 600000.
Herstellungsbeispiel 11
Synthese von PAM-11
Nachdem 60% Methacryloyl-oxyethyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid (9,0 g), Itaconsäure (2,6 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (170,4 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-11) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 520000.
Herstellungsbeispiel 12
Synthese von PAM-12
Nachdem 60% Acrylamid-propyl-dimethyl-benzyl-ammoniumchlorid (9,4 g), Itaconsäure (2,6 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (170,4 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-12) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 560000.
Herstellungsbeispiel 13
Synthese von PAM-13
Nachdem 60% Methacryloyl-oxyethyl-trimethyl-ammoniumchlorid (22,5 g), 80 % Acrylsäure (4,5 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (160,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-13) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 680000.
Herstellungsbeispiel 14
Synthese von PAM-14
Nachdem 60% Acrylamid-propyl-dimethyl-benzyl-ammoniumchlorid (9,4 g), 80 % Acrylsäure (1,8 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (170,4 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-14) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 860000.
Herstellungsbeispiel 15
Synthese von PAM-15
Nachdem 40% wäßrige Acrylamidlösung (177,8 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (5 g) zu der Reaktionslösung zugegeben. Nachdem die Reaktionsmischung bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen worden war, wurde sie auf 60 °C abgekühlt und 1 % wäßrige Natriumhydroxidlösung (7,0 g), 37 Formaldehyd (1,6 g) und 50 % Dimethylamin (2,0 g) wurden hinzugegeben. Nachdem die Reaktion wieder durchgeführt worden war, wurde ein Polymer (PAM-15) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 900000.
Herstellungsbeispiel 16
Synthese von PAM-16
Nachdem 40% wäßrige Acrylamidlösung (177,8 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (5 g) zu der Reaktionslösung zugegeben. Nachdem die Reaktionsmischung bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen worden war, wurde sie auf 60 °C abgekühlt und 1 % wäßrige Natriumhydroxidlösung (7,0 g), 37 Formaldehyd (3,2 g) und 50 % Dimethylamin (4,0 g) wurden hinzugegeben. Nachdem die Reaktion wieder durchgeführt worden war, wurde ein Polymer (PAM-16) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 960000.
Herstellungsbeispiel 17
Synthese von PAM-17
Nachdem N,N-Dimethylamino-ethylmethacrylat (7,8 g), 40 wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (7 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für 30 Minuten reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-17) erhalten.
Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 330000.
Herstellungsbeispiel 18
Synthese von PAM-18
Nachdem N,N-Dimethylamino-propylacrylamid (7,8 g), 40 wäßrige Acrylamidlösung (168,6 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (15 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (5 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für 3 Stunden reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-18) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 3000000.
Herstellungsbeispiel 19
Synthese von PAM-19
Nachdem 80 % Methacryloyl-oxyethyl-trimethyl-ammoniumchlorid (5,2 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (174,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (5 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für 30 Minuten reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-19) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 200000.
Herstellungsbeispiel 20
Synthese von PAM-20
Nachdem 80% Methacryloyl-oxyethyl-trimethyl-ammoniumchlorid (5,2 g), Itaconsäure (2,6 g), 40 % wäßrige Acrylamidlösung (170,4 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurde 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (15 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (5 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für 2 Stunden reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-20) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 1800000.
Herstellungsbeispiel 21
Synthese von PAM-21
Nachdem 60 % Methacryloyl-oxyethyl-dimethylbenzylammoniumchlorid (22,5 g), 80 % Acrylsäure (4,5 g), 40 wäßrige Acrylamidlösung (160,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (5 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine halbe Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-21) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 180000.
Herstellungsbeispiel 22
Synthese von PAM-22
Nachdem 40 % wäßrige Acrylamidlösung (177,8 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-22) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 850000.
Herstellungsbeispiel 23
Synthese von PAM-23
Nachdem 40 % wäßrige Acrylamidlösung (160,0 g) 40 % wäßrige Methacrylamidlösung (17,8) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde. Als nächstes wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-23) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 790000.
Herstellungsbeispiel 24
Synthese von PAM-24
Nachdem 80 % wäßrige Acrylsäurelösung (5,2 g), 40% wäßrige Acrylamidlösung (174,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen. Dann wurde nach dem Abkühlen ein Polymer (PAM-24) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 900000.
Herstellungsbeispiel 25
Synthese von PAM-25
Nachdem 40 % wäßrige Acrylamidlösung (174,0 g) und Ionenaustausch-Wasser (300 g) in einen Vierhalskolben zugegeben wurden, der mit einem Rückflußkühler versehen ist und die gemischte Lösung auf 60°C in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt wurde, wurden 1 % wäßrige Ammoniumpersulfat-Lösung (10 g) und 1 % wäßrige Natriumhydrogensulfit-Lösung (2 g) zu der Reaktionslösung zugegeben und bei 85 °C für eine Stunde reagieren gelassen.
Mittels Hydrolyse mit 3 % wäßriger Kaliumhydroxidlösung wurde ein Polymer (PAM-25) erhalten. Das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht von diesem Polymer betrug 550000.
Anionische Mischpolymere mit hydrophobem oder hydrophoben Substituenten.
In bezug auf die Komponente B wurden die folgenden sechs Polymertypen verwendet.

B-1: Styrol/Maleinsäure-Mischpolymer gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht = 1700
B-2: Styrol/Maleinsäure-Mischpolymer gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht = 13000
B-3: Styrol/Acrylsäure-Mischpolymer gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht = 39000 (Oxidationszahl = 230)
B-4: Styrol/Acrylsäure-Mischpolymer gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht = 19600 (Oxidationszahl = 230)
B-5: Styrol/Acrylsäure-Mischpolymer gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht = 39000 (Oxidationszahl = 150)
B-6: α-Olefin/Maleinsäure-Mischpolymer gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht = 25000

Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit
Mittels der gemeinsamen Zugabe der wäßrigen Lösung von jedem PAM (Komponente A), die für die vorliegende Erfindung relevant ist und der von einem anionischen Mischpolymer mit hydrophobem(n) Substituent(en) (Komponente B) in einem vorgeschriebenen Verhältnis kann eine Beschichtungsflüssigkeit der erfindungsgemäßen das Wasserabsorbtionsvermögen kontrollierenden Verbindung leicht hergestellt werden. Eine Beschichtungsflüssigkeit, die ein unlösliches Präzipitat in der Mischung bildet, ist für die vorliegende Erfindung unvorteilhaft.
Herstellung eines Zeitungsdruckrohpapiers
35 Teile von DIP (Deinkter Pulpe), 30 Teile von TMP (thermomechanischer Pulpe), 20 Teile GP(Grand Pulpe)und 15 Teile KP (Kraftpulpe bzw. Kraftzellstoff) wurden gemischt und ausgelaugt, um den Entwässerungsgrad auf 200 einzustellen. Diese gemischte Pulpe wurde zu einem ungeleimten und – unkalandrierten Zeitungsdruckrohpapier mit einer Rate von 900 m/min, unter Verwendung einer Bervet-Papierbildungsmaschine, hergestellt. Dieses Rohpapier hat 43 g/m² Gewicht, 0,65 in der Dichte, 51% im Weißgrad, 60 Sekunden in der Glätte, 0,45 beim statischen Reibungskoeffizienten und 0,56 beim dynamischen Reibungskoeffizienten, der gleich zum Wasserabsorbtionsvermögen in allen anderen Papiereigenschaften (zum Beispiel der Widerstandskraft) bei einem allgemeinen Zeitungsdruckpapier ist. Zusätzlich enthält dieses Rohpapier kein inneres Leimungsmittel und zeigt ein Wasserabsorptionsvermögen von 5 Sekunden mittels des Wasserabsorbtionskapazitäts-Tüpfeltests.
Herstellung eines Zeitungsdruckpapiers
Beispiele 1 bis 138
Mittels der Zugabe der wäßrigen Lösung von anionischen Mischpolymeren (B-1 bis B-6) mit hydrophobem(n) Substituent(en) zu der wäßrigen Lösung aus verschiedenen PAMs (PAM-1 bis PAM-23) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffsanteils-Gewichtsverhältnis), wurde eine Beschichtungslösung von einer vorbestimmten Konzentration hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in einer Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m² unter Verwendung eines Mayorstabes (bzw. eines Mayerstabes) aufgebracht. Nach der Aufbringung wird ein Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrierung erhalten.
Vergleichsbeispiele 1 bis 18
Mittels der Zugabe der wäßrigen Lösung von anionischen Mischpolymeren (B-1 bis B-6) mit hydrophobem(n) Substituent(en) zu der wäßrigen Lösung aus verschiedenen PAMs (PAM-24 bis PAM-25) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffsanteils-Gewichtsverhältnis) wurde eine Beschichtungslösung von einer vorbestimmten Konzentration hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in einer Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m² unter Verwendung eines Mayorstabes aufgebracht. Nach der Aufbringung wird ein Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrierung erhalten.
Allein aus Lösungen von anionischen Mischpolymeren (B1 bis B-6) mit hydrophoben Substituenten wurden Anstrichlösungen auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in der Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m², unter Verwendung eines Mayorstabs, aufgebracht. Nach der Aufbringung wurde Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrieren erhalten.
Vergleichsbeispiele 19 bis 43
Allein aus Lösungen aus verschiedenen PAMs (PAM-1 bis PAM-23) wurden Anstrichlösungen von einer vorbestimmten Konzentration hergestellt. Die erhaltenen Anstrichslösungen wurden auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in der Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m², unter Verwendung eines Mayorstabs, aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrieren erhalten.
Auf den Zeitungsdruckpapieren der Beispiele 1 bis 138 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 43 wurde der Wassertröpfchenabsorbtionsgrad auf der Filzoberfläche gemessen. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 bis 7 zusammengefaßt. Die Messung des Wassertröpfchenabsorbtionsgrades: Gemäß der japanischen TAPPI Nr.33 (Testmethode für die Wasserabsorbtionsrate auf einem Absorbtionspapier) wurden Tests unter Verwendung von 1 μl Wassertröpfchenmenge durchgeführt.
Des weiteren bedeutet beim Wassertröpfchenabsorbtionsgrad "> 300, daß der Wassertröpfchenabsorbtionsgrad mehr als 300 Sekunden beträgt." Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 7
Wie aus den Tabellen 1 bis 7 gesehen werden kann, zeigen die folgenden Kombinationen einen Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad von über 300 Sekunden, d.h. ein hohes Wassertröpfchen-Absorbtionsvermögen:

1) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und N,N-Dimethylacrylat/Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure Mischpolymer (zum Beispiel PAM-1/B-3)
2) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Methacryloyl-oxyethyltrimethyl-ammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (zum Beispiel PAM-3/B-3, PAM-7/B-3)
3) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Methacryloyl-oxyethyldimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (zum Beispiel PAM-4/B-3, PAM-8/B-3)
4) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Methacryloyl-oxyethyldimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Maleinsäure (zum Beispiel PAM-8/B-1)
5) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Acrylamid-propyldimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Maleinsäure (zum Beispiel PAM-9/B-1)
6) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Acrylamid-propyldimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (zum Beispiel PAM-9/B-3)
7) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Acrylamid-propyldimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus α-Olefin und Maleinsäure (zum Beispiel PAM-9/B-6)
8) Mischpolymer aus Acrylamid und Itaconsäure und Acrylamidpropyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Maleinsäure (zum Beispiel PAM-12/B-3)
9) PAM-Mischpolymer aus Acrylamid und Itaconsäure und Methacryloyl-oxyethyl-dimethylbenzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Maleinsäure (zum Beispiel PAM-13/B-3)
10) PAM Mischpolymer aus Acrylamid und Acrylsäure und Acrylamid-propyl-dimethyl-benzylammoniumchlorid/Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (zum Beispiel PAM-14/B-3)
11) Mittels Mannich-Reaktion modifiziertes PAM/ Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (zum Beispiel PAM-15/B-1)
12) Mittels Mannich-Reaktion modifiziertes PAM/ Mischpolymer aus Styrol und Maleinsäure (zum Beispiel PAM-15/B-1)
13) PAM (Homopolymer aus Acrylamid)/Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (zum Beispiel PAM-22/B-3)

Vergleichsbeispiel 44
Mittels der Zugabe einer wäßrigen Lösung von einem amphoteren PAM (Handelsname: POLYSTRON 696, erhältlich bei Arakawa Kogyo K.K) zu einer wäßrigen Lösung aus einem anionischem PAM (Handelsname: POLYSTRON 117, erhältlich bei Arakawa Kogyo K.K) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteils-Gewichtsverhältnis) wurde eine Beschichtungslösung von einer vorbestimmten Konzentration hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in einer Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m² unter Verwendung eines Mayorstabes aufgebracht. Danach wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrieren erhalten.
Beschichtungsmenge: 0,88 g/m² Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 6 Sekunden
Beispiele 139 bis 153
Unter Kombinationen von PAM/(anionischem Mischpolymer mit hydrobem(n) Substituent(en), bei denen ein hohes Wasser-Absorbtionsvermögen erreicht wird, wurden Beschichtungslösungen einer vorbestimmten Konzentration in fünf Mischungsverhältnissen (PAM : anionisches Mischpolymer = 80:20, 60:40, 50:50, 40:60 und 20:80 (Feststoffanteisl-Gewichtsverhältnis)) hergestellt. Die erhaltenen Beschichtungslösungen wurden auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in einer Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m², unter Verwendung eines Mayorstabs, aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrieren erhalten.
Vergleichsbeispiele 44 bis 58
Unter Kombinationen von PAM/(anionischem Mischpolymer mit hydrobem(n) Substituent(en), bei denen ein hohes Wasser-Absorbtionsvermögen erreicht wird, wurden Beschichtungslösungen einer vorbestimmten Konzentration in zwei Mischungsverhältnissen (PAM : anionisches Mischpolymer = 100:0 und 0:100) hergestellt, das heißt mit einem PAM allein oder mit einem anionischen Mischpolymer. Die erhaltenen Beschichtungslösungen wurden auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in einer Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m², unter Verwendung eines Mayorstabs, aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrieren erhalten.
Auf dem erhaltenen Zeitungsdruckpapier wurde eine Beurteilung der Zeit des Wassertröpfchen-Absorbtionsvermögens durchgeführt, das auf dem Kontaktwinkel und der Messung des Kontaktwinkels nach einer Zeitspann von 5 Sekunden vom Tropfvorgang basiert.
Die Beurteilung der Zeit des Wassertröpfchen-Absorbtionsvermögens basiert auf dem Kontaktwinkel: Nach dem Tropfen von 5 μl Wasser auf ein Zeitungsdruckpapier, wurde die verstrichene Zeit vom Tropfvorgang bis der Kontaktwinkel des Wassertropfens mehr als 20 Grad erreicht gemessen (Einheit: Sekunden). Bei der Beurteilung der Zeit der Wasser-Absorbtionsvermögens, "> 180 bedeutet, daß die Zeit des Wasser-Absorbtionsvermögens über 180 Sekunden liegt." Messung des Kontaktwinkels nach 5 Sekunden vom Tropfvorgang: Nach dem Tropfen von 5 μl Wasser auf ein Zeitungsdruckpapier wurde der Kontaktwinkel nach dem Verstreichen von 5 Sekunden des Tropfens gemessen (Einheit Grad). Der Kontaktwinkel wurde unter Verwendung eines dynamischen Absorptionstesters 1100 DAT (Fibro Co.) gemessen.
Für die Beispiel 139 bis 153 und Vergleichsbeispiele 44 bis 58 werden die gemessenen Werte der Zeit des Wasser-Absorbtionsvermögen, basierend auf dem Kontaktwinkel, in den Tabellen 8 und 9 zusammengefaßt. Tabelle 8 Ergebnisse der Wasserabsorbtionszeit Messung mittels des Kontaktwinkels
Tabelle 9 Ergebnisse der Wasserabsorptionszeit Messung mittels Kontaktwinkels
Aus den Tabellen 8 und 9 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Komponenten A und B nicht das Wasser-Absorbtionsvermögen allein bewirken, sondern nur die Kombination der beiden Komponenten können das Wasser-Absorbtionsvermögen bewirken.
Zusätzlich werden für die Beispiel 139 bis 153 und die Vergleichsbeispiel 44 bis 58 die gemessenen Ergebnisse des Kontaktwinkels nach dem Verstreichen von 5 Sekunden vom Tropfen in den Tabellen 10 und 11 zusammengefaßt. Tabelle 10 Ergebnisse der Messung des Kontaktwinkels, die 5 Sekunden nach dem Tropfvorgang durchgeführt wurde.
Tabelle 11 Ergebnisse der Messung des Kontaktwinkels, die 5 Sekunden nach dem Tropfvorgang durchgeführt wurde.
Aus den Tabellen 10 und 11 wird für die Vergleichsbeispiele der Zeitungsdruckpapiere vermutet, daß der Kontaktwinkel nach dem Verstreichen von 5 Sekunden vom Tropfen sich verringert hat und eine Deformation des Wassertropfens geschehen ist. Daher wird auch vom Standpunkt des Kontaktwinkels verstanden, daß die Beispiele der Zeitungsdruckpapiere bezüglich des Wasser-Absorbtionsvermögens überlegen sind.
Des weiteren werden für die Beispiele 139 bis 153 die gemessenen Ergebnisse des Wassertröpfchen-Absorbtionsvermögens in Tabelle 12 zusammengefaßt. Tabelle 12 Ergebnisse der Messung der Tüpfel-Wasserabsortionskapazität
Aus den Tabellen 8, 10 und 12 kann ein gewisser Grad des Zusammenhangs zwischen den Ergebnissen der Kontaktwinkelmethode (die Wasserabsortionszeit basiert auf dem Kontaktwinkel oder dem Kontaktwinkel nach dem Verstreichen von 5 Sekunden vom Tropfenvorgang) und denen des Wasserabsorbtionskapazitäts-Tüpfeltes festgestellt werden und daher kann die Beurteilung des Wasser-Absorbtionsvermögens mittels jeder Methode allein durchgeführt werden.
Vergleichsbeispiele 59 bis 81
Mittels der Zugabe einer wäßrigen Lösung von einem kationischen PAM und einer wäßrigen Lösung von einem anionischem PAM (PAM-24 oder PAM-25, HARICOAT G-3000 (Handelsname), erhältlich bei Harima Kasei K.K. oder POLYSTRON 117 (Handelsname), erhältlich bei Arakawa Kogyo K.K), das in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteils-Gewichtsverhältnis) wichtig für die vorliegende Erfindung ist, wurde eine Beschichtungslösung einer vorbestimmten Konzentration hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf das obige Zeitungsdruckrohpapier in einer Beschichtungsmenge von 0,8 bis 2,0 g/m² unter Verwendung eines Mayorstabes aufgebracht. Danach wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Kalandrieren erhalten.
Für die Vergleichsbeispiele 59 bis 81 werden die gemessenen Ergebnisse des Kontaktwinkels nach dem Verstreichen von 5 Sekunden vom Tropfvorgang in Tabelle 13 zusammengefaßt. Tabelle 13
Unter Kombination von einem kationischen PAM und einem anionischen PAM, die für die vorliegende Erfindung wichtig sind, beträgt der Kontaktwinkel nach dem Verstreichen von 5 Sekunden vom Tropfvorgang 60 Grad oder weniger und ein einfaches Mischen des kationischen PAM und des anionischen PAM kann nicht die Wirkung der Verleihung des Wasser-Absorbtionsvermögens bereitstellen. Der Vergleich der Tabelle 11 mit der Tabelle 13 zeigt, daß die gemeinsame Verwendung des kationischen PAM, das für die vorliegende Erfindung relevant ist und einem anionischen PAM, das irrelevant für die vorliegende Erfindung ist, eine niedrigere Wirkung des Erreichens des Wasser-Absorbtionsvermögen bereitstellt als die alleinige Verwendung eines kationischen PAM, das für die vorliegende Erfindung relevant ist.
Beispiele 154 bis 167
Unter Zugabe einer wäßrigen Lösung des anionischen Mischpolymers mit hydrophobem(n) Substituent(en) zu einer wäßrigen Lösung aus kationischem PAM mit einem vorgeschriebenen Mischungsverhältnis (Festoffanteil des Gewichtsverhältnis), wurde eine Beschichtungslösung einer vorgeschriebenen Konzentration hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers, unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters (gate roll coater), aufgetragen. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalandrierung erhalten.
Vergleichsbeispiele 82 und 83
Eine wäßrige Lösung eines kationischen PAM (PAM-1 oder PAM-13) wurde auf eine vorbestimmte Konzentration eingestellt, um eine Beschichtungslösung herzustellen. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers, unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters, aufgetragen. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalandrierung erhalten.
Bei den Beispielen 154 bis 167 und den Vergleichsbeispielen 82 und 83 wurde die Beschichtungsmenge, der Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad, der Kontaktwinkel, die Ablösekraft, der Oberflächenwiderstand A (Bedruckkraft mittels eines Prüfbau Bedrucktesters)) und der Oberflächenwiderstand B (FRT (Faseraufstehtest) gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 14 gezeigt.
Messung der Beschichtungsmenge: Der Gehalt an Stickstoff wurde mittels der Kjeldahlmethode bestimmt und umgerechnet.
Messung des Wassertröpfchen-Absorbtionsgrades: Gemäß dem oben erwähnten Verfahren.
Messung des Kontaktwinkels: Gemäß dem oben erwähnten Verfahren (der Kontaktwinkel nach dem Verstreichen von 5 Sekunden vom Tropfvorgang wurde für 5 μl der getropften Flüssigkeit gemessen).
Messung der Ablösekraft: Nach dem zwei 4 × 6 cm Blätter aus Zeitungsdruckpapier ausgeschnitten wurden und dem Einweichen der beschichteten Oberfläche in Wasser bei einer Temperatur von 20 °C für 5 Sekunden, wurden beide Blätter eng auf den gegenseitig beschichteten Oberflächen aneinandergehaftet. Zeitungsdruckrohpapier wurde auf den beiden äußeren Oberflächen bedeckt, zwischen den Walzen unter einem Druck von 50 kg/cm² durchgeleitet und bei 25°C und 60% Raumfeuchtigkeit für 24 Stunden angefeuchtet. Nachdem ein 3 × 6 cm Teststück hergestellt wurde, wurde die Messung mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von 30 mm/min mittels eines Dehnungstesters durchgeführt.
Ein höherer gemessener Wert bedeutet eine größere Schwierigkeit beim Ablösen (umgekehrt ausgedrückt, eine stärkere Haftung). Mit einem erfindungsgemäßen Zeitungsdruckpapier wurden Papiere, deren Ablösekraft 25,0 g/3cm oder weniger beträgt, als solche von "guter Trennbarkeit" klassifiziert.
Des weiteren bedeutet "gebrochen", daß keine Trennung auf der haftenden Oberfläche beim Trennen einer Probe durch einen Dehnungstester geschah, aber ein Zwischenschicht-Trennungsphänomen (inter-layer seperation phenomen) der Probe selbst geschah. Mit anderen Worten bedeutet es eine Haftung, die zu stark ist, um mit diesem Verfahren gemessen zu werden.
Messung des Oberflächenwiderstands: Zwei Arten des Messungsverfahren werden verwendet, d.h. Messung der Bedruckkraft mittels eines Prüfbau Bedrucktesters und Messung der FRT (Faseraufstehtests) wurden durchgeführt und Papiere mit vorteilhaften Ergebnissen bei beiden gemessenen Werten wurde als "ausgezeichnet im Oberflächenwiderstand" beurteilt.
Der Oberflächenwiderstand A (Bedruckstärke mittels eines Prüfbau Bedrucktesters)
Eine tief rote Tinte (Dainippon Ink & Chemical Inc.) wurde auf eine Kautschukwalze eines Prüfbautesters aufgetragen und auf ein Zeitungsdruckpapier (bedruckte Fläche: 4 × 20 cm) bei einem Bedruckdruck von 15 N/m² und einer Druckgeschwindigkeit von 6,0 m/sek aufgebracht. Die Anzahl der sich erhebenden Fasern bei der Trennung von der Kautschukwalze und dem Zeitungsdruckpapier wurden, während des Aufbringens, unter Verwendung eines Mikroskops, gezählt.
Ein geringerer Wert bedeutet einen größeren Oberflächenwiderstand. Bei der vorliegende Erfindung werden Papiere, deren Anzahl an sich erhebenden Fasern 20 oder weniger beträgt als "ausgezeichnet im Oberflächenwiderstand" beurteilt.
Oberflächenwiderstand B (FRT)
Ein 300 mm × 35 mm Blatt wurde aus einem Zeitungsdruckpapier in der Richtung einer Maschine ausgeschnitten und die Anzahl der flaumigen Fasern in einer begrenzten Fläche (1m²), die länger als 0,1 mm ist, wurde unter Verwendung eines Oberflächenanalysators FIBER 1000 (Fibro system AB) bestimmt.
Ein geringerer Wert bedeutet einen größeren Oberflächenwiderstand. Bei einem erfindungsgemäßen Zeitungsdruckpapier, bei dem die Anzahl der flaumigen Fasern pro 1 m² 22 oder weniger beträgt, wird als "ausgezeichnet im Oberflächenwiderstand" bezeichnet".
Zusätzlich wurde, in bezug auf die erhaltenen Werte für den dynamischen/statischen Reibungsfaktor, keine deutliche Änderung zum Schlechteren ausdrücklich beobachtet, selbst wenn mit einer das Wasser-Absorbtionsvermögen kontrollierenden erfindungsgemäßen Verbindung beschichtet wurde.

Beispiel 160 des Zeitungsdruckpapiers Dynamischer Reibungsfaktor = 0,49 Statischer Reibungsfaktor = 0,62
Beispiel 163 des Zeitungsdruckpapiers Dynamischer Reibungsfaktor = 0,48 Statischer Reibungsfaktor = 0,62
Beispiel 164 des Zeitungsdruckpapiers Dynamischer Reibungsfaktor = 0,48 Statischer Reibungsfaktor = 0,57
Rohpapier des Zeitungsdruckpapiers Dynamischer Reibungsfaktor = 0,45 Statischer Reibungsfaktor = 0,56

Die Messung des dynamischen/statischen Reibungsfaktors wurde in Übereinstimmung mit JAPAN TAPPI Nr. 30-79 (Testverfahren für den Reibungsfaktor von Papieren und Pappen) durchgeführt.
Vergleichsbeispiel 84
Ein Mischpolymer aus Styrol und Maleinsäure (B-1) wurde in einer vorbestimmten Konzentration hergestellt, um eine Beschichtungslösung zu bilden. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,60 g/m² (gemessen aus dem Unterschied des Ofen-Trockengewichts zwischen einem beschichteten Papier und Rohpapiers)
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 11 Sekunden
Kontaktwinkel: 70 Grad
Oberflächenwiderstand A: 42 Oberflächenwiderstand B: 35
Vergleichsbeispiel 85
Ein Mischpolymer aus Styrol und Acrylsäure (B-3) wurde in einer vorbestimmten Konzentration hergestellt, um eine. Beschichtungslösung zu bilden. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,70 g/m² (gemessen aus dem Unterschied des Ofen-Trockengewichts zwischen einem beschichteten Papier und Rohpapiers)
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 12 Sekunden
Kontaktwinkel: 72 Grad

Oberflächenwiderstand A: 40

Oberflächenwiderstand B: 36
Vergleichsbeispiel 86
Ein Mischpolymer aus α-Olefin und Maleinsäure (B-6) wurde in einer vorbestimmten Konzentration hergestellt, um eine Beschichtungslösung zu bilden. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,65 g/m² (gemessen aus dem Unterschied des Ofen-Trockengewichts zwischen einem beschichteten Papier und Rohpapiers)
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 11 Sekunden
Kontaktwinkel: 69 Grad

Oberflächenwiderstand A: 43

Oberflächenwiderstand B: 37

Dynamischer Reibungsfaktor 0,30 Statischer Reibungsfaktor 0,41
Vergleichsbeispiel 87
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Mischpolymers aus Styrol und Acrylsäure (B-3) zu einem flüssigen Leim von oxidierter Stärke (Handelsname: SK-20, erhältlich bei Nihon Corn Starch Ltd.) in einem Mischungsverhältnis von 5:2 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Jedoch war eine Basenbildung des Beschichtungsmaterials, während der l Spaltwalzenbeschichtung, bemerkbar, was ein Problem der Beschichtung-Anpassungsfähigkeit darstellt. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,50 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 11 Sekunden
Kontaktwinkel: 75 Grad
Ablösekraft: "Gebrochen"

Oberflächenwiderstand A: 7

Oberflächenwiderstand B: 11
Vergleichsbeispiel 88
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Oberflächen-Leimungsmittels, das aus Styrol und Acrylsäure (Handelsname: COLOPEARL M-150-9 gemacht wurde, erhältlich bei Seiko Kagaku Kogyo K.K.) zu einem flüssigen Leim von oxidierter Stärke (Handelsname: SK-20, erhältlich bei Nihon Corn Starch Ltd.) in einem Mischungsverhältnis von 5:2 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Jedoch war eine Basenbildung des Beschichtungsmaterials, während der Spaltwalzenbeschichtung bemerkbar, was ein Problem der Beschichtung-Anpassungsfähigkeit darstellt. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,54 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 12 Sekunden
Kontaktwinkel: 70 Grad
Ablösekraft: "Gebrochen"

Oberflächenwiderstand A: 6

Oberflächenwiderstand B: 10
Vergleichsbeispiel 89
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung aus Natriumpolymaleat zu zu einem flüssigen Leim von kationischer Stärke (Handelsname: CATO 302, erhältlich bei National Starch und Chemical Ltd.) in einem Mischungsverhältnis von 10:1 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis) und weiterer Zugabe einer dispergierten Lösung aus Alkylketendimer (Handelsname: A-8, erhältlich bei Arakawa Kagaku Kogyo K.K), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Ein Versuch wurde gemacht die erhaltene Beschichtungslösung auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufzubringen. Jedoch war eine Basenbildung des Beschichtungsmaterials, während der Spaltwalzenbeschichtung, bemerkbar, wodurch das Verfahren genügend verzögert wurde. Die beschichteten Artikel, die mittels eines Kurzzeit-Beschichten erhalten wurden, wurden einer Superkalanderierung unterworfen und ein Zeitungsdruckpapier wurde erhalten.
Mischungsverhältnis: Stärke/Natriumpolymaleat/AKD = 10/1/1
Beschichtete Menge: 0,46 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 17 Sekunden
Kontaktwinkel: 75 Grad
Ablösekraft: "Gebrochen"
Oberflächenwiderstand A: 9 Oberflächenwiderstand B: 15
Dynamischer Reibungsfaktor 0,22 Statischer Reibungsfaktor 0,33
Beispiel 168
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Mischpolymers aus Styrol und Acrylsäure (B-3) zu einer wäßrigen Lösung eines kationischen PAM (PAM-3) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis) und weiterer Zugabe einer Trennkomponente (Natriumsalz aus einem C10 bis C16 Alkenylsuccinat (Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr.63-58960)), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Mischungsverhältnis: PAM-3/B-3/Trennmittel = 1/1/0,05
Beschichtete Menge: 0,47 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: > 300 Sekunden Kontaktwinkel: 91 Grad
Ablösekraft: 13,5 g/3cm
Oberflächenwiderstand A: 7 Oberflächenwiderstand B: 11
Beispiel 169
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Mischpolymers aus Styrol und Acrylsäure (B-1) zu einer wäßrigen Lösung eines kationischen PAM (PAM-8) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis) und weiterer Zugabe einer Trennkomponente (Ammoniumperfluoroctanat), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Mischungsverhältnis: PAM-8/B-1/Trennmittel = 1/1/0,01
Beschichtete Menge: 0,34 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 120 Sekunden
Kontaktwinkel: 89 Grad
Ablösekraft: 16,2 g/3cm
Oberflächenwiderstand A: 9 Oberflächenwiderstand B: 16
Beispiel 170
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Mischpolymers aus Styrol und Acrylsäure (B-3) zu einer wäßrigen Lösung eines kationischen PAM (PAM-12) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis) und weiterer Zugabe einer Trennkomponente (Kaliumdodecylsuccinat), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Mischungsverhältnis: PAM-12/B-3/Trennmittel = 1/1/0,05
Beschichtete Menge: 0,52 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: > 300 Sekunden
Kontaktwinkel: 91 Grad
Ablösekraft: 18,0 g/3cm
Oberflächenwiderstand A: 8 Oberflächenwiderstand B: 12
Vergleichsbeispiel 90
Ein flüssiger Leim von oxidierter Stärke (Handelsname: SK-20, erhältlich bei Nihon Corn Starch Ltd.) wurde in einer vorbestimmten Konzentration hergestellt, um eine Beschichtungslösung herzustellen. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,77 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 8 Sekunden
Kontaktwinkel: 65 Grad
Ablösekraft: "Gebrochen"
Oberflächenwiderstand A: 6 Oberflächenwiderstand B: 10
Vergleichsbeispiel 91
Mittels Zugabe eines willkürlichen Mischpolymers aus Ethylenoxid und Propylenoxid zu einer wäßrigen Lösung aus PVA (Handelsname: K-17, erhältlich bei Denki Kagaku Kogyo K.K.) in einem Verhältnis von 5 Teilen Mischpolymer zu 100 Teilen PVA, wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf die Oberfläche des obigen Zeitungsdruckpapiers unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,65 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 8 Sekunden
Kontaktwinkel: 66 Grad
Ablösekraft: "Gebrochen"
Oberflächenwiderstand A: 6 Oberflächenwiderstand B: 10
Aufbringen auf ein allgemeines Zeitungsdruckpapier
Beispiel 171
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Mischpolymers aus Styrol und Acrylsäure (B-3) zu einer wäßrigen Lösung eines kationischen PAM (PAM-1) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf ein feines Papier (Gewicht: 78 g/m²; Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 9 Sekunden) unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,55 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: > 300 Sekunden
Kontaktwinkel: 91 Grad
Beispiel 172
Mittels Zugabe einer wäßrigen Lösung eines Mischpolymers aus Styrol und Acrylsäure (B-3) zu einer wäßrigen Lösung eines kationischen PAM (PAM-9) in einem Mischungsverhältnis von 1:1 (Feststoffanteil-Gewichtsverhältnis), wurde eine Beschichtungslösung hergestellt. Die erhaltene Beschichtungslösung wurde auf ein feines Papier (Gewicht: 78 g/m²; Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: 9 Sekunden) unter Verwendung eines Spaltwalzenbeschichters aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde ein Zeitungsdruckpapier mittels Superkalanderierung erhalten.
Beschichtete Menge: 0,59 g/m²
Wassertröpfchen-Absorbtionsgrad: > 300 Sekunden
Kontaktwinkel: 92 Grad
Vorteile der Erfindung
Die Beschichtung einer das Wasser-Absorbtionsvermögen kontrollierenden erfindungsgemäßen Verbindung, mittels eines Spaltwalzenbeschichters, ermöglicht es ein Druckpapier zu erhalten, das ein verbessertes Wasser-Absorbtionsvermögen und einen gut ausbalancierten Oberflächenwiderstand und Trennvermögen hat. Insbesondere kann ein Zeitungsdruckpapier erhalten werden, das geeignet für ein Offsetdrucken mit hoher Geschwindigkeit ist. Zusätzlich können bei dem erfindungsgemäßen Zeitungsdruckpapier Leimungseigenschaften nur durch äußere Zugabe einer das Wasser-Absorbtionsvermögen kontrollierenden erfindungsgemäßen Verbindung, ohne die Notwendigkeit einer inneren Zugabe einer Leimung, verliehen werden und demzufolge können die Probleme, die mit der inneren Zugabe von Chemikalien verbunden sind, gelöst werden. Des weiteren ist durch optionale Modifikation der Beschichtungsmenge, des Mischungsverhältnisses und der Art des Materials die vorliegende Erfindung über eine weite Vielfalt von Verwendungen anwendbar.

Claims

Druckpapier mit verbesserter Wasserabsorption, umfassend: – eine Papiergrundlage; und – eine Überzugsschicht, die auf der Papiergrundlage ausgebildet ist, wobei die Überzugsschicht eine Zusammensetzung umfaßt, die das Wasserabsorptionsvermögen regelt und im wesentlichen besteht aus – einer Komponente A, die ein wasserlösliches Polyacrylamid aus der durch nichtionische Polyacrylamide, kationische Polyacrylamide und amphotere Polyacrylamide gebildeten Gruppe ist; und – einer Komponente B, die ein wasserlösliches anionisches Mischpolymer aus einem Monomeren mit mindestens einer hydrophoben Substitution und einem Monomeren mit mindestens einer Carboxylgruppe und einer Sulfongruppe ist.
Druckpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A ein kationisches oder amphoteres Polyacrylamid mit mindestens einer tert.-Aminogruppe und/oder quarternären Ammoniumgruppe ist.
Druckpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein wasserlösliches anionisches Mischpolymer eines Styrol-Monomeren und eines Acrylsäure-Monomeren ist.
Druckpapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein Styrol/Acrylsäure-Mischpolymerer ist.
Druckpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein wasserlösliches anionisches Mischpolymer eines Olefin-Monomeren und eines Maleinsäure-Monomeren ist.
Druckpapier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein α-Olefin/Maleinsäure-Mischpolymer ist.
Druckpapier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein wasserlösliches anionisches Mischpolymer eines Styrol-Monomeren und eines Maleinsäure-Monomeren ist.
Druckpapier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein Styrol Maleinsäure-Mischpolymer ist.
Druckpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Komponente A zur Komponente B im Bereich von 20:80 bis 80:20 liegt.
Druckpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpapier eine Wasserabsorptions-Tüpfelkapazität (spot water absorption capacity) im Bereich von 20 bis 200 s gemäß Japan TAPPI Nr. 33 besitzt.
Druckpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpapier einen Kontaktwinkel im Be reich von 80 bis 95 ° besitzt, der 5 min nach dem Auftropfen von 5 μl Wasser bestimmt worden ist.
Druckpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Zusammensetzung, die das Wasserabsorptionsvermögen regelt, im Bereich von 0,1 bis 0,6 g/m² für eine Seite liegt.
Druckpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht eine Schicht ist, die durch eine Spaltwalzen-Beschichtungsmethode ausgebildet worden ist.
Druckpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpapier Zeitungspapier ist.