Бумага для глубокой печати

Бумага для глубокой печати

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БУМАГА ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ПЕЧАТИ, состоящая из бумажной подложки и нанесенного на нее покрытия, содержащего водорастворимый гидроксилсодержащий полимер и воскообразный продукт , отличающаяся тем, что, с целью улучшения однородности и прочности поверхности бумаги в сухом состоянии и ее печатных свойств, покрытие в качестве воскообразного продукта содержит нефтяной окисленный церезин с кислотным числом 4080 мгКОН/г гтри следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Водорастворимый гидроксилсодержащий полимер 100 I Нефтяной окисленный церезин с кислотным сл числом 40-80 мгКОН/г 3-8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК а ф gj p ЙЖ1аф, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3504001/29-12 (22) 27.10.82 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) В.С.Пшеничников, К.Л.Крылов, A.Á.Ìàíêóc, A.М.Идиатуллин, Ю,A.Êðûлатов, В.И.Листратенко, В.A.Çàãoðñкий, П.А.Ершов, А.Ф.Ткачев Г.П.Филиппов и В.В.Лапин (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги (53) 676.339(088.8) (56) 1. Энгельгардт Г., Гранич К., :Риттер К. Проклейка бумаги. М., "Лесная промышленность"., 1975, с. 70.

2. Патент ФРГ М 2632276, кл ° D 21 Н 3/14, опублик. 1977 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1052601 А

5; Ф ю /аю

3(51): D 21 Н,". D 21 Н ЬфбО; (54 ) (57 ) Б5ИАГА ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ПЕЧАТИ, состоящая из бумажной подложки и нанесенного.на нее покрытия, содержа. щего водорастворимый гидроксилсодержащий полимер и воскообразный продукт, отличающаяся тем, что, с целью улучшения однородности и прочности поверхности бумаги в сухом соотоянии и ее печатных свойств, покрытие в качестве воскообразного продукта содержит нефтяной окисленный цереэин с кислотным числом 4080 мгКОН/г йри следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Водорастворимый гидроксилсодержащий полимер

Нефтяной окисленный церезин с кислотным числом 40-80 мгКОН/г 3-8

Изобретение относится к изготовлению бумаги с поверхностной обработкой и может. быть использовано для получения высокозольной бумаги для глубокой печати с улучшенными печатными свойствами.

Известна бумага для печати, состоящая иэ подложки и покрытия, содержащего водорастворимый полимер и гидрофобный материал (1 ).

В качестве водорастноримого полимера -покрытие такой бумаги содержит крахмал, поливиниловый спирт (ПВС )или производные целлюлозы, а в качестве гидрофобизирующего материала — парафиновые носки, меламиновые и карбамидные смолы. Парафин и парафиноные носки отличаются низкой температурой плавления (око-. ло 50 С ) и в результате этого низ кой температурой стабилизации в сос.тане при поверхностной обработке бумаги..Другим недостатком их является низка Г механическая стабильность при раэбавлении и перемешивании. Возникающие нторичные агрегаты ухудшают однородность покрытия и приводят к ухудшеник свойств бума, ги. Меламиноные и карбамидные смолы отличаются недостаточной гидрофобиэирующей способностью.

Наиболее близким к предлагаеГлому по технической сущности и достигаемому эффекту является бумага для глубокой печати, состоящая из бумажной подложки и нанесенного на нее покрытия, содержащего водорастноримый гидроксилсодержащий полимер и воскообразный продукт (2 ).

В качестве водорастноримого гидроксилсодержащего полимера покрытие содержит крахмал, ПВС или натриевую соль карбоксиметилцеллюлоэы (ГГа-КМЦ), а в качестве воскообразного продукта жирные кислоты (кислотное число 200 мгКОН/г) или парафиноный воск.

Однако изнестная бумага обладает недостаточной прочностью поверхности в сухом состоянии, высокой пористостью (воздухопроницаемостью )и, как следствие, нысокой пробиваемостью печатной краской на обратную сторону оттиска, так как жирные кислоты применяются в виде мыл, обладают высокой поверхностной активностью и препятствуют образованию полимерной пленки, хорошо связывающей мелкие волокна и частицы наполнителя. Печатная краска для глубокой печати имеет низкую вязкость и легко проникает через поры на обратную сторону оттиска.

Снижение количества жирных кислот в покрытии при его нанесении методом распыления на мокрое бумажное полотно приводит к налипанию бумаги к оборудованию иэ-эа высокой липкости растноров нысокомолекулярных нещестз и II аруш«. . «««1ю (3&II oj>Одно«.ти Io верхностн бумаги.

Цель изобретения — улупшение ОдНОРОЦНО CТИ И Г1РОЧ H ОCT И ПО BE. PХH ОCTИ бумаги н сухом cacтоянии и ее iГечатных свойств.

Укаэанная цель достигается тем, что в бумаге для глубокой печати, состоящей иэ бумажной подложки и нанесенного Hci нее покрытия, содержащего водорастворимый гидроксилсодержащий полимер и воскообразный продукт, н качестве воскообразного продукта покрытие содержит нефтяной Окисленный церезин с кислотным

15 числом 40-80 мгКОН/г при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Водорастворимый гидроксилсодержащий полимер 100

Нефтяной Окисленный

gp церезин

3-8

В качестве водорастноримого гидроксилсодержащего полимера покрытие бумаги может содержать крахмал, ПВС, Па-КМЦ или метилцеллюлоэу (MLL).

25 Положительный эффект на свойства бумаги окисленного цереэина и его преимущества перед парафином или неокисленным церезином определяется следующим: присутствие окисленных групп в церезине приводит к тому, что через окисленные карбоксильные группы в присутствии сульфата алюминия в бумаге молекулы окисленного церезина.образуют достаточно проч6ные комплексные соединения с молекулами целлюлозы через ионы алюминия.

Таким образом, частицы окисленного церезина в покрытии прочно связаны с целлюлозой, составляющей бумагуоснову.

40 В то же время за счет присутствия гидрофобных групп окисленный церезин выполняет роль присадки, которая препятствует налипанию композиционного покрытия на прессовые валы и дру45 гое оборудование при прохождении бумажного полотна в бумагоделательной машине. При использовании, например, парафинов или неокисленного церезина, отсутствие в них окисленных групп приводит к тому,что сульфат алюминия способствует их агрегации, но образующиеся связи между частицами парафина или неокисленного цереэина и бумажной подложки не стойкие, поэтому частицы этих веществ постепенно сами Откладываются на прессоном оборудовании, сукнах и т.п., что повышает неоднородность покрытия и ухудшает его свойства.

Указанные предельные значения кис60 лотного числа являются необходимыми, так как обеспечивают высокую стабильность дисперсий воска. Кислотное число менее 40 мгКОН/г не позволяет получить стабильную дисперсию

Г5 с малым размером частиц. Окисление

10526()1 ра< т11ор едкого IIaz(>a. ((Олу 11 .нну11> пасту Раз ВОДЯ т ДО кОн Цен 1 (>а111111 2 0% горячей водой (90 С), затем vc1a(одной водои (20 С! до кОнцЕнтрациИ 10%

Г(олучают стабильную дисперсию с размером частиц около 1 мкм. КоличестВО ЩЕЛОЧИ, НЕОбХОДИМОЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕния дисперсии, рассчитывают, исходя иэ кислотного числа окисленного цереэина (к.ч .) и егo количест10 ва (х):

Количество ((àOH= х кч.

В качестве водорастворимого полимера используют кислотномодифицированный крахмал каРтофельный, который получают путем кислотного гидролиза дисперсии натурального картофельного крахмала при 90, концентрации 10%, РН 2,4 в течение

15 мин. После модификации крахмал

20 нейтрализуют до РН 6-7 и разбавляют холодной водой до концентрации 5% и комнатной температуры.

Приготовленные дисперсии окисленного .церезина и крахмала смеши25 вают при соотношении компонентов

5:100 соответственно и разбавляют до концентрации 2%.Привес покрытия 1,3-1,5 г/м. .

Изготовленную бумагу каландиру30 ют и испытывают на пылимость, красковосприятие, однородность печати, пробивание краски и воздухопроницаемость °

Результаты испытаний прецставлены в табл. 2.

Пример ы 2-5. Аналогично примеру 1 приготавливают составы и бумажную подложку и получайт бумагу с покрытием, Соотношение компонентов в покрытии и значения кислотного числа окисленного цереэина приведены в -табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Ъ

Кислотное число

45 ПРимеР

Содержание окисленноокисленного церезина, мгКОН/г го цереэина на

100 мас.ч. полимера, мас.ч

80 (О

10

50 церезина до кислотного числа

80 MrK0(l/г нецелесообразно, так как качество дисперсий и обработанной бумаги не улучшаится, а время окисления и затраты возрастают. Для змуль гирования такого продукта требуется повышенный расход щелочи, возрастает доля поверхностно-активных мыл в системе, образующихся при нейтрализации кислотных групп окисленного церезина щелочью.

Указанное соотношение компонентов в покрытии также является необходимым для достижения поставленной цели, так как при содержании нефтяного окисленного церезина в покрытии менее 3 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера не устраняется налипание бумаги на оборудовании, нагушается ее однородность и, как результат, снижается качество покрытия и печатные свойства бумаги.

Наличие окисленного церезина в покрытии высокозольной бумаги для глубокой печати более 8 мас.ч. приводит к повышении пористости покрытия, нарушению его структуры,что сопррво11сдается говышенной пылимостью поверхности и снижением печатных свойств (пробивание краски на оборотную сторону ).

Высокоэольную предлагаемую бумагу для глубокой печати получают путем нанесения покрытия на бумажную подложку предпочтительно с помощью форсунок в мокрой части бумагоделательной машины, однако возможно и применение клеильного пресса или других наносящих устройств, Привес покрытия по сухим веществам составляет 1-4 г/м2.

Пример 1. Бумагу для глубокой печати массой 70 г/м получают путем нанесения покрытия на бумажную подложку. Бумажную подложку получают путем отлива из бумажной массы на плоскосеточной машине. Целлюлоэную суспензию получают путем совместного размола до 30 ШР смеси беленых хвойных целлюлозов — 80 сульфитной и 20% сульфатной. После размола целлюлозы в бумажную массу добавляют 0,5% от целлюлозы канифольного клея, 2% сульфата алюминия и каолин до зольности 30-32%.

Покрытие с помощью центробежных форсунок наносят с верхней стороны на частично обеэвоженную бумажную массу в непосредственной близости от отсасывающих ящиков в конце сеточного стола.

Состав для формирования покрытия 60 готовят следующим образом.

Окисленный цереэин с кислотным числОм бО мгКОН/г предварительно расплавляют до 100 С и в расплав при перемешивании вводят 10%-ный

Результаты испытаний 111 11недены в табл. 2.

Пример 6 (,cIIT(.:1.11ûII ).

КомпозиционHblA < Остrl(I 111;. .Работки

1052601

Пример 7 (прототип). Согласно примеру 1 готовят бумагу, содержащую покрытие на основе крахмаТ а б л и ц а 2

Результаты испытаний опытных образцов бумаги

Пример Стойкость поверхности к пы лению мг/м

Пробивание- Воэдухопросвечива- проницание ./ емость, мл/мин

Налипание бумажного полотна к мокрым прессам

Однородность печати, Красковосприятие оттиска

4,6

Отсутствует

0,08

О, 036.

1,57

4,0

35.

1, 5 4

Отсутствует

0,08

О, 042

0,10

0,033

От су.— тству

1,52

5 0

Значительное

0,12

0,060

1,42

5,2

5 (контрольный) Отсутствует бб

0,12

1,48

0,050

6,0 б (контрольный) Состав для пОкрытия получить не удается

7 (прототип) Незначительное

0,14

0,045

1,48

7,8

" В единицах оптической плотности печати ° Показатель однородности представляет собой дисперсию оптической плотности 5 оттисков (среднеквадратичная величина).

3 бумаги готовят согласно примеру 1 с использованием окисленного цереэина с кислотным числом 35 мгКОН/г.

При раэбавлении водой получают грубую дисперсию, расслаивающуюся в течение 1 мин. Состав для обработки бумаги непригоден.

Как видно иэ результатов испытаний, улучшенные печатные свойства получаемой бумаги достигаются при использовании для покрытия состава, содержащего 3-8 мас.ч. окисленного цереэина на 100 мас,ч. водорастворимого полимера.

Пылимость поверхности, характе.ризующая прочность поверхности, находится на, уровне 4-5 мг/м2, красковосприятие 1,52-1,57.

Равномерная, беэ крупных пор, поверхность бумаги обеспечивает высокую однородность печати (0,0360,042) и низкое пробивание-просвела и жирных кислот (фракция C — С )

17 с кислотным числом 200 мгКОН/ г, при соотношении компонентов в покрытии в мас,ч.: крахмал 100, жирные кислоты 20, 5 Результаты испытаний представлены в табл. 2, Показатели печатных свойств определялись по РOCT 24356-80 "Бума-. га. Методы определения печатных

10 свойств".

1 чивание краски на оборотную сторону оттиска.

Наименьшее количество окисленного цереэина в покрытии, обеспечивающее высокие печатно-технические свойства бумаги — 3 мас.ч. на

100 мас.ч, водорастворимого полимера. Снижение его ухудшает сродство печатной краски к бумаге. Красковоспркятие падает до 1,42, увеличивается липкость состава, ухудшается однородность покрытия из-эа налипания влажного бумажного полотНа к оборудованию мокрым прессам бумагоделательной машины. Проби) 052601

Составитель В. Шиманская

Техред Т.Фанта Корректор О.Тигор

Редактор П.Макаревич

Заказ 8807/22 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

llo делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 ванне краски возрастает до 0,12 оптических единиц.

Увеличение количества окисленно го цереэина в покрытии более 8 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера отрицательно сказывается .на однородности полимерного покрытия,, так как частицы церезина приводят к нарушению локальной непрерывности полимерной пленки. Это приводит к увеличению пористости покрытия, воздухопроницаемости буМаги, снижаются печатные свойства и прочность поверхности бумаги в сухом состоянии.

В примере по прототипу более высокая неоднородность и пористость покрытия приводят к ухудиению печатных свойств и прочности поверхности бумаги в сухом состоянии.

При эмульгировании окисленного цереэина с кислотным числом

35 мгКОН/г получается очень грубая, расслаивающаяся дисперсия. Ее применение приводит к затруднению при наносе, эабиванию сопла форсунок

10 и системы трубопроводов.

Предлагаемая бумага для глубокой печати обладает однородной и прочной поверхностью, низкой пыли15 мостью, улучшенными печатными свойствами.