FI60223C - Vattenhaltig massa foer belaeggning av papper avsett foer offsetrotationstryck - Google Patents

Description

535r*l rBl KUULUTUSJULKAISU /ΛΛ97

(11) UTLÄCCNINGSSKRIFT OUZZJ

• C (45) Patentti .,/ l·,... tty 10 12 1'.31 yitw Patent meJdelat V v (51) Kv.ik?/int.ci.3 c 08 L 25/10, D 21 H 1/28 SUOMI—FINLAND (21) Pitunttlhakcmut — Pattntinseknlng 2755/73 (22) H»k*mi*p«lvl — AmBknlngsdag 0U.09.73 ' ' (23) AlkuptWt—Glltlghcudig 0L.09.73

(41) Tullut ]ulklMk*l — Bllvlt offentllg 08.03.7L

Patentti· ja rekisterihallitus .... ...... ,. , , . ,. .. , _ ^ ^ . (44) NlhUvUulpanen jt kuuL|ulkalsun pvm. —

Patent- och reguterstyrelsen An*öktn utlagd oeh utl.»krift*n publicund 31.08.8l (32)(33)(31) Pyydetty «tuolta» — Begird prlorltet 07.09.72

Ranska-Frankrike(FR) 7231702 (71) Rhöne-Progil, 25, Quai Paul-Doumer, F 92h 08 Courbevoie, Ranska-Frankrike(FR) (72) Pierre Canard, Versailles, Albert Levy, Orly, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Vesipitoinen massa offsetrotaatiopainoa varten tarkoitetun paperin päällystämistä varten - Vattenhaltig massa för beläggning av papper avsett för offsetrotationstryck

Keksinnön kohteena on vesipitoinen massa offsetrotaatiopainoa varten tarkoitetun paperin päällystämistä varten.

Nykyisin käytettävistä painomenetelmistä offsetrotaatio saa yhä tärkeämmän sijan. Tällä menetelmällä voidaan nimittäin suorittaa laadultaan erinomaista neliväripainantaa jatkuvatoimisesti paperirullalle yhdessä vaiheessa samanaikaisesti molemmille puolille ja äärettömän suurilla nopeuksilla. Näiden nopeuksien vuoksi on ollut välttämätöntä kehittää nopeasti kuivuvia painovärejä, joiden kuivuminen tapahtuu korkeassa lämpötilassa, 300°C:ssa. Yhtä nopeat kuivumisolosuhteet saadaan yleensä iieskatunneleissa, joissa kaasun-polttimen lieskat nuoleksivat papereita, sen jälkeen kun ne on painettu offsetrotaatiokoneessa, riittävän lyhyen ajan, jotteivät paperit pääse syttymään. Kun painanta on suoritettu paperin molemmille puolille, paperin ollessa lieskatunnelissa saattaa esiintyä hyvin tunnettu ikävä ilmiö: rakkuloituminen. Se ilmenee siten, että paperin pinnalle ilmestyy symmetrisesti molemmille puolille jakautuneita kohoumia.

2 60223

Yleisesti myönnetään, että rakkuloitumisen synnyttävät paperin sisältämän veden aiheuttamat puristusvoimat, kun vesi paperin käydessä lieskatunnelissä höyrystyy. Vaikka vesi ei pystykään murtamaan paperin päällyskerroksen ja juuri levitetyn painovärikalvon esteitä, paperin massassa kehittyy merkittäviä puristusvoimia, jotka, jos paperin sisäinen kiinnevoima on riittämätön, aiheuttavat taskujen muodostumista, jotka ilmestyvät pinnalle rakkuloina.

Rakkuloitumisilmiön aiheuttavan vesihöyryn massiivisen vapautumisen vuoksi on paperille levitettävän kerroksen oltava riittävän huokoista, tämä ominaisuus on suorassa yhteydessä paperin päällystys menetelmään päällystysmassoilla.

Tiedetään, että paperien päällystysmassojen, jotka sisältävät sideaineena vesidispersiona olevaa polymeeriä, kalvoamuodostavat ominaisuudet johtuvat niiden ainesosana olevan polymeerin hiukkasten koalesenssista.

Yleisesti tiedetään, että polymeerihiukkasten vähittäinen koalesenssi aiheutuu kahdesta vastakkaisella tavalla vaikuttavasta pääasiallisesta voimasta, nimittäin: 1/FC : voimat, jotka johtuvat kapillaafipaineesta, joka puolestaan aiheutuu koverien vesimeniskien muodostumisesta välitilajär-jestelmässä, joka syntyy lateksin kuivumisen aikana. Nämä voimat, jotka puristavat hiukkasia toisiaan vasten, vaihtelevat polymeeri-hiukkasen vastakkaisessa suhteessa polymeerihiukkasen säteeseen nähden.

2/Fg : voimat, jotka johtuvat polymeerin jäykkäjuoksuisuu-desta ja vaikeuttavat hiukkasten hajautumista.

Koalesenssi syntyy olosuhteissa: F 'S f c ^ ·

Jotta vältyttäisiin hiukkasten täydelliseltä sulautumiselta ja jotta sen tähden polymeerissä säilytettäisiin mikroskooppisen pieniä tyhjöjä, jotka tekevät päällysteen huokoiseksi, voidaan kapillaa-ripaineesta johtuvia voimia vähentää suurentamalla hiukkasten kokoa tai myös kehittämällä jäykkäjuoksuisuudesta aiheutuvia voimia lisäämällä polymeerin jäykkyyttä. Kokemus nimittäin osoittaa, että pääl-lystysma.ssoilla, jotka on tehty butadieeni- ja styreenikarboksyy-lin yhteispolymeerilateksista, jonka hiukkaskoko on 0,25 ^um, saadaan päällystettyjä papereita, joissa ei esiinny rakkuloitumista. Näin ei ole asianlaita, jos näiden samojen lateksien hiukkaskoko on 0,10 - 0,15 /um: saatujen päällystepaperien pinna! l.a on usein paljon rakkuloita. Hiukkaskoon suurentaminen tuo kuitenkin mukanaan 3 60223 päällysteaineiden sitomiskyvyn heikentymisen ja tässä tapauksessa onkin välttämätöntä lisätä sideaineen määrää 20-30 prosentilla; Tämän muutoksen epäkohtana on se, että se lisää tuntuvasti paperille levitettävän päällystekerroksen hintaa ja tällaisella aineella päällystetyn paperin valkoisuus, kiiltävyys ja painettavuus ovat huonommat.

Nyt on havaittu, että vaikuttamalla butadieeni- ja styreeni-karboksyylihappojen kopolymeerin jäykkyyteen rajoittamalla butadiee-nin määrää voidaan samanaikaisesti välttää rakkuloitumisilmiö ja pitää sitomiskyky tyydyttävänä tarvitsematta lisätä lateksin määrää.

Keksinnön kohteena oleville massoille, jotka sisältävät kal-voamuodostavana aineena butadieenin ja styreenin karboksyloitua ko-polymeerilateksia, on tunnusomaista, että mainittu kopolymeeri sisältää 30-3^ paino-# butadieenia, 2-10 paino-1 etyleenisesti tyydyttämätöntä karboksyylihappoa ja 56-68 paino-# styreeniä ja että sen hiukkasten koko on alle 0,18 ^um.

Edullisesti on kopolymeerin karboksyylihapon määrä 3-6 paino-#.

Keksinnön mukaan käytettävistä etyleenisesti tyydyttämättömistä karboksyylihapoista mainittakoon erikoisesti akryylihappo, itakoni-happo ja fumaarihappo.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä:

Esimerkit 1 - 14

Valmistetaan vesipitoiset päällystemassat ja paperille levitetään kerros jokaista mainittua mässaa, kerros, jonka määrä on kuiva-aineena ilmaistuna 20 g/m2. Näin päällystetty paperi kuivataan tunneliuunissa 130°C:n lämpötilassa ja kalanteroidaan sitten kuljettamalla se neljä kertaa peräkkäin kahden sylinterin välistä, joiden puristusvoima on 150 kp/cm.

Kuivauksen ja kalanteroinnin jälkeen päällystetty paperi säilytetään 20°C:n lämpötilassa ilmatilassa, jonka suhteellinen kosteus on 65 %, jonka jälkeen tutkitaan sen taipumus olla muodostamatta rakkuloitumisilmiöitä offsetrotaatiokoneella painettaessa. Tätä tarkoitusta varten päällystetyn paperin koekappale, kun sen molemmat puolet on painettu nopeasti’kuivuvilla painoväreillä, pannaan liikkuvaan vaunuun, joka viedään kahdesta kaasunokasta tulevien lieskojen välistä riittävän suurella nopeudella, jottei paperi pääse syttymään tuleen. Sitten tutkitaan rakkuloituminen. Tulokset esitetään antamalla koepaperille arvosanat 0:sta 10:een, O:n tarkoittaessa paperia, joka on erittäin rakkuloitunut, ja 10:n paperia, jossa ei 4 60223 esiinny rakkuloita. 7 tai sitä suurempi arvosana merkitsee paperia, joka voidaan painaa offsetrotaatiokoneella.

Rakkuloitumattomuustaipumuksen lisäksi päällystettyjen papereiden kestävyys kuivana irtautumista vastaan ja niiden optiset ominaisuudet määritellään seuraavien menetelmien mukaan:

Kuivana irtoamislujuus

Se määritellään Institut von Grafische Technik'in kehittämän IGT-laitteen avulla, jossa päällystetty koekappale saatetaan kosketukseen painovärimoletin kanssa, jonka koekappaleeseen kohdistama o puristus säädetään valittuun arvoon (35 kp/cm esimerkeissä) ja jonka nopeus kasvaa kunnes havaitaan päällystekerroksen alkavan irtautua.

Kuivana irtoamislujuus ilmaistaan nopeudella, joka vastaa irtoamisen alkamista. Esimerkeissä käytetään Etablissements Lorilleux-Le franc' in myymiä painovärejä, joiden imukyky on ilmaistu numeroilla 3802 ja 3803.

Painovärin 3802 imukyky on pienempi kuin painovärin 3803. Tavallisesti katsotaan, että offsetrotaatiopainoa varten tarkoitetun paperin kuivana irtoamislujuuden on oltava noin 50 cm/s painovärillä 3803.

Valkoisuus

Se määritellään APN0R Q03.039-normilla, jonka nimenä on "Papereiden ja pahvien valkoisuusasteen määritys ISO".

Kiilto

Se määritetään heijastusmittarin avulla, joka teollisuudessa tunnetaan nimellä "elektrosynteesireflektometri SP 64".

Seuraavassa taulukossa 1 esitetään käytettyjen lateksien, joissa on 50 paino-# kuiva-aineen painosta karboksyloidun butadiee-nin ja styreenin kopolymeerejä, ominaisuudet.

Taulukko 1

Butadieenin Happojen Styreenin Hiukkasten määrä määrä määrä koko paino-# paino-# paino-# ^um

Lateksi A 32 4 64 0,10

Lateksi B 37 4 59 0,10

Lateksi C 37 4 59 0,25

Lateksi D 32 4 64 0,25

Taulukossa 2 esitetään kunkin esimerkin päällystomasso-jen laatu ja kiinteiden aineiden määrä sekä niiden rakkuloitumis-luku, irtoamislujuus ja optiset ominaisuudet.

5 60223

Esimerkit 1 ja 8 ovat keksinnön mukaisia, esimerkit 2, 3, 4, 5j 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13 ja 14 on esitetty vertailun vuoksi.

Esimerkeissä 2 ja 9 käytetyllä lateksilla B saadaan päällystettyjä papereita, joiden irtoamislujuus on erinomainen, mutta joiden voimakas taipumus rakkuloitumiseen tekee niiden painamisen offsetrotaatiokoneella vaikeaksi. Vähennettäessä lateksin määrää esimerkkien 3 ja 10 mukaan saadaan vielä tyydyttäviä irtoamislujuuksia, mutta rakkuloitumisluku pysyy huonona.

Lateksilla C, jonka polymeerikoostumus on sama kuin lateksin B, mutta jonka hiukkasten koko on suurempi ja jota käytetään esimerkeissä 4 ja 11, saadaan päällystettyjä papereita, joiden kuivana irtoamislujuus on riittämätön. Sitä on siis käytettävä paljon enemmän, jotta saataisiin tyydyttävä kuivana irtoamislujuus kuten esimerkeissä 5 ja 12. Tällöin saadaan päällystettyjä papereita, jotka ovat paljon kalliimpia ja joiden optiset ominaisuudet (valkoisuus ja kiilto) ovat huonommat.

Lateksilla D, jossa on vähän butadieenia ja jonka hiukkasten koko on suuri, saadaan päällystettyjä papereita, joiden kuivana irtoamislujuus on hyvin pieni, esimerkkien 6 ja 13 mukaan. Päällystetyt paperit, joiden kuivana irtoamislujuus on riittävä ja jotka on saatu esimerkkien 7 ja 14 mukaan lisäämällä sideaineen määrää, ovat kalliimpia ja niiden optiset ominaisuudet ovat huonot.

Lateksilla A, jota käytetään keksinnön mukaisissa yhdisteissä ja jonka hiukkasten koko on sama kuin lateksin B, mutta jossa butadieenin määrä on pienempi ja jota on käytetty esimerkeissä 1 ja 8, saadaan päällystettyjä papereita, joissa ei ainoastaan esiinny hyvin vähän pyrkimystä rakkuloitumiseen, vaan joiden kuivana irtoamislujuus ja optiset ominaisuudet ovat hyvät.

6 60223 LPi o -=r *> m -=Γ Ο " I I I m Ο ί—I I «

1—It—I Ο ί—I 1—I in 1—I 1—I

CO m LH

O " m 0 « 1 1 1 m o 0 co m n

Hr-IO rH H m n CO m

LO

t-r 0 -=r ·»

CM O « I I I CM I CT\ I CM CM

1—i 1—10 tH oo^r 00 m

LO

0-=3- « I—I 0 ·> I I I >—I I VO | m -=3" rH 1—I O rH σ\ m CO m 0 -3- =3-

O O ·> I I Ή I I O I « VO

ί—I rH ο ή c\jm mm

CO

in O =3" ·» σ» ο « ί ί η ί ί vo im^r rH O rH rH in CO m in 0 -¾- « 00 <X> O « I rH I I I Ov I ·* rH O rH σ\ -=3- CM =3" 00 m in o ^ in c— 0 " 1110 0 00 i»m

CM rHOVO rH rH -3Γ 0 CM

co 0

Ui Ο =3“ n CM

2 voo*' ill·' 00 m « co

US rHOVO CO ί—I m VO 1—I CM

rH OO

3 ni 0 =r t~-

Eh no* 1101 m 1 « vo

rHOVO rH co -=r 0 CM

00 0- =3- n -=3- 0 * 11 ί ί n 1 cm 00 rHovo co σν m co cm 0 -=3- m 0 ·> 1 11 0 1 cm σν ί—I 0 vo co =r n cocm o n vo cm ο Λ I ·» ί ί c 1 ** co 1— I o vo cco mn i-hcm co o=r n H O " •'III CT\ 1 cm σν r-Hovoco ov^r 00 cm

H

-P

•P I I

cö u* o m 0 to <a x su -v su

3 -H B -H S

(a rH cö o cö 0 OO CO Cu ft

• •Οι ·Η m CM

SU O ε cö o cö o U US CCO coo (0 •h >. < cq o Q -p cö m cö m us

Us; -H O, -H > > us

Us; SU ε ·Η Ή ·Η Ή Ο Ή XÖ Ή 3CÖ C0 U -HUSCCOCOCOCO H Örl Ö Η Η Ο φ ·Η ·Η Ο ϋ ^ X u: US UsJ rH Ui Η Ο -Ρ ει-ΗίπΌφφφφ Ui ·Η ·Η X Η •H Ο -Ρ ·Η ·Ρ Ρ -Ρ -Ρ X En tn ^ Ιη Η ·Η (O CÖ CÖ ε CÖ CÖ CÖ CÖ (Ö (3ϊ0 0*0 (Ö Ή Μ 2 2 < t-U P >-U Ρ « μ > Μ > > 2