NO145346B - Anvendelse av en kopolymer bestaaende av butadien, etylenisk umettet karboksylsyre og styren ved belegning av papir for rotasjonsoffsettrykking - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse dreier seg om anvendelse

av en kopolymerlateks i en sammensetning for belegning av papir for rotasjonsoffsettrykking.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen anvendelse av

en kopolymer.bestående av butadien, etylenisk umettet,karboksyl-

syre og styren i form av en lateks i en sammensetning for beleg-

ning av papir for rotasjonsoffsettrykking.

Blant de aktuelle trykkmetoder inntar rotasjons-

offset en stadig viktigere rolle. Fremgangsmåten muliggjør fremragende firefargetrykk kontinuerlig på papirbanen, ved trykking under et enkelt gjennomløp gjennom maskinen samtidig på begge papirsider og under høy hastighet. Dette nødvendig-

gjør trykksverte som tørker meget raskt idet tørkingen må foregå

ved høy temperatur på omkring 30 0°C. Såpass brutale tørkefor-

hold oppnås vanligvis i en flammetunnel hvor papiret etter tryk-

kingen på rotasjonsoffset-maskinen bestrykes av flammer fra gassbrennere i tilstrekkelig kort tidsrom til at papiret ikke anten-

nes. Når papiret er trykket på begge sider kan det ved gjennom-

løpet gjennom flammekanalen oppstå et generende fenomen som er velkjent, det dreier seg om en oppblæring på papiroverflaten fordelt symmetrisk på beyge sider..

Man tilskriver vanligvis oppblæringen trykk-kreftene

fra vannet i papiret som fordamper ved gjennomløpet gjennom tørke-kanalen. Hvis vanndampen ikke kan trenge igjennom barrierer som svertebelegget eller•-filmen på papiret, vil det i papirmassen opp-bygges betydelige trykk-krefter som, hvis papirets egen kohesjon eller holdfasthet er utilstrekkelig, vil gi opphav til disse blærer i overflaten.

Den store og hurtige vannavgang som kan danne disse blærene, gjør at det påførte overflatesjiktet på det bestrøkne papir må ha tilstrekkelig porøsitet overfor luft og dette forhold er direkte forbundet med bestrykningsprosessen og bestrykningsblandingens sammensetning .

Det er kjent at bestrykningsblandinger for papir som bindemiddel inneholder en polymer som er dispergert i vann og hvis filmdannende egenskaper skyldes at polymerpartiklene løper sammen og danner en hinne på papiret.

Man antar vanligvis at den fortløpende sammenløping eller sammenflokking av polymerpartiklene skyldes to hovedkrefter som virker i motsatt retning, nemlig: l/Fc: krefter som skyldes kapillærtrykket som skapes ved de vann-menisker med konkav form som finnes i mellomrom-systemet under tørkingen av lateksen. Disse krefter vil sammenpresse partiklene mot hverandre og vil forandres i omvendt forhold til polymerpartiklens diameter.

2/Fct: krefter som skyldes den polymeres viskøse strøm-ning og som virker mot partikkel-deformering.

Partiklene vil løpe sammen hvis man har:

For å hindre en fullstendig sammensmelting av partiklene og for på denne måten å opprettholde mikroskopiske åpninger som sikrer beleggets porøsitet overfor luft, kan man redusere de krefter som skyldes kapillærtrykket ved å øke partikkeldiameteren eller man kan fremkalle krefter som skyldes den viskøse strømning ved å øke stivheten til den polymere. Erfaring viser at bestrykningsblandinger bestående av en lateks av butadien-karboksyl-styren-kopolymer med partikkelstørrelse på 0,25 Vm 9ir bestrøkne papir som ikke viser tendenser til blæring. Dette gjelder ikke hvis den samme lateks har partikkelstørrelser på 0,10 oil 0,1^ '.im: de bestrøkne papirtyper har da ofte en stor grad av blæring på overflaten. Imidlertid vil øking av den gjennomsnittlige partikkelstørrelse følges av en nedsatt bindeevne overfor bestrykningsblandingens fyllstoffer og man må i disse tilfelle øke innholdet av bindemiddel med 20 til 30 fo. Dette siste forhold medfører betraktelig dyrere bestrykningsblandinger og gir et bestrøket papir som har mindre god hvithet, blankhet og trykke-egenskaper.

Søkeren har nå funnet at man ved å innvirke på

stivheten til butadien-karboksylstyren-kopolymeren ved å nedsette det relative innhold av butadien kan unngå blæringsfenomenet som er beskrevet og samtidig holde innholdet av bindemiddel på en tilstrekkelig lav verdi idet man ikke behøver å øke det prosent-

vise lateksinnholdet.

Av kjent teknikk skal det henvises til US-patent

nr. 3399080 som beskriver en latekssammensetning som gir papir-

belegg som er vannugjennomtrengelige. Dette fører imidlertid til at den uønskede og ovenfor nevnte blæredannelse kan inntre. Dannelsen av blærer under rotasjonsoffsettrykking skyldes som

nevnt hurtig fordamping av gjenværende vann inneholdt i papir-

fibrene og ikke i det avsatte belegg. Det avsatte belegg deltar i blæredannelsen kun ved den såkalte "barrierevirkning" som mot-

setter seg vanndampavgang, noe som resulterer i dannelse av vann-dampansamlinger. Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å

unngå manglene ved den kjente teknikk og man har funnet at man ved å innvirke på stivheten til butadien-karboksylsyre-styren-kopolymeren ved å nedsette det relative innhold av butadien kan unngå blæringsfenomenet og samtidig holde innholdet av bindemiddel på en tilstrekkelig lav verdi idet man ikke behøver å øke det prosentvise lateksinnhold.

Foreliggende oppfinnelse angår således anvendelse

av en kopolymer bestående av 30-34 vekt-% butadien, 2-10 vekt-%

etylenisk umettet karboksylsyre og 56-68 % styren og med en partikkelstørrelse under 0,18 ym i form av en lateks som film-

dannende bestanddel i en sammensetning også inneholdende minst

ett pigment for belegning av papir for rotasjonsoffsettrykking.

Fortrinnsvis anvendes en kopolymer med et karboksylsyreinnhold mellom 3-6 vekt-% og som karboksylsyre benytter man fortrinnsvis akrylsyre, itakonsyre eller fumarsyre.

Fortrinnsvis anvendes en kopolymer med et karboksylsyreinnhold mellom 3-6 vekt-% og som karboksylsyre benytter man fortrinnsvis akrylsyre, itakonsyre eller fumarsyre.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempler 1 til 14

Man fremstiller vandige bestrykningsblandinger som påføres papiret i en tykkelse på 20 g/m på tørrstoffbasis. Det således bestrøkne papir tørkes i en ovnstunnel ved temperatur 130°C og gjennomgår deretter en kalandrering som består i fire påfølgende gjennomløp mellom to sylindere under en trykk-kraft på 150 kg/cm.

Etter tørking og kalandrering kondisjoneres det bestrøkne papir ved 20°C og 65 % relativ fuktighet og undersøkes derpå med hen-blikk på eventuell oppblæring ved trykking i rotasjonsoffset-maskin. For dette formål blir et prøveark av papiret etter trykking på begge sider med hurtigtørkende sverte anbragt på en bevegelig vogn som føres mellom flammer fra to gassbrennere med tilstrekkelig stor hastighet til at man unngår antennelse av papiret. Derpå undersøkes eventuell oppblæring. Resultatene uttrykkes med referanse til sammenlignings-papirprøver og gis karakterer fra 0 til 10 hvor karakteren 0 svarer til et meget sterkt oppblæret papir og karakteren 10 svarer til et papir fritt for blærer. Det skal nevnes at karakterer lik eller større enn 7 betegner en papirkvalitet som er trykkbar på rotasjons--offset.

Ved siden av egenskapene med hensyn til blæring måles bestandigheten mot tørr-avriving og det bestrøkne papirets optiske egenskaper etter følgende metoder:

Bestandighet mot tørr- avriving

Denne bestandighet måles ved hjelp av apparatet "IGT" konstruert av "Institut von Grafische Technik" hvorved det bestrøkne prøvearket føres i kontakt med en sverte-valse hvor trykket reguleres som ønsket (35 kg/cm i eksemplene) og hvor trykkehastigheten øker inntil man iakttar en begynnende løsning eller oppriving av det på-strøkne sjiktet.

Bestandigheten mot oppriving i tørr tilstand måles etter den tilsvarende hastighet ved begynnende oppriving. Man benytter i eksemplene sverter med graderte tykkelser med nr. 3^02 og 3803 fra Etablissements Lorilleux-Lefrane.

Sverten 38O? har mindre seighet enn sverten 3803. Man antar vanligvis at et bestrøket papir for offset-trykking i rotasjonsoffset bør ha en bestandighet mot tørr-oppriving omkring 50 cm/sek.

med sverten 3803»

Hvithet

Denne bestemmes etter normen AFNOR QO3.O39 med betegnel-sen "Bestemmelse av hvithetsgraden "ISO" for papir og kartong".

Blankhet

Denne måles i et reflektometer som industrielt har be-tegnelsen "Réflectomltre Electrosynthese SP 64".

Den følgende tabell 1 angir lateksens karakteristiske egenskaper ved 50 vektprosent tørrstoff for den anvendte copolymer av butadien og karboksylstyren.

Tabell 2 nedenfor angir arten av og vektforholdet for de faste stoffer i bestrykningsblandinger som svarer til hvert sitt eksempel, samt karakteren for oppblæring, bestandigheten mot tørr-avriving og de optiske egenskaper.

Eksemplene 1 og 8 er ifølge oppfinnelsen, eksemplene

2> 3> 4> 5j 6, 7> 9> 10, 11, 12, 13 og 14 er sammenlignende eksempler.

Lateks B som er brukt i eksemplene 2 og 9 gir bestrøkne papirtyper med fremragende bestandighet mot tørr-oppriving, men med sterk tendens til oppblæring som gjør papiret vanskelig å bruke i rotasjonsoffset. Ved å senke innholdet av lateks som i eksemplene 3 og 10 får man fremdeles tilfredsstillende opprivingsbestandighet, inon

dårlig karakter med hensyn til oppblæring.

Lateks C, med samme sammensetning av polymeret som lateks B, men med større partikkeldiameter, benyttes i eksemplene 4 og 11 og gir bestrøket papir med utilstrekkelig bestandighet mot oppriving. Man må da bruke mye større mengder for å oppnå tilfredsstillende bestandighet mot tørr-oppriving, som i eksemplene 5 °g 12. Man får i dette tilfelle dyrere bestrøket papir med dårligere optiske egenskaper (hvithet og blankhet).

Lateks D, med lavere innhold av butadien og større partikkeldiameter gir bestrøket papir med dårlig motstandsevne mot tørr-oppriving, i forbindelse med preparatene 6 og 13. Bestrøket papir med tilfredsstillende bestandighet mot tørr-oppriving som oppnås med denne lateks ved å øke innholdet av bindemiddel som i eksemplene 7 °S 14 gir kostbarere papir med dårligere optiske egenskaper.

Lateks A som er blandet i henhold til oppfinnelsen og

inneholder samme partikkelstørrelse som lateks B, men lavere relativt innhold av butadien, anvendt i eksemplene 1 og 8, gir bestrøket papir som ikke bare har liten tendens til oppblæring, men også har god motstandsevne mot tørr-oppriving og gode optiske egenskaper.

Claims (3)

1. Anvendelse av en kopolymer bestående av 30-34 vekt-% butadien, 2-10 vekt-% etylenisk umettet karboksylsyre og 56-6 8 % styren og med en partikkelstørrelse under 0,18 ym i form av en lateks som filmdannende bestanddel i en sammensetning også inneholdende minst ett pigment for belegning av papir for rotasjonsoffsettrykking.

2. Anvendelse av en kopolymer ifølge krav 1 med et karboksylsyreinnhold mellom 3 og 6 vekt-%.

3. Anvendelse av en kopolymer ifølge kravene 1 og 2 med et innhold av en karboksylsyre valgt blant akrylsyre, itakonsyre og fumarsyre.