DE102005028822A1

DE102005028822A1 - Process for producing thermosensitive paper

Info

Publication number: DE102005028822A1
Application number: DE200510028822
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr.-Ing. Kurtz; Jörg Dr.-Ing. Rheims
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-01-04
Also published as: EP1736321A1

Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben zum Herstellen von thermosensitivem Papier, bei dem man einen temperaturempfindlichen Strich auf eine Papierbahn aufträgt und die mit dem Strich versehene Papierbahn glättet. DOLLAR A Man möchte die Oberflächenqualität auf gewünschte Werte einstellen können. DOLLAR A Hirzu ist vorgesehen, daß man zum Glätten einen Breitnip verwendet, der zwischen einem umlaufenden Mantel und einem Gegendruckelement mit umlaufender Oberfläche gebildet ist, wobei man im Breitnip eine mittlere Druckspannung von mindestens 3,5 MPa erzeugt.A method is specified for the production of thermosensitive paper, in which a temperature-sensitive coating is applied to a paper web and the paper web provided with the coating is smoothed. DOLLAR A You want to be able to adjust the surface quality to the desired values. DOLLAR A Hirzu is provided that a wide nip is used for smoothing, which is formed between a circumferential jacket and a counter-pressure element with a circumferential surface, a mean compressive stress of at least 3.5 MPa being generated in the wide nip.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von thermosensitivem Papier, bei dem man einen temperaturempfindlichen Strich auf eine Papierbahn aufträgt und die mit dem Strich versehene Papierbahn glättet.The The invention relates to a method for producing thermo-sensitive Paper that has a temperature-sensitive line on it Apply paper web and the paper web provided with the line smoothes.

Ein thermosensitiver Strich enthält vielfach außer einem Bindemittel und einigen Nebenbestandteilen zwei Farbstoffvorläufer, die durch Schmelze miteinander in Reaktion gebracht eine meist schwarze Farbe erzeugen. Die wesentlichen Anwendungsgebiete eines derartigen thermosensitiven Papiers sind Telefaxpapiere, Printer-, Plotter- und Etikettenpapiere.One contains thermosensitive coating many times except a binder and some minor components two dye precursors, the by melt reacted with one another mostly black Create color. The main applications of such thermosensitive paper are fax papers, printer, plotter and label papers.

Ein derartiges thermosensitives Papier wird üblicherweise mit einem Softkalander geglättet. Hierbei durchläuft das gestrichene Papier einen oder mehrere Nips, die jeweils zwischen einer harten Walze mit einer un nachgiebigen Oberfläche und einer weichen Walze mit einer elastischen Oberfläche gebildet sind. Da der Strich sich bei höheren Temperaturen verfärben würde, ist ein Unterstützen der Glättung durch höhere Temperaturen nicht möglich. Demzufolge kann das Glätten nur durch Einsatz von Druck erfolgen.One Such thermosensitive paper is usually provided with a soft calender smoothed. Here goes through the coated paper one or more nips, each between a hard roller with an unyielding surface and a soft roll are formed with an elastic surface. Because the dash at higher Discolour temperatures would, is a supporting one the smoothing through higher Temperatures not possible. As a result, can the smoothing only by using pressure.

Für ein gutes Druckbild wird einerseits eine glatte Oberfläche angestrebt. Dies ist durch das Erhöhen des Drucks möglich. Andererseits führt eine stärkere Druckerhöhung zu Druckspannungen, bei denen man durch eine Reaktion des Strichs ein Vergrauen der Oberfläche beobachten kann. Mit einem Softkalander läßt sich also vielfach nicht die gewünschte Oberflächenqualität erreichen. Das Verwenden eines Soft-Soft-Nips, also eines Nips, der durch zwei weiche Walzen gebildet ist, verbessert die Situation zwar. Das Ergebnis ist aber immer noch nicht überzeugend.For a good one Print image is on the one hand strived for a smooth surface. This is through increasing of the pressure possible. On the other hand leads a stronger one pressure increase to compressive stresses, which are caused by a reaction of the stroke a graying of the surface can watch. With a Softkalander can be so often not the desired Achieve surface quality. Using a soft-soft nip, that is, a nip through two Although soft rolls are formed, the situation improves. The result but still not convincing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Oberflächenqualität auf gewünschte Werte einzustellen.Of the The object of the invention is to set the surface quality to desired values.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man zum Glätten einen Breitnip verwendet, der zwischen einem umlaufenden Mantel und einem Gegendruckelement mit umlaufender Oberfläche gebildet ist, wobei man im Breitnip eine mittlere Druckspannung von mindestens 3,5 MPa erzeugt.These Task is characterized by a method of the type mentioned by solved, that one to Smooth a wide nip used between a circumferential mantle and a counter-pressure element with a circumferential surface formed is, where in the nip a mean compressive stress of at least Produced 3.5 MPa.

Mit dieser Ausgestaltung glättet man die gestrichene Papierbahn mit einer im Vergleich zu den bisher eingesetzten Methoden relativ niedrigen Druckspannung, die aber über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten wird. Die mittlere Druckspannung ergibt sich durch den Quotienten von Streckenlast und Länge des Breitnips. Die exakte Definition der Länge des Breitnips ist schwierig, weil es einen Einlaufbereich und einen Auslaufbereich gibt. Mit "Länge" ist daher die Länge des konkaven Bereichs gemeint. Der Mantel kann dabei durch den Mantel einer Schuhwalze gebildet sein, während das Gegendruckelement durch eine harte Walze gebildet ist, an der die gestrichene Seite der Papierbahn vorzugsweise anliegt. Der Mantel kann auch durch ein umlaufendes Band gebildet sein, das an einer harten Walze anliegt. Man kann auch zwei gegeneinander wirkende umlaufende Bänder verwenden, wobei ein Band als elastisches Band und ein Band als Band mit harter Oberfläche, beispielsweise als Stahlband, ausgebildet sein kann. Wichtig ist lediglich, daß man die Druckspannung von mindestens 3,5 MPa über einen vergleichsweise langen Zeitraum aufrecherhält.With this embodiment smoothes one the coated paper web with one in comparison to the hitherto used methods of relatively low compressive stress, but over a longer Period is maintained. The mean compressive stress results by the quotient of line load and length of the wide nip. The exact one Definition of length of the broad nip is difficult because it has an inlet area and a Outflow area there. With "length" is therefore the length of the Concave area meant. The coat can thereby through the coat a shoe roll may be formed while the counter-pressure element formed by a hard roller on which the painted side the paper web preferably rests. The coat can also through a circumferential band may be formed which bears against a hard roller. You can also use two counteracting rotating bands, where a band as an elastic band and a band as a band with hard Surface, For example, as a steel strip may be formed. Important is only that one the Compressive stress of at least 3.5 MPa over a comparatively long time Period upholds.

Vorzugsweise verwendet man einen Breitnip mit einer Länge im Bereich von 30 bis 150 mm. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der die Papierbahn durch den Breitnip geführt wird, ergeben sich hierdurch ausreichend lange Behandlungszeiten.Preferably one uses a Breitnip with a length in the range from 30 to 150 mm. Dependent on from the speed with which the paper web passes through the nip guided This results in sufficiently long treatment times.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß man einen Breitnip mit einer Länge im Bereich von 30 bis 100 mm verwendet.in this connection is particularly preferred that one a wide nip with a length used in the range of 30 to 100 mm.

Auch ist von Vorteil, wenn man die Temperatur im Breitnip auf maximal 80°C begrenzt. Bei dieser Temperaturgrenze ergeben sich noch keine thermisch bedingten Verfärbungen des Strichs. Andererseits ist die Temperatur schon hoch genug, um zur Glättung der Papierbahn, insbesondere der gestrichenen Seite, beizutragen.Also is beneficial if you set the temperature in the nip to a maximum 80 ° C limited. At this temperature limit, there are still no thermally induced discoloration of the stroke. On the other hand, the temperature is already high enough to for smoothing the paper web, in particular the coated page contribute.

Vorzugsweise wählt man eine Streckenlast von mindestens 250 N/mm. Damit läßt sich auf einfache Weise die gewünschte minimale Druckspannung erzeugen.Preferably you choose a line load of at least 250 N / mm. This can be in a simple way the desired generate minimum compressive stress.

Bevorzugterweise trägt man zwischen dem Auftragen des Strichs und dem Glätten im Breitnip keine Feuchtigkeit auf die Papierbahn auf. Man verwendet also keine Befeuchtungseinrichtung zur Verbesserung des Glättergebnisses vor dem Breitnip-Kalander. Damit vermeidet man, daß beide Seiten der Papierbahn zu glatt werden, was an der Aufrollung Probleme durch seitliches Verrutschen der Lagen verursachen könnte ("Teleskopiereffekt").preferably, you wear no moisture between applying the stroke and smoothing in the nip on the paper web. So you do not use a moistening device to improve the smoothing result in front of the wide-nip calender. This avoids that both Pages of the paper web become too slick, resulting in reeling problems caused by lateral slipping of the layers ("telescoping effect").

Bevorzugterweise trägt man den Strich berührungslos auf. Dies ist eine besonders wirtschaftliche Maßnahme. Man kann nämlich die Schichtdicke des temperaturempfindlichen Strichs auf ein Minimum einstellen. Die sich ausbildende Schicht folgt dann der Kontur der Oberfläche der Papierbahn, d.h. es ist nicht notwendig, die Rauhigkeit der Bahn auszugleichen und "Täler" auszufüllen. Man benötigt also weniger Material für den Strich. Nach dem Auftragen des Strichs sind alle Bereiche der Papierbahn in ausreichendem Maß gleichmäßig mit dem temperaturempfindlichen Strich bedeckt.Preferably, the bar is applied without contact. This is a particularly economical measure. You can namely the layer thickness of the temperature-sensitive line on a mini set mum. The forming layer then follows the contour of the surface of the paper web, ie it is not necessary to compensate for the roughness of the web and to fill in "valleys". So you need less material for the stroke. After the application of the line, all areas of the paper web are sufficiently uniformly covered with the temperature-sensitive line.

Hierbei ist bevorzugt, daß man zum Auftragen des Strichs einen Curtain Coater verwendet. Ein Curtain Coater wird beispielsweise von Voith Paper GmbH, 89522 Heidenheim, Deutschland, angeboten. Mit einem Curtain Coater läßt sich der Strich berührungslos und mit einer relativ geringen Dicke auftragen.in this connection is preferred that one used to apply the stroke a curtain coater. A curtain Coater is for example from Voith Paper GmbH, 89522 Heidenheim, Germany, offered. With a curtain coater can be the stroke contactless and apply with a relatively small thickness.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigt:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in conjunction with the drawing. Hereby shows:

die einzige Figur eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens.the single figure is a schematic representation for explanation of the procedure.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln einer Papierbahn 2. Die Papierbahn 2 kann ein Flächengewicht im Bereich von 30 bis 300 g/m² aufweisen, d.h. sie kann auch schon kartonähnlich ausgebildet sein. Die Papierbahn 2 kommt aus einer nur schematisch dargestellten Papier- oder Kartonmaschine 3. Sie kann statt dessen aber auch von einer Rolle, beispielsweise einer Jumborolle, abgewickelt werden.The drawing shows a device 1 for treating a paper web 2 , The paper web 2 may have a basis weight in the range of 30 to 300 g / m ² , that is, they may already be designed carton-like. The paper web 2 comes from a paper or board machine shown only schematically 3 , Instead, it can also be handled by a roll, for example a jumbo roll.

Die Papierbahn 2 durchläuft in Bahnlaufrichtung 19 eine Streicheinrichtung 4, in der ein temperaturempfindlicher Strich 5 auf die obere Oberfläche aufgetragen wird. Die Streicheinrichtung 4 ist hier als "Curtain Coater" ausgebildet, der die Streichfarbe 6 in Form eines Vorhanges, der hier durch einen Pfeil symbolisiert ist, auf die Papierbahn 2 laufen läßt. Durch eine Abstimmung der ausgegebenen Menge der Streichfarbe 6 auf die Geschwindigkeit der Papierbahn 2 läßt sich ein außerordentlich dünner Strich auf der Oberfläche der Papierbahn 2 erzeugen. Aus Gründen der Darstellbarkeit ist der Strich 5 in der Zeichnung übertrieben dick dargestellt.The paper web 2 passes through in the direction of web travel 19 a coating device 4 in which a temperature-sensitive stroke 5 is applied to the upper surface. The coating device 4 is here designed as a "curtain coater", which is the coating color 6 in the form of a curtain, which is symbolized here by an arrow, on the paper web 2 to run. By a vote of the issued amount of the coating color 6 on the speed of the paper web 2 can be an extremely thin line on the surface of the paper web 2 produce. For the sake of representability, the dash 5 shown exaggerated in the drawing.

Der Strich 5 enthält beispielsweise außer einem Bindemittel und einigen Nebenbestandteilen zwei Farbstoffvorläufer, die durch Schmelze miteinander in Reaktion gebracht werden und die dann eine Farbe erzeugen. Die Farbe ist in der Regel schwarz, während die Papierbahn 2 bzw. der noch nicht reagierte Strich 5 weiß ist. Die wesentlichen Anwendungsgebiete sind Telefaxpapiere, Print-, Plotter- und Etikettenpapiere. Der temperaturempfindliche Strich 5 kann durch einen nicht näher dargestellten wärmeisolierenden Vorstrich unterstützt werden, der ebenfalls mit einem Curtain Coater aufgebracht werden kann.The line 5 For example, besides a binder and some minor ingredients, there are two dye precursors which are reacted by melt and which then form a color. The color is usually black while the paper web 2 or the unreacted line 5 is white. The main areas of application are fax papers, print, plotter and label papers. The temperature sensitive line 5 can be supported by a heat-insulating primer, not shown, which can also be applied with a curtain coater.

Die Streicheinrichtung 4 weist eine Ausgabeeinrichtung 7 auf, die den Strich 5 auf die Papierbahn 2 aufträgt, und eine Auffangwanne 8, in der seitlich überschießende Streichfarbe 6 aufgenommen kann. In nicht näher dargestellter Weise kann die Streichfarbe 6 aus der Auffangwanne 8 wieder zur Ausgabeeinrichtung 7 zurück geführt werden.The coating device 4 has an output device 7 on that the stroke 5 on the paper web 2 applies, and a drip tray 8th , in the laterally overspending coating color 6 can recorded. In a manner not shown, the coating color 6 from the drip tray 8th again to the output device 7 to be led back.

Online zur Streicheinrichtung 4 ist ein Schuhkalander 9 angeordnet, der eine Schuhwalze 10 mit einem umlaufenden Mantel 11 und einem Stützschuh 12 aufweist. Der Stützschuh 12 weist eine Andruckfläche 13 auf, die mit nicht näher dargestellten Einrichtungen zum Einbringen von Schmiermitteln versehen ist, beispielsweise Hydrauliköl. Mit dem Mantel 11 der Schuhwalze 10 wirkt eine Gegenwalze 14 zusammen, die eine Vielzahl von peripheren Bohrungen 15 aufweist, um die Temperatur an der Oberfläche der Gegenwalze 14 einstellen zu können. Wie durch einen Doppelpfeil 16 angedeutet, ist die Gegenwalze 14 gegenüber der Schuhwalze 10 verlagerbar. Der Stützschuh 12 der Schuhwalze 10 ist stationär angeordnet. Die Gegenwalze 14 wird also in den Mantel 11 der Schuhwalze 10 eingetaucht. Dies hat den Vorteil, daß der Mantel 11 an seinen axialen Enden nicht gedehnt werden muß. Dort ist er üblicherweise mit Stirnscheiben versehen, die um eine Achse 17 rotieren.Online to the coating device 4 is a shoe calender 9 arranged, which is a shoe roll 10 with a surrounding coat 11 and a support shoe 12 having. The support shoe 12 has a pressure surface 13 on, which is provided with non-illustrated means for introducing lubricants, such as hydraulic oil. With the coat 11 the shoe roll 10 acts a counter roll 14 together, a variety of peripheral holes 15 to the temperature at the surface of the counter roll 14 to be able to adjust. As by a double arrow 16 indicated, is the counter roll 14 opposite the shoe roll 10 displaced. The support shoe 12 the shoe roll 10 is arranged stationary. The counter roll 14 So it's in the mantle 11 the shoe roll 10 immersed. This has the advantage that the coat 11 does not have to be stretched at its axial ends. There he is usually provided with end discs, which are about an axis 17 rotate.

Die Schuhwalze 10 bildet mit der Gegenwalze 14 zusammen einen Breitnip 18, in dem die Papierbahn 2 mit dem aufgetragenen temperaturempfindlichen Strich 5 satiniert wird.The shoe roll 10 forms with the counter-roller 14 together a nip 18 in which the paper web 2 with the applied temperature-sensitive line 5 is satined.

Die Länge des Breitnips 18 beträgt in Laufrichtung der Papierbahn 2 mindestens 30 und höchstens 150 mm, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 30 bis 100 mm. Unter "Länge" wird hier der Bereich verstanden, in dem der Mantel 11 konkav eingedrückt ist.The length of the wide nip 18 is in the direction of the paper web 2 at least 30 and at most 150 mm, preferably in the range of 30 to 100 mm. "Length" is understood here as the area in which the jacket 11 concave is pressed.

Die Streckenlast beträgt mindestens 250 N/mm. Bei der Streckenlast handelt es sich um die Kraft, mit der der Mantel 11 der Schuhwalze 10 und die Gegenwalze 14 gegeneinander gedrückt werden, bezogen auf die axiale Länge der Gegenwalze. Mit dieser Streckenlast von mindestens 250 N/mm stellt man eine mittlere Druckspannung von mindestens 3,5 MPa ein. Die mittlere Druckspannung errechnet sich aus der Streckenlast dividiert durch die Länge des Breitnips 18 in Laufrichtung.The line load is at least 250 N / mm. The line load is the force with which the coat 11 the shoe roll 10 and the counter roll 14 pressed against each other, based on the axial length of the backing roll. With this line load of at least 250 N / mm, a mean compressive stress of at least 3.5 MPa is set. The mean compressive stress is calculated from the line load divided by the length of the wide nip 18 in the direction of travel.

Die Temperatur im Breitnip 18 liegt nicht über 80°C. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß man die Oberfläche der Gegenwalze 14 auf eine Temperatur von maximal 80°C aufheizt Der Strich 5, der an der Gegenwalze 14 anliegt und durch die harte und glatte Oberfläche der Gegenwalze 14 geglättet wird, wird also durch die thermische Beaufschlagung nicht verfärbt.The temperature in the nip 18 is not above 80 ° C. This can be achieved for example by the surface of the counter roll 14 to a maximum temperature of 80 ° C heats The stroke 5 that is at the counter roller 14 abuts and by the hard and smooth surface of the counter roll 14 is smoothed so is not discolored by the thermal exposure.

Man verzichtet zwischen der Streicheinrichtung 4 und dem Schuhkalander 9 auf eine Befeuchtungseinrichtung zur Verbesserung des Glättergebnisses. Vielmehr wird die Papierbahn 2, die nur durch die Streichfarbe angefeuchtet ist, geglättet.One waives between the coating device 4 and the shoe calender 9 to a moistening device for improving the smoothing result. Rather, the paper web 2 , which is moistened only by the coating color, smoothed.

Anstelle einer Schuhwalze 9 kann man auch ein umlaufendes elastisches Band verwenden, das durch eine nicht näher dargestellte Rollenanordnung geführt wird. Auch kann man anstelle einer Gegenwalze ein umlaufendes Stahlband verwenden, wobei in diesem Fall zwei Stützschuhe vorgesehen sind, um die notwendige Druckspannung im Breitnip 18 zu erzeugen.Instead of a shoe roll 9 You can also use a circumferential elastic band, which is guided by a roller assembly, not shown. Also, you can use a rotating steel band instead of a counter roll, in which case two support shoes are provided to the necessary compressive stress in the nip 18 to create.

Claims

Process for the production of thermosensitive paper, in which a temperature-sensitive coating ( 5 ) on a paper web ( 2 ) and the one with the stroke ( 5 ) paper web ( 2 ), characterized in that for smoothing a Breitnip ( 18 ) used between a circumferential jacket ( 11 ) and a counterpressure element ( 14 ) is formed with circumferential surface, wherein in the extended nip ( 18 ) produces a mean compressive stress of at least 3.5 MPa.

Method according to claim 1, characterized in that a broad nip ( 18 ) having a length in the range of 30 to 150 mm.

Method according to claim 2, characterized in that a broad nip ( 18 ) having a length in the range of 30 to 100 mm.

Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the temperature in the extended nip ( 18 ) is limited to a maximum of 80 ° C.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that he chooses a line load of at least 250 N / mm.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the application of the stroke ( 5 ) and smoothing in the nip ( 18 ) no moisture on the paper web ( 2 ).

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the line ( 5 ) applies contactlessly.

Process according to Claim 7, characterized in that, for the application of the stroke ( 5 ) used a curtain coater.