DE2358506C3

DE2358506C3 - Verfahren zum Herstellen von gestrichenem Papier mit großer Oberflächenfestigkeit

Info

Publication number: DE2358506C3
Application number: DE19732358506
Authority: DE
Inventors: Masahiro Amano; Ryota Nakayama
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1972-11-24
Filing date: 1973-11-23
Publication date: 1980-08-14
Also published as: DE2358506A1; DE2358506B2; JPS5215685B2; JPS4972406A

Description

3 4

zug aus einer Streichmasse von üblichen Pigmenten durch Ausübung einer Scherkraft auf die Polymeri-

und Bindemitteln versehen ist, und das dadurch ge- sationslösung des Olefinmonomeren. Die erfindungs-

kennzeichnet ist, daß man bei der Papierherstellung gemäß verwendete synthetische polyolefinische Pulpe

und der Herstellung des Striches das Papier bei einer muß jedoch nicht unbedingt nach einem der oben-

Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Polyolefins 5 genannten Verfahren hergestellt werden, sondern es

trocknet und dann das so gestrichene Papier bei einer können behebige synthetische polyolefinische Pulpen

Temperatur über dem Schmelzpunkt des Polyolefins allein oder im Gemisch mit Holzpulpe in beliebigem

schmelzbindet. Verhältnis zu einem Papier in an sich bekannter Weise

Der Grund für die Tatsache, daß das erfindungs- verarbeitet werden.

gemäß hergestellte Papier eine äußerst große Ober- io Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden

flächenfestigkeit hat, ist auf folgendes zurückzuführen: Beispiele weiter erläutert. Alle Teilangaben beziehen

Ein Papier mit einem großen Gehalt an synthetischer sich auf das Gewicht.
polyolefinischer Pulpe weist eine sehr große Bauschigkeit und Fähigkeit zur Flüssigkeitsabsorption auf.
Die auf dieses Substrat aufgebrachte Überzugsschicht 15

ist also sehr fest verankert. Die Wärmebehandlung Beispiele 1 bis 4
und die Verankerung wirken synergistisch und bewirken eine beträchtliche Verbesserung der Haftf fähigkeit zwischen dem Substrat und der Überzugs- 90 Gewichtsteile hochdichtes Polyäthylen mit einem ' schicht. ^ao spezifischen Gewicht von 0,95 und einem Schmelz-Andere Eigenschaften des erfindungsgemäß her- punkt von etwa 131⁰C wurde bei erhöhter Temperagestellten überzogenen Papiers beruhen auf der Tat- tür unter hohem Druck in Methylenchlorid aufgelöst, sache, daß das Papier die vorteilhaften Eigenschaften In der so erhaltenen Lösung wurde eine wäßrige Lösung des Polyolefins, ζ. B. große Feuchtigkeitsfestigkeit mit einem Gehalt von 10 Teilen Polyvinylalkohol des Substrats, ausgezeichnete Dimensionsstabilität 35 emulsionsdispergiert. Die erhaltene Dispersion wurde gegenüber Wasser oder Feuchtigkeit, Wärmeverform- aus einer Öffnung mit 3 mm Durchmesser ausgespritzt, barkeit und Wärmeversiegelbarkeit in der Wärme der Das so erhaltene vernetzte faserfönnige Produkt nicht überzogenen Oberfläche im Fall von einseitig wurde zu einer Länge von etwa 5 mm geschnitten, und überzogenem Papier aufweist. die erhaltenen Stücke wurden in Wasser zu einem Das überzogene Papier gemäß der Erfindung läßt 30 pulpeartigen Material mit einer kanadischen Freiheit sich vielseitig verwenden, z. B. als Druckpapier mit von 400 ml geschlagen. 30 Teile gebleichte Nadeleiner Überzugsschicht von Ton usw., photographisches baumholz-Kraftpulpe und 40 Teile gebleichte Laub-Grundpapier mit einer Überzugsschicht von Barium- baumholz-Kraftpulpe wurden zu einer kanadischen sulfat, Dekorationspapier mit einer Überzugsschicht Freiheit von 300 ml vermischt und geschlagen. Die so aus gefärbten Pigmenten, elektrostatisches Kopier- 35 erhaltene Holzpulpe wurde in geeigneter Weise zu dem papier mit einer Überzagsschicht aus Zinnoxid, pulpenartigen Material zugegeben, wobei Grundmagnetisches Aufzeichnungspapier mit einer Über- stoffe mit einer Konsistenz von 0,5% erhalten wurden, zugsschicht aus Eisenoxid, Zeichenpapier mit einer Diese Grundstoffe wurden auf einer Fourdrinier-Überzugsschicht aus Siliciumdioxid. Papiermaschine zu Papier mit 70 g/m² Gewicht und Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ver- 40 den in Tabelle 1 aufgeführten Polyolefingehalten verwendete polyolefinische Pulpe besteht aus thermo- arbeitet. Die Oberflächentemperatur der Mehrfachplastischen Harzen, die hauptsächlich aus kristallinen trockner betrug 110⁰C.

Polyolefinen, wie z. B. lineares Polyäthylen oder iso- Dann wurde ein wäßriges Überzugsmaterial aus taktisches Polyäthylen, bestehen, die in feiner faser- 90 Teilen Ton, 10 Teilen Satinweiß, 10 Teilen Casein fönniger Struktur in ähnlicher Weise, wie dies bei 45 und 10 Teilen Acrylester-Mischpolymerem mit einer Holzbrei der Fall ist, nach irgendeinem beliebigen Konzentration von 40% auf beide Seiten dieser Pa-Verfahren hergestellt werden, und die allein oder in piere in einer Menge von jeweils 21 g/m², bezogen auf Mischung mit Holzpulpe zu einem Papier in bekannter die Festsubstanzen, aufgebracht.
Weise verarbeitet werden können. Beispiele für der- In diesen Fällen betrug die Heißlufttemperatur in artige Verfahren zum Herstellen von hauptsächlich 5° einem Bogentrockner ebenfalls 110⁰C. Diese überaus kristallinem Polyolefin bestehenden thermo- zogenen Papiere wurden zwischen den beiden Beplastischen Harzen in feiner faserförmiger Struktur rührungslinien einer Heißkalanderwalze, bestehend sind folgende: Nichtaxiales Strecken eines Polyolefin- aus einer Kombination einer innengeheizten Hartgußfilms und anschließendes Schneiden des Films in ge- stahlwalze und einer wärmebeständigen Kautschukeignete Länge und Schlagen des geschnittenen Films 55 walze, hindurchgeleitet und die überzogenen Papiere zu einer Pulpe; Schmelzmischen von Polyolefin mit so wärmebehandelt. In diesen Fällen betrug die Obereinem mit Polyolefin nicht verträglichen thermo- flächentemperatur der abgekühlten Walze 147⁰C und plastischen Harz, Strangpressen des Gemisches aus der Berührungsdruck 30 kp/cm. Zum Schluß werden Düsen, Strecken der stranggepreßten Produkte, Schnei- die so behandelten überzogenen Papiere durch eine den der Produkte in geeignete Länge und anschließen- 60 Superkalanderwalze unter üblichen Bedingungen der des Schlagen zu einer Pulpe; Auflösen von Polyolefin endgültigen Oberflächenbehandlung hindurchgeleitet, in einem geeigneten Lösungsmittel bei hoher Tempe- Die obengenannten Stufen wurden der Reihenfolge ratur und hohem Druck, Ausspritzen der Lösung aus nach bei der Papierherstellung, dem Streichen, der einer öffnung unter normalem Druck unter Bildung Wärmebehandlung und der Oberflächenbehandlung eines faserförmigen Produktes mit netzförmiger Struk- 65 ai ,geführt. Wie sich aus Tabelle 1 ergibt, erhöhte tür, Schneiden des faserförmigen Produktes in ge- sich die Oberflächenfestigkeit (Rupffestigkeit) mit eignete Länge und Schlagen zu einer Pulpe; Über- zunehmendem Gehalt an synthetischer polyolefiführen des Polyolefins in feine faserförmige Struktur nischer Pulpe im Rohpapier.

	5	23	58 506	naß	Oberflächen-
				1,0	fesügkeit
Tabelle 1	Gehalt an			2,0
Beispiel	Polyolefin im	Undurch		22
	Rohpapier	sichtigkeit		2,8	(cm/s)
	(Gewichts				48
	prozent)		Zugfestigkeit (kp/15 mm)		66
	36	(%)			126
1	54	93,9		über 210
2	72	93,2
3	90	89,5	trocken
4	88,9	4,7
	4,3
3,5
3,2

Bemerkung:

In der obigen Tabelle beziehen sich die Festigkeiten alle auf die Werte in der Maschinenrichtung der Papierherstellung. Die Naßfestigkeit wurde bei einer in Wasser von 20⁰C 2 h lang eingetauchten Probe bestimmt.

Die Oberflächenfestigkeit entspricht der Druckgeschwindigkeit, bei welcher ein Brechen der Oberfläche in dem IGT Druckfähigkeitsapparat unter Verwendung von IPI Ink tack Nr. 7 auftrat. Die obigen Bemerkungen hinsichtlich de. Festigkeit gelten auch für die folgenden Tabellen.

Als Bindemittel können die üblicherweise bei der Herstellung von überzogenem Papier verwendeten angewendet werden.

Falls 30 Teile des Tons in der Überzugsmasse gemäß Beispiel 4 durch Titandioxid ersetzt werden, beträgt die Undurchsichtigkeit mehr als 98 %.

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Tabelle 2 ergibt, war die Oberflächenfestigkeit des eine synthetische polyolefinische Pulpe enthaltenden Die Beispiele 1 bis 4 wurden wiederholt, wobei je- gestrichenen Papiers gleich Null. In diesem Fall traten doch die Reihenfolge der Verfahrensstufen in Papier- 30 praktisch keine Beschädigungen am Substrat auf, herstellung, Wärmebehandlung, Streichen und Ober- sondern es wurde nur die Überzugsschicht vollständig flächenbehandlung geändert wurden. Wie sich aus der abgeschält.

Tabelle 2

Vergleichs	Beis	Gehalt an	Undurch
beispiel	Polyolefin im	sichtigkeit
	Rohpapier
	(Gewichts
	prozent)	(%)
1	36	93,2
2	54	90,0
3	72	86,1
4	90	82,9
ρ i e 1 e 5 bis 8

Zugfestigkeit (kp/15 nun)

trocken

naß

Die Beispiele 1 bis 4 wurden wiederholt, wobei jedoch die Reihenfolge der Verfahrensstufen in Papierherstellung, Streichen, Oberflächenbehandlung und Wärmebehandlung geändert wurden.

1,0 2,0 2,5 3,0

Oberfiächenfestigkeit

(cm/s)

0 0 0 0

Wie sich aus der folgenden Tabelle 3 ergibt, er-50 höhte sich die Oberflächenfestigkeit merklich mit zunehmendem Gehalt an synthetischer polyolefinischer Pulpe. Der Grad der Erhöhung der Festigkeit war größer als bei den Beispielen 1 bis 4.

Tabelle 3

Beispiel	Gehalt an	Undurch	Zugfestigkeit	(kp/15 mm)	Oberflächen
	Polyolefin im	sichtigkeit			festigkeit
	Rohpapier
	(Gewichts
	prozent)	(%)	trocken	naß	(cm/s)
5	36	93,1	5,4	1,5	57
6	54	90,9	4,1	1,9	110
7	72	88,8	3,5	2,2	164
8	90	88.7	3,2	3,1	über 210

Vergleichsbeispiele 5 bis 9

Die Beispiele 5 bis 8 wurden wiederholt, wobei jedoch die Wärmebehandlung entfiel. Die Ergebnisse sind in der folgern >n Tabelle 4 aufgeführt. Die Ober-

flächenfestigkeit des die synthetische polyolefinische Pulpe enthaltenden gestrichenen Papiers betrug Null. In diesem Fall war die Oberflächenfestigkeit von Null auf die Beschädigung des Substrats als solches zurückzuführen.

Tabelle 4

Vergleichs	Gehalt an	Undurch-	Zugfestigkeit (kp/15 mm)	naß	Oberflächen
beispiele	Polyolefin im	sichtigkeit		0	festigkeit
	Rohpapier			0
	(Gewichts			0
	prozent)	(%)	trocken	0	(cm/s)
5	36	97,1	4,1	0,3	0
6	54	97,6	2,5	0
7	72	97,6	2,1	0
8	90	97,9	2,0	0
9	0	95,1	7,2	45

Claims

jenige von Holzpulpen ist, nur ähnliche Eigenschaften „ wie Holzpulpen auf. FaUs die den Olefinen zu eigenen J Patentansprüche: chemischen inerten Eigenschaften nicht modifiziert werden, haften die synthetischen polyolefinischen

1. Verfahren zum Herstellen eines gestrichenen 5 Pulpen nicht selbst auf Grund einer polaren Gruppe Papiers mit großer Oberflächenfestigkeit, wobei aneinander, wie dies bei der natürlichen Ceilulosedas Rohpapier aus einer wenigstens 35 Gewichts- pulpe, z. B. bei Holzpulpe, der Fall ist. Auch durch prozent Polyolefin enthaltenden synthetischen Pul- Anwendung der üblichen Bindemittel bei verschiepe durch übliches Entwässern hergestellt und eine denen Verfahrensstufen des herkömmlichen Papieraus üblichen Pigmenten und Bindemitteln be- ία herstellungsverfahrens wird kaum die gewünschte Wirstehende wäßrige Streichmasse auf eine Seite oder kung erzielt. Aus diesem Grund wird die Festigkeit beide Seiten des Papiers aufgebracht wird, da- eines eine synthetische polyolefinische Pulpe entdurch gekennzeichnet, daß man das haltenden Papiers, insbesondere die Zugfestigkeit, Trocknen bei der Rohpapierherstellung und das Berstfestigkeit, Faltbeständigkeit und Oberflächennachfolgende Streichen bei einer Temperatur 15 festigkeit, die auf die Haftfähigkeit zwischen den unter dem Schmelzpunkt des Polyolefins ausführt Fasern zurückzuführen sind, je nach dem Gehalt an und dann das so erhaltene gestrichene Papier synthetischer polyolefinischer Pulpe stark verringert, durch Erhitzen auf eine Temperatur über dem Daher kann die synthetische Pulpe für die meisten Schmelzpunkt des Polyolefins schmelzbindet. herkömmlichen Papierherstellungsverfahren nicht ver-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao wendet werden.

zeichnet, daß man zur Herstellung des Rohpapiers Um die Festigkeit eines aus einer synthetischen polyeine aus einem thermoplastischen Harz bestehende olefinischen Pulpe hergestellten Papiers zu verbessern, synthetische polyolefinische Pulpe verwendet, die wurde bereits versucht, die Haftfestigkeit zwischen den hauptsächlich aus kristallinem Polyolefin, wie Fasern zu erhöhen, indem man die Fähigkeit zum Erlinearem Polyäthylen und isotaktischem Poly- as zeugen von Schmelzbindungen von Polyolefinen unter propylen, besteht und die eine feine faserförmige dem Einfluß von Wärme nutzte. Bei diesem Verfahren Struktur, ähnlich wie Holzpulpe, aufweist. wurde das Papier in der letzten Stufe des Trocken-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Verfahrens der Papierherstellung etwa auf den Schmelzzeichnet, daß man zur Herstellung des Rohpapiers punkt des Polyolefins erhitzt, oder es wurde das nach ein Gemisch aus synthetischer polyolefinischer 3° herkömmlichem Papierherstellungsverfahren erhaltene Pulpe und Holzpulpe verwendet. Papier durch eine heiße Kalanderwalze etwa auf den

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Schmelzpunkt des Polyolefins erhitzt. Gemäß diesen zeichnet, daß man zur Herstellung des Rohpapiers Verfahren verliert jedoch die synthetische Pulpe die ausschließlich polyolefinische synthetische Pulpe feine faserförmige Struktur und wandelt sich in eine verwendet. 35 grobe Masse oder einen kontinuierlichen FiJm um.

Das so erhaltene Produkt wird daher durchsichtig und wasserabstoßend und nimmt die Eigenschaften eines harzimprägnierten Papiers an. Das auf diese Weise erhaltene Papier weist dann an der Oberfläche 40 die chemisch inerten Eigenschaften des Polyolefins

auf, so daß die nachfolgenden Bearbeitungsstufen, wie

Drucken, Binden, Überziehen u. dgl., sehr schwierig sind.

Es wurde nun gefunden, daß man gestrichene Pa-

45 piere herstellen kann, die die Vorteile des Polyolefins,

aber nicht dessen Nachteile aufweisen, wenn man ein

aus einer synthetischen polyolefinischen Pulpe her-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen gestelltes Papier als Substrat für gestrichenes Papier, von gestrichenem Papier mit großer Oberflächen- wie tonüberzogenes Papier, verwendet. Dies wird erfestigkeit unter Verwendung eines Papiers, das über- 50 reicht, indem die oben beschriebene Wärmebehandwiegend aus einer synthetischen polyolefinischen Pulpe lung des Papiers nicht im Anschluß an die Papierhergestellt ist. herstellung, sondern nach dem Herstellen des Striches Bisher wurden zur Herstellung sogenannter »syn- erfolgt. Dabei treten keine Schwierigkeiten beim Herthetischer Papiere« solche synthetischen Materialien stellen des Striches auf, und die Haftfähigkeit sowohl verwendet, die eine feine faserförmige Struktur, ahn- 55 zwischen dem Substrat und der Überzugsschicht als lieh wie Holzpulpe, aufwiesen und die hauptsächlich auch zwischen den Fasern in dem Substrat werden veraus kristallinen Polyolefinen, wie linearem Poly- bessert. Insbesondere wenn der Gehalt an Polyolefin äthylen, isotaktischem Polypropylen u. dgl., bestanden in Form einer synthetischen polyolefinischen Pulpe und allgemein synthetische Pulpen genannt werden. 35 Gewichtsprozent übersteigt, erhält man ein ge-Diese synthetischen Pulpen können nicht nur mit 60 strichenes Papier mit äußerst großer Oberflächen-Holzpulpen in beliebigem Verhältnis gemischt werden festigkeit, die bei einem in herkömmlicher Weise gc- und in Mischung zu Papier verarbeitet werden, son- strichenen Papier, das aus Holzpulpe allein hergestellt dem es lassen sich auch synthetische Pulpen, die sogar ist, nicht erzielt werden kann.

allein zu Papier verarbeitet werden, in einfacher Weise Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Hergewinnen. 65 stellen eines gestrichenen Papiers, wobei das Roh-

Synthetische polyolefinische Pulpen weisen jedoch papier aus einer wenigstens 35 Gewichtsprozent PoIybei dem herkömmlichen Papierherstellungsverfahren, olefin enthaltenden synthetischen Pulpe hergestellt selbst wenn ihr äußeres Aussehen ähnlich wie das- wird, das auf einer oder beiden Seiten mit einem Über-