DE60311257T2 - Verfahren zur herstellung von rohpapier für trennpapier - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Grundpapiers für Releasepapier, wobei eine Unterbaulage, die aus einem Faserrohstoff gebildet ist mit einem Oberflächenleim vorgeleimt (engl.: surface sized) ist.
  • Releasepapiere werden z. B. als Deckpapiere für Aufkleber verwendet. Das Grundpapier ist üblicherweise mit einem lösungsmittelfreien Silikonsystem mit Silikon beschichtet. Da dieses Verfahren gebräuchlicher geworden ist, wurden die Oberflächeneigenschaften des Grundpapiers für das Releasepapier beim Erzielen einer guten silikonisierten Oberflächenqualität wichtiger. Aufgrund der Eigenschaften von Silikon wurden die geringe Porosität, die niedrige Wasser- und Ölabsorptionsfähigkeit und die hohe Weichheit des Grundpapiers wichtiger.
  • Die funktionellen Anforderungen an das Grundpapier für ein Releasepapier sind aufgrund eines großen Anwendungsbereichs und schwieriger Anwendungen komplex. Die wesentlichen Eigenschaften des Grundpapiers umfassen: Festigkeitseigenschaften (auch nach thermischer Behandlung), Dimensionsstabilität, hohe Dichte, Barriereneigenschaften, chemische Eignung zur Silikonisierung, hohe Transparenz, geringe Porosität und gute Weichheit. Ein gut funktionierendes Grundpapier kann ohne Reißen auf einer Verarbeitungsmaschine gefördert werden, erfordert wenig Silikon für eine gute Silikonbedeckung, funktioniert problemlos beim Ausstanzen aus einem Verbund und verursacht keine Probleme beim Bekleben.
  • Um die Qualität des Grundpapiers zu verbessern, ist es bekannt die Fläche, die das Releasemittel erhält mit einer geeigneten Substanz vorzuleimen und sie nach dem Vorleimen zu kalandern. Die Menge der Vorleimung des Grundpapiers liegt üblicherweise auf einem Niveau von ungefähr 3 g/m2 pro Seite, berechnet als die Menge trockener Festkörper. Der Oberflächenleim ist jedoch relativ teuer und daher wäre es vorteilhaft die Menge der Vorleimung zu reduzieren. Selbst wenn eine wesentliche Menge der Vorleimung verwendet würde, besteht die Möglichkeit von Poren in dem Grundpapier, die eine gute Silikonbedeckung verhindern, in welchem Fall das Klebemittel in die Poren eindringt und die Ablösefähigkeit des Aufklebers von dem Releasepapier vermindert.
  • Ein diesbezüglich zu nennender Stand der Technik ist die WO-A-0 129 317 , die ein Verfahren zum Herstellen von Releasepapier offenbart. Bei dem beschriebenen Verfahren sind der Schritt der Vorleimung, der Schritt des Kalanderns sowie der Schritt des Ausbildens einer Releaselage beschrieben, welche Schritte in dieser Reihenfolge in der Fertigungsstraße vorgesehen sind. Dieser Stand der Technik lehrt jedoch nicht das Kalandern vor der Leimung in Kombination mit einem Feuchtigkeitsgehalt der Unterbaulage zwischen 15 und 20 wt-% und eine Menge des Leims von weniger als 0,5 g/m2 pro Seite.
  • Durch das Verfahren zum Herstellen eines Releasepapiers gemäß der Erfindung und wie es im Patentanspruch 1 definiert ist, ist es möglich die oben erwähnten Probleme zu vermeiden und die Menge an Oberflächenleim zu vermindern. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbaulage deren Feuchtigkeitsgehalt zwischen 15 und 20 wt-% liegt vor der Vorleimung in einem Kalander kalandriert wird, der wenigstens einen Spalt umfasst, der zwischen einer harten Walze und einer weichen Gegenwalze ausgebildet ist.
  • Das Grundpapier, das durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wird, wird vor der Vorleimung kalandert, so dass seine Oberfläche weich wird und sich die Poren auf der Fläche des Papiers schließen. Dadurch nimmt gleichzeitig die Notwendigkeit für eine Vorleimung ab, wobei sie jedoch den Rest der Poren ebenfalls schließt und das Grundpapier bevor es mit einem Releasemittel behandelt wird mit einer solchen Vorbehandlung versieht, dass das Releasemittel eine gute Abdeckung erzielen wird. Auch die Notwendigkeit für das Releasemittel nimmt ab. Das auf die Fläche des Releasemittels aufgebrachte Klebemittel wird daran gehindert in die Poren des Grundpapiers einzudringen, in welchem Fall das Ablösen des Aufklebers leicht ist. Da sowohl die Notwendigkeit für den Oberflächenleim als auch das Releasemittel abnimmt, nehmen die Kosten für den Herstellungsvorgang ab. Zusätzlich wird die erforderliche Energiemenge zum Trocknen des Grundpapiers nach der Oberflächenleimung gering, weil die Menge des Oberflächenleims gering ist.
  • Eine Papiergüte, die als Pergamentpapier bekannt ist, wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt. Das Grundpapier gemäß der Erfindung umfasst eine Unterbaulage, die zuerst mit einem Kalander behandelt ist, um die Poren zu schließen und um die Oberflächenrauhigkeit zu reduzieren. Danach wird die Unterbaulage vorgeleimt. Die Vorleimung wird vorzugsweise mit einer Schichtleimpresse durchgeführt, wonach die vorgeleimte Fläche getrocknet wird. Die Menge des Oberflächenleims, errechnet durch die trockenen Festkörper, beträgt im Allgemeinen weniger als 0,5 g/m2 pro Seite. Danach kann das Grundpapier kalandriert werden und wird vorzugsweise geringfügig in einem Kalander aus einem oder zwei Spalten verarbeitet. Es kann ein harter und ein weicher Spalt in dem Kalander vorgesehen sein. Statt eine Seite der Unterbaulage zu bearbeiten, ist es möglich die Unterbaulage auf beiden Seiten zu bearbeiten, in welchem Fall eine Vorleimung auf beiden Seiten des Grundpapiers erfolgt.
  • Die Unterbaulage wird in einem Kalander mit mehr als einem Spalt kalandriert bevor sie vorgeleimt wird. Der Kalander umfasst wenigstens einen Spalt, der zwischen einer harten Walze und einer weichen Gegenwalze ausgebildet ist. Die harte Walze ist üblicherweise eine geheizte Metallwalze. Die weiche Gegenwalze kann z. B. eine Walze mit einer Papierfläche, eine Walze mit einer elastischen Fläche, ein Mantel oder eine Schuhwalze sein. Die Oberfläche einer elastischen Walze ist üblicherweise aus einer polymeren Fläche aufgebaut. Die Unterbaulage, die zum Kalandrieren gefördert wird, hat einen Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 13 wt-%, da sonst die für ein Releasepapier erforderliche Transparenz nicht erreicht wird.
  • Im Allgemeinen liegt der Feuchtigkeitsgehalt für eine Unterbaulage, die zum Kalandrieren gefördert wird zwischen 15 bis 20 wt-%. Ein geeigneter Feuchtigkeitsgrad kann entweder durch Trocknen der Unterbaulage in einem Trocknungsabschnitt der Papiermaschine, so dass sie geeignet feucht verbleibt oder durch Befeuchten der Unterbaulage, wenn sie trockener ist als die erforderliche Feuchtigkeit vor dem Kalandern erzielt werden. Der Lineardruck, der beim Kalandrieren verwendet wird, ist üblicherweise nicht höher als 500 kN/m, aber der Lineardruck wird z. B. auf Grundlage des Typs des verwendeten Kalanders bestimmt. Die Temperatur der geheizten Gegenwalze in dem Kalander kann zwischen 250 und 300°C liegen. Gute Resultate wurden z. B. mit Drücken zwischen 50 bis 70 Mpa im Spalt und Temperaturen von 90 bis 100°C bei den beheizten Walzen erzielt.
  • Vorteilhafterweise wird das Kalandrieren in einem Superkalander oder einem Mehrspaltkalander durchgeführt. In Zusammenhang mit dem Kalandrieren ist es möglich das Papier mit Dampf oder durch Aufsprühen von Wasser zu befeuchten. Der Begriff Superkalander bezeichnet einen Kalander mit mehreren Spalten, in denen sich harte und weiche Walzen abwechseln. Der Superkalander kann auch Spalte, üblicherweise einen, umfassen, der zwischen zwei weichen Walzen gebildet wird. Die weiche Walze kann eine Walze mit einer Papierfläche (gefüllte Walze) oder eine elastische Walze mit einer polymeren Fläche sein. Der gleiche Kalander kann sowohl Walzen mit einer Papierfläche als auch Walzen mit einer polymeren Fläche umfassen. Der Superkalander umfasst üblicherweise 9-12 Walzen. Der Superkalander ist üblicherweise ein Off-line-Kalander.
  • Der Begriff Mehrspaltkalander betrifft Kalander, die mehrere Spalte umfassen und die Spalte umfassen, die zwischen einer harten geheizten Walze und einer Walze mit einer elastischen Fläche ausgebildet sind. Die Walze mit einer elastischen Fläche ist üblicherweise eine polymerbeschichtete Walze. Mehrspaltkalander können On-line- oder Off-line-Kalander sein. Derartige Kalander umfassen z. B. den Janus-Kalander (Voith-Sulzer), den Prosoft-Kalander (Küsters-Beloit) und den OptiLoad-Kalander (Metso Paper).
  • Polyvinylalkohol oder verschiedenartige Latexmaterialien werden vorzugsweise als Oberflächenleim verwendet. Die bekannten Oberflächenleimzusammensetzungen können z. B. umfassen Polyvinylalkohol (PVA), Carboxymethylcellulose (CMC), verschiedenartige Latexmaterialien und Pigmente wie beispielsweise Talg. Geeignete Latexmaterialien umfassen z. B. Styren/Butadien, Acrylat, Stryren-Acrylat und Polyvinyl/Acetat Latexmaterialien. Die Eigenschaften des Releasepapiers können geprüft werden, z. B. die Bekk-Porosität, die IGT-Einfärblänge (stain length) korreliert mit der Oberflächenweichheit und die Unger-Ölabsorption. Zusätzlich können Tests mit einem Shirlastain-Tester durchgeführt werden, der üblicherweise beim Prüfen der hydrophoben Eigenschaften der Oberfläche silikonisierter Papiere verwendet wird und zwar basierend auf der Absorption einer wässrigen Testlösung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert, in denen:
  • 1 einen schematischen Querschnitt eines möglichen Aufklebers darstellt, in dem das Releasepapier verwendet werden kann, und
  • 2 das Releasepapier in einem schematischen Querschnitt zeigt.
  • Die Figuren sind vorgesehen, um das Anwendungsgebiet der Erfindung darzustellen und die Relativgrößen der Elemente in den Figuren sind nicht dazu gedacht eine Realsituation wiederzugeben.
  • Gemäß 1 besteht ein Aufkleber aus einem Oberflächenpapier P mit einer Klebemittellage 4 und einem Releasepapier R mit einer Releasemittellage 3 auf der Fläche des Grundpapiers 1, welche Lage an der Klebemittellage 4 liegt. Auf der anderen Seite des Oberflächenpapiers P können Text und/oder Muster durch verschiedenartige Druckverfahren aufgedruckt sein.
  • 2 zeigt das Grundpapier 1 für das Releasepapier R, das für den Aufkleber aus 1 gedacht ist. Das Grundpapier 1 weist eine Unterbaulage 1a auf, die aus einem geeigneten Faserrohstoff, z. B. auf Cellulose basierendem Faserstoff, ausgebildet ist. Die Unterbaulage 1a ist vorzugsweise ein unbeschichtetes Papier, das aus chemischem Faserstoff z. B. einer Mischung aus Weichholzfaserstoff und Hartholzfaserstoff gebildet ist. Die Vorleimung 1b wird wenigstens auf der Seite des Papiers durchgeführt, auf der die Lage 3 aus Releasemittel ausgebildet wird. In Zusammenhang mit dem Vorleimen kann die Unterbaulage 1a auch auf der anderen Seite vorgeleimt werden, um ein Kräuseln zu verhindern. Das Grundpapier 1 wird vor dem Vorleimen kalandriert. Das Flächengewicht des erzielten Grundpapiers 1 liegt üblicherweise zwischen 50 bis 90 g/m2.
  • Beispiel 1
  • Die Applikation des Oberflächenleims auf die Fläche des Grundpapiers wird mit einem manuell betätigten Stab durchgeführt. 1 g/m2 Stärke wird als Oberflächenleim verwendet. Das Grundpapier wird nach der Vorleimung ebenfalls geringfügig kalandriert, um die Fläche zu ebenen. Die Ergebnisse der Eigenschaften des Grundpapiers sind in der Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Ergebnisse der Grundpapiertests
    Testverfahren Kalandriertes, nicht vorgeleimtes Grundpapier Kalandriertes, vorgeleimtes Grundpapier
    Bekk-Porosität (s) Durchschnitt *) 35,7 110,7
    Unger-Ölabsorption, 60s (g/m2) Durchschnitt **) 1,76 0,63
    Bekk-Weichheit (s) Durchschnitt *) 1575 2629
    PPS 10 Rauhigkeit (μm) Durchschnitt *) 1,39 1,16
    IGT-Einfärblänge (cm) Durchschnitt *) 12,3 13,6
    Transparenz (%) Durchschnitt *) 46,6 45,5
    IR-Transparenz (V) (Durchschnitt) Durchschnitt *) 0,136 0,143
    IR-Transparenz (V) (min) Durchschnitt *) 0,127 0,136
    • *) Anzahl der Testdurchläufe 4
    • **) Anzahl der Testdurchläufe 2
  • Beispiel 2
  • Ein kalandriertes, vorgeleimtes Grundpapier (das Grundpapier ist das gleiche wie in Beispiel 1), dessen Flächengewicht 69 g/m2 betrug und wobei die Menge des Oberflächenleims 0,33 g/m2 pro Seite betrug, wurde in Bezug auf seine Eigenschaften untersucht. Polyvinylalkohol und eine Mischung aus Carboxymethylcellulose wurden als Oberflächenleim verwendet.
  • Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Ergebnisse des Grundpapiertests
    Testverfahren Kalandriertes, vorgeleimtes Grundpapier
    Durchschnitt Abweichung
    Bekk-Porosität (s) Durchschnitt *) 49,9 8,29
    Unger-Ölabsorption, 60s (g/m2) Durchschnitt **) 1,1 0,0
    Bekk-Weichheit (s) Durchschnitt *) 1928 131,97
    PPS 10 Rauhigkeit (μm) Durchschnitt *) 1,30 0,03
    IGT-Einfärblänge (cm) Durchschnitt *) 43,3 0,11
    Transparenz (%) Durchschnitt *) 12,5 0,19
    IR-Transparenz (V) (Durchschnitt) Durchschnitt *) 0,143 0,003
    IR-Transparenz (V) (min) Durchschnitt *) 0,132 0,003
    • *) Anzahl der Testdurchläufe 5
    • **) Anzahl der Testdurchläufe 2
  • Beispiel 3
  • Ein kalandriertes, vorgeleimtes Grundpapier wurde in Bezug auf seine Eigenschaften untersucht (das Grundpapier ist das gleiche wie im Beispiel 1). Polyvinylalkohol und eine Mischung aus Carboxymethylcellulose wurden als Oberflächenleim verwendet. Die Menge des Oberflächenleims betrug 1,1 g/m2 pro Seite. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3 Ergebnisse des Grundpapiertests
    Testverfahren Kalandriertes, vorgeleimtes Grundpapier
    Durchschnitt Abweichung
    Bekk-Porosität (s) Durchschnitt *) 3056,6 331,85
    Unger-Ölabsorption, 60s (g/m2) Durchschnitt **) 0,25 0,07
    Bekk-Weichheit (s) Durchschnitt *) 3046 202,09
    PPS 10 Rauhigkeit (μm) Durchschnitt *) 1,15 0,04
    IGT-Einfärblänge (cm) Durchschnitt *) 14,2 0,26
    Transparenz (%) Durchschnitt *) 45,6 0,29
    IR-Transparenz (V) (Durchschnitt) Durchschnitt *) 0,140 0,004
    IR-Transparenz (V) (min) Durchschnitt *) 0,155 0,003
    • *) Anzahl der Testdurchläufe 5
    • **) Anzahl der Testdurchläufe 2
  • Beispiel 4
  • Beim Herstellen des Aufklebers wurden das Oberflächenpapier des Aufklebers und das Grundpapier des Releasepapiers gemäß der Erfindung als Rollen mit einer festen Breite und Länge in die Fertigungsstraße eingebracht. Das Grundpapier wird zuerst in einer Walzenbeschichtungseinheit mit einem Releasemittel beschichtet, üblicherweise einer Silikonlage, die in einem Ofen bei 140°C polymerisiert und gehärtet wird. Die Menge des aufgebrachten Silikons beträgt ungefähr 1 g/m2. Auf diese Art und Weise wird ein Releasepapier erzielt, dessen Oberfläche mit einer Lage aus Releasemittel versehen ist. Als nächstes wird das Releasepapier mit einer Klebemittellage auf Seite der Releasemittellage beschichtet. Das Klebemittel ist üblicherweise eine wässrige Lösung aus der zusätzliches Wasser in einem Trockner verdampft wird. Nach dem Trocknen wird die Bahn durch eine Benetzungseinheit gefördert, um einen geeigneten Feuchtigkeitsgrad zu erzielen. Das Grundpapier und das Oberflächenpapier werden miteinander verbunden, indem sie zwischen Walzen durchlaufen, die die Lagen zusammendrücken. Der fertige Verbund wird auf einer Walze aufgerollt. Der Verbund kann auf verschiedenartige Weisen weiterverarbeitet werden, wie z. B. in einer Druckmaschine bedruckt werden. Es ist auch möglich Aufkleber mit einer geeigneten Größe nach dem Drucken aus dem Verbund auszustanzen. Das mit einer Releasemittellage versehene Releasepapier kann auch als ein fertiges Produkt in die Fertigungsstraße eingeführt werden und dort mit dem Oberflächenpapier des Aufklebers kombiniert werden.
  • Die obige Beschreibung beschränkt die Patentansprüche nicht. Die Hauptidee dieser Erfindung besteht darin, dass durch Kalandrieren der Grundlage vor der Vorleimung die Möglichkeit geschaffen wird ein qualitativ hochwertiges Grundpapier zu schaffen, wobei die Menge des Oberflächenleims gering ist.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Herstellen von Release-Papier, umfassend: – Kalandrieren einer Unterbaulage (1a), dessen Faserrohrstoff chemischer Faserstoff ist, in einem Kalander, der mehr als einen Spalt umfasst, von denen wenigstens einer zwischen einer harten Walze und einer weichen Gegenfläche ausgebildet ist, gekennzeichnet durch: – Vorleimen wenigstens einer Fläche der besagten Unterbaulage (1a), deren Feuchtigkeitsgehalt zwischen 15 und 20 Gewichtsprozent liegt, nach dem Kalandrieren mit einem Oberflächenleim, dessen Menge errechnet durch die trockenen Festkörper weniger als 0,5 g/m2 pro Seite beträgt, – Ausbilden einer Release-Lage auf der vorgeleimten Oberfläche, und – Aushärten der Release-Lage.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbaulage (1a) in einem Superkalander oder einem Mehrspaltkalander kalandriert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbaulage (1a) nach dem Kalandrieren oberflächenvorgeleimt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenvorleimung (1b) Polyvinylalkohol umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Oberflächenvorleimung das Grundpapier erneut kalandriert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbaulage (1a) eine Mischung aus Weichholzfaserstoff und Hartholzfaserstoff ist.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Unterbaulage (1a) zwischen 50 und 90 g/m2 liegt.
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