Zur Verbesserung der Oberflächenqualität (Glätte, Glanz, Weiße und Bedruckbarkeit etc.) werden Naturpapiere bekannterweise mit Pigmentstreichfarben beschichtet. Die Streichfarben enthalten in Wasser dispergierte Pigmente (Kalziumkarbonate, Kaolin, Titandioxid, Talkum etc.), von denen die Fasern für ein gleichmäßiges Druckbild nach dem Bedrucken abgedeckt werden. Zusätzlich enthalten die Streichfarben Bindemittel um die Pigmente an den Fasern und untereinander in Abhängigkeit von dem nachfolgenden Druckverfahren zu verankern. Weiterhin enthalten die Streichfarben Additive, wie Verdicker und Hilfsstoffe um zugleich die für das jeweilige Beschich- tungsverfahren erforderlichen physikalischen Eigenschaften einzustellen.

Stand der Technik Aus der DE 197 16 647-A ist ein sogenannter Curtain Coater zum Auftragen von Pigmentstreichfarbe bekannt, bei dem die Streichfarbe aus einer Schlitzdüse in einem freifallenden Vorhang auf die Papier-oder Kartonbahn aufgetragen wird. Bei diesem Beschichtungsverfahren wird nicht, wie bei anderen Streichverfahren üblich, mit einem Überschuß gearbeitet, sondern es wird exakt die für die Beschichtung erforderliche Beschichtungsmenge aufgetragen. Das Auftragen mittels eines Curtain Coaters stellt besondere Anforderungen an die Streichfarbe : Es muß ein stabiler, geschlossener Vorhang erzeugt werden, der frei von Gasblasen ist. Beim Auftreffen auf die Papier- oder Kartonbahn wird der Beschichtungsfilm extrem beschleunigt. Er darf unter dieser Beschleunigung und den dabei auftretenden Scherkräften nicht ab-oder aufreißen.

Ebensowenig darf der aufgetragene Film beim anschließenden Trocknen nicht aufreißen. Da die Streichfarbe nahezu keine Luft oder andere Gase enthalten darf,

muß sie sich in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt gut entgasen lassen. Um die Gasblasen aus der Streichfarbe zu entfernen, ist in der DE 197 16 647 A der Vorratsbehälter, aus dem die Schlitzdüse mit Streichfarbe versorgt wird, an einem unabhängigen Entlüftungskreislauf angeschlossen. Es wird so die mit allen Kompo- nenten fertiggemischte Streichfarbe entgast.

Aus der EP 0 517 223-B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Streichpapier bekannt, bei dem ebenfalls die Streichfarbe in einem freifallenden Vorhang aufgetragen wird und vor dem Auftragen entlüftet wird. Die Streichfarbe enthält mindestens ein Pigment und mindestens ein Bindemittel und eine Konzentration zwischen 50 und 70 Gewichts- prozent, wobei die Viskosität zwischen 700 und 4000 cPs beträgt. Die Streichfarbe mit allen Komponenten wird einer Entgasung bei einem Vakuum unterzogen, wobei die Streichfarbe einer Scherung, unterworfen wird.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streichfarbe zum Veredeln von Papier- oder Karton bereitzustellen, die mit einem Curtain Coater bei hohen Geschwindigkei- ten gleichmäßig und störungsfrei aufgetragen werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Lösung dieser Aufgabe hat sich gezeigt, dass zum Auftragen mit einem Curtain Coater die Viskoelastizität der Streichfarbe bestimmten Bedingungen genügen muß. Die dynamische Oberflächenspannung muß stark herabgesetzt werden, wobei zugleich verhindert werden muß, dass aufgrund der verminderten Oberflächenspan- nung die Schaumbildung inakzeptabel erhöht wird. Die mit der erfindungsgemäßen Streichfarbe hergestellten gestrichenen Papiere sind besonders zum Bedrucken in einem Offsetdruckverfahren geeignet. Trotz der relativ geringen Viskosität beim Auftragen der Streichfarbe haben die gestrichenen Papiere die wegen der Zügigkeit der Offset-Druckfarben erforderliche Oberflächenfestigkeit.

Die Patentansprüche 2 bis 4 beanspruchen Streichfarben, die sich für bestimmte Anwendungen als besonders vorteilhaft gezeigt haben.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von gestrichenem Papier oder Karton bereitzustellen, bei dem die Streichfarbe zur Erzielung einer sehr hohen Qualität des beschichteten Papiers oder Kartons weitgehend entgast wird, damit beim Auftragen keine störenden Gasblasen mehr in der Streichfarbe enthalten sind.

Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 5 dadurch gelöst, daß zunächst eine wässrige Pigment-Dispersion hergestellt und einer Entgasung unterzogen wird. Nach der Entgasung werden ein oder mehrere Verdicker und ein oder mehrere Tenside als Additive unter Luftabschluß der Pigment-Dispersion zugemischt.

Mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 5 ist es möglich, die Streichfarbe soweit zu entgasen, daß bedeutend weniger als 1 Volumenprozent Gas in der aufzutragenden Streichfarbe verbleibt. Die sehr weitgehende Entfernung der Gase verhindert, daß beim Auftragen in einem freifallenden Vorhang unbedeckte Stellen auf der Papier- oder Kartonbahn entstehen.

Die Merkmale der Patentansprüche 6 bis 10 haben sich als besonders vorteilhaft gezeigt, einen möglichst hohen Entgasungsgrad der Streichfarbe zu erreichen.

Das besonders vorteilhafte Verfahren nach den Patentansprüchen 9 und 10 ermöglicht es, auch aus schwer zu entgasenden Streichfarben die gasförmigen Bestandteile, insbesondere Luft, sehr weitgehend zu entfernen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung In Figur 1 ist das Schema einer Anlage zur Herstellung von gestrichenem Papier oder Karton dargestellt, bei der die Streichfarbe vor dem Auftragen auf die erfindungsge- mäße Art entlüftet wird.

Figur 2 zeigt das Schema einer Anlage mit zwei in Reihe geschalteten Entgasungs- stufen.

Wege zur Ausführung der Erfindung Zur Herstellung von gestrichenem Papier oder Karton wird die Streichfarbe mittels eines Curtain-Coaters in einem freifallenden Vorhang auf eine laufende Papier-oder Kartonbahn aufgetragen. Curtain-Coater enthalten als Auftragvorrichtung eine oberhalb des Bahnlaufs angeordnete, sich über die Bahnbreite erstreckende Schlitzdüse 1, aus der die Streichfarbe in einem Vorhang austritt und frei auf die Bahn fällt. Ein geeigneter Curtain-Coater und seine Arbeitsweise zur Herstellung von gestrichenem Papier oder Karton ist ausführlich in der DE 197 16 647 A beschrieben.

Die Streichfarbe enthält Pigmente in wässriger Dispersion, ein Bindemittel und zumindest einen Verdicker und ein Tensid als weitere Additive. Falls erforderlich werden weitere Hilfsstoffe als Additive zur Einstellung von gewünschten Eigenschaften zugemischt, beispielsweise Zusatzstoffe zur Verbesserung der Benetzbarkeit, Vorhangstabilität etc. Als Pigmente werden bevorzugt Kalziumkarbonat, Kaolin, Titandioxid oder Talkum verwendet. Bei Verwendung von Kalziumkarbonaten wird präzipitiertes Karbonat (PCC) oder natürliches Kalzit, beispielsweise Kreide eingesetzt.

Wird die Streichfarbe als Vorstrich aufgetragen, so wird bevorzugt als Pigment ein Kalziumkarbonat mit einem Kornspektrum von 60 % < 2 um verwendet. Beim Auftrag als Deckstrich hat sich ein Kalziumkarbonat mit einem Kornspektrum mit 75 % zum als besonders geeignetes Pigment gezeigt.

Als Bindemittel werden Styrolacrylate und Mischpolymerisate, wie Styrolbutadien-Latex verwendet. Ein geeignetes Bindemittel wird von der Firma BASF unter dem Namen Acronal vertrieben. Wichtig ist, dass die Streichfarbe einen Bindemittelanteil von mindestens 7 Gewichtsprozent, bezogen auf den Pigmentanteil, enthält. Auf 100 Gewichtsanteile Pigment sind somit mindestens 7 Gewichtsanteile Bindemittel enthalten. Als besonders geeignet hat sich ein Bindemittelanteil von 9 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf den Pigmentanteil, gezeigt.

Weiterhin enthält die Streichfarbe als Additiv einen Verdicker zur Viskositätsregelung mit einem Anteil von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 Gewichtsprozent, bezogen auf den Pigmentanteil. Als Verdicker werden polymerisierte Acrylverbindungen eingesetzt, wie sie beispielsweise unter dem Namen Sterocoll vertrieben werden.

Wesentlich ist, daß mindestens 0,1 Gewichtsprozent (bezogen auf den Pigmentanteil) Tenside zugesetzt sind. Bevorzugt werden 0,2 bis 1 Gewichtsprozent Tenside zugesetzt. Sie setzen die dynamische Oberflächenspannung der Streichfarbe stark herunter, so dass der Streichfarbenvorhang beim Auftragen mit einem Curtain Coater nicht abreißt oder teilweise aufreißt. Ein geeignetes Tensid wird unter dem Namen Plurafac von der Firma BASF vertrieben.

Der Feststoffgehalt der Streichfarbe beträgt 50 bis 70 Gewichtsprozent, bevorzugt 55 bis 65 Gewichtsprozent. Die Viskosität der Streichfarbe beim Auftragen darf gewisse Werte nicht überschreiten. Daher hat die Streichfarbe eine Viskosität von maximal 1000 mPas (Brookfield 100 UPM, 20° C), bevorzugtwenigerals 500 mPas (Brookfield 100 UPM, 20° C).

Beide in den Figuren dargestellte Anlagen dienen zur Herstellung von gestrichenem Papier-oder Karton, bei dem eine Streichfarbe in einem freifallenden Vorhang 15 auf eine laufende Papier-oder Kartonbahn 16 aufgetragen wird. Der Vorhang 15 fällt aus einer Schlitzdüse 1, der die entgaste Streichfarbe zugeführt wird.

Bei der Aufbereitung der Streichfarbe wird zunächst eine wässrige Pigment-Dispersion in einem Vorratsbehälter 2 hergestellt. Dazu werden Pigmente 3 mit zugeführtem Wasser 4 gemischt, bis der gewünschte Feststoffgehalt und die gewünschte Viskosität erreicht ist : Die Viskosität der Pigment-Dispersion wird bevorzugt für die Entgasung sehr niedrig eingestellt. Sie beträgt weniger als 500 mPas (Brookfield 100 UPM, 20° C), bevorzugt weniger 200 mPas (Brookfield 100 UPM, 20° C). Als Pigmente werden bevorzugt Kalziumkarbonat, Kaolin, Titandioxid oder Talkuum verwendet. Vorzugswei- se wird in dem Behälter 2 auch das Bindemittel 5 zugeführt, falls es die nachfolgende Entgasung nicht störend beeinträchtigt. Ansonsten wird das Bindemittel erst nach der Entgasung zugemischt. Falls erforderlich, werden weitere Hilfsstoffe als Additive zur Erzielung von gewünschten Eigenschaften der Streichfarbe zugemischt, beispielswei- se Zusatzstoffe zur Verbesserung der Benetzbarkeit oder der Vorhangstabilität, oder Aufheller. Die Bindemittel und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthaltende Pigment-Dispersion wird aus dem Vorratsbehälter 2 mittels einer Dosierpumpe 6 der nachfolgenden Entgasungsvorrichtung 7 zugeführt.

Bei der Anlage nach Figur 1 enthält die Entgasungsvorrichtung 7 einen Behälter, in dem die zugeführte Dispersion bei Unterdruck versprüht wird. Dabei werden die aus

der Dispersion austretenden Gase 8, insbesondere Luft, aus dem Behälter abgelas- sen. Damit die entgasbaren Komponenten aus der Dispersion austreten, wird die Dispersion bei sehr geringem absoluten Druck (ca. 0,05 bar) über eine große Oberfläche verteilt. Bevorzugt erfolgt die Vergrößerung der Oberfläche durch Versprühen mittels Düsen, ebenso sind Schleuderteller etc. bekannt.

Die Pigment-Dispersion (im vorliegenden Beispiel mit dem Bindemittel) wird anschlie- ßend von einer Dosierpumpe 9 in eine Mischvorrichtung 10 gefördert. In der Mischvorrichtung 10 wird der Verdicker 11 und das Tensid 12 unter Luftabschluß zugemischt. Falls weitere Hilfsstoffe 13 zugefügt werden, so werden diese ebenfalls unter Luftabschluß der Mischvorrichtung 11 zugeführt. In der Mischvorrichtung 10 werden die einzelnen Komponenten der Streichfarbe homogen vermischt, wobei durch die Zugabe des Verdickers 11 die Viskosität für die nachfolgende Beschichtung erhöht wird. Es wird eine Viskosität von maximal 1000 mPas, bevorzugt von weniger als 500 mPas (Brookfield 100 UPM, 20°C), der Streichfarbe eingestellt. Anschließend wird die fertiggemischte Streichfarbe der Schlitzdüse 1 zugeleitet, aus der sie als freifallender Vorhang austritt.

Bei der Anlage nach Figur 2 enthält die Entgasungsvorrichtung zumindest zwei in Reihe geschaltete Entgasungsstufen 7.1,7.2, in denen die Pigment-Dispersion kontinuierlich nacheinander einer Entgasung unterzogen wird, bevor ein Verdicker 11 und ein Tensid 12 unter Luftabschluß zugemischt werden. Bevorzugt wird die Entgasung in zwei oder drei Stufen durchgeführt. Besonders schwer zu entgasende Streichfarben werden erforderlichenfalls in bis zu fünf Stufen entgast.

Jede Entgasungsstufe 7.1,7.2 enthält vorzugsweise einen Sprühentgaser 17.1,17.2 mit einem evakuierbaren Behälter, in dem die Dispersion zur Vergrößerung der Oberfläche mittels Düsen bei Unterdruck versprüht wird. Damit die entgasbaren Komponenten aus der Dispersion austreten, erfolgt das Versprühen bei einem sehr geringen absoluten Druck (ca. 0,05 bar). Die aus der Dispersion austretenden Gase 8 werden jeweils abgesaugt. Zur Vergrößerung der Oberfläche können alternativ rotierende Verteilerscheiben eingesetzt werden. Vor der ersten Entgasungsstufe 7.1 wird zunächst mittels einer Temperiereinrichtung 18 durch Erhitzen oder Abkühlen die gewünschte Temperatur der Pigment-Dispersion eingestellt. Der Gasgehalt in der Dispersion wird vor und nach dem Entgasen mittels Dichtemeßgeräten 19 gemessen.

Aus der zweiten Entgasungsstufe 7.2 wird die entgaste Pigment-Dispersion von einer Dosierpumpe 9 in eine Mischvorrichtung 10 gefördert. In der Mischvorrichtung 10 werden der Verdicker 11 und das Tensid 12 unter Luftabschluß zugemischt, und die einzelnen Komponenten der Streichfarbe werden intensiv vermischt. Die fertigge- mischte und entgaste Streichfarbe wird anschließend der Schlitzdüse 1 zugeleitet.

Die Entgasung der Streichfarbe in den Stufen 7.1,7.2, die Zumischung der Tenside 11 und des Verdickers 12 und die Zuführung der Streichfarbe zur Schlitzdüse 1 werden online, also in einem Strom kontinuierlich nacheinander durchgeführt.