DE69716891T2

DE69716891T2 - Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier aus biaxialorientiertem Polypropylen mit hohem Glanz und der Fähigkeit schnell zu trocknen beim Bedrucken

Info

Publication number: DE69716891T2
Application number: DE69716891T
Authority: DE
Inventors: Fong-Chin Lin Allen
Original assignee: Nan Ya Plastics Corp
Current assignee: Nan Ya Plastics Corp
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: US6001290A; EP0888866B1; DE69716891D1; EP0888866A1; ES2185840T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Propylen (im Folgenden PP genannt) - synthetischen Papiers. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines vielschichtigen synthetischen Papiers aus biaxial orientiertem Polypropylen mit verbessertem Glanz und der Fähigkeit schnell zu trocknen beim Bedrucken. Dabei wird mittels einer Dreischicht-Coextrusion, wobei unterschiedliche PP-Kunststoffzusammensetzung separat zuerst mittels eines primären und zweier sekundärer Extruder extrudiert werden, wobei dann ein Zusammenfließen mittels einer T- Form stattfindet, um ein Papierblatt mit drei Schichten Beschichtungsmaterial zu erhalten, welches anschließend gekühlt, biaxial orientiert, durch eine erste Beschichtung und eine obere Beschichtung oberflächenbeschichtet wird, gewunden und kallendriert wird, um ein synthetisches Papier von erforderlicher Dicke zu erhalten.
Heutzutage wird Papier aus natürlichem Papierbrei durch synthetisches Papier aus Polyolefin ersetzt, welches hauptsächlich eine Basissubstratschicht (Zwischenschicht) in der Zwischenschicht, genannt polyaxial orientiertes Polypropylen (im Folgenden als OPP abgekürzt), enthält, wobei auf der Rückseite ein uniaxial orientiertes Polypropylen (UOPP) mit einem anorganischen feinen Pulver als Papieroberflächenschicht laminiert wird, siehe hierzu japanische Patentveröffentlichung Nr. 40794/71 und japanische Offenlegungsschrift 141339/81. Um Weiterhin die Tiefdruckfähigkeit zu verbessern, kann eine Beschichtungszusammensetzung mit einem flüssigen Acrylcopolymer und Polyethylenimin auf der Oberfläche aufgetragen werden, um 0,005-0,1 g/m² zu erhalten, siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 10624/75 und 161478/75. Die japanischen Offenlegungsschrift 87255/91 offenbart einen Verbundfilm mit einer Opazität von über 90%, hergestellt aus einer biaxial orientierten Polymerschicht, die als Substratschicht (Zwischenschicht) dient, die aus einer Kunststoffzusammensetzung von hochkristallinem Polypropylen mit einer Isotaktizität von mehr als 98% bei 35-95% Gewicht und Talkum und/oder Glimmerpulver von 5-65 Gew.-% und einem uniaxial orientierten Polymerfilm, der wenigstens an einer Oberfläche der Zwischenschicht klebt durch eine Kunststoffzusammensetzung aus hochkristallinem Polypropylen mit Isotaktizität von mehr als 98% und 20-90 Gew.-% und einem anorganischen Füllstoff von 10-80 Gew.-% hergestellt ist.
Ein solches synthetisches Papier kann einen Druckkopf nahe kontaktieren und hat als Vorteil eine hohe Biegefestigkeit und mechanische Stärke. Allerdings hat es einen Nachteil bei der Tintentrocknungsgeschwindigkeit. Die Anzahl und die Querverbindung von Poren des synthetischen Papiers sind geringer als das bei dem Kulturpapier. Als Ergebnis braucht die Drucktinte eine erhebliche Zeit, bevor sie vollständig getrocknet ist. Dadurch ist solches Papier unpassend für Kulturpapier, wenn im Fall eines Vierfarbdrucks das Trocknen 8 Stunden benötigt. Ebenfalls ist die Stapelfähigkeit beschränkt, um ein nicht benötigtes Gegendrucken zu verhindern. Folglich erhöht sich die Anzahl der Mannstunden und des benötigten Raums zum Trocknen beim Vierfarbdruckverfahren. Weiterhin ergibt sich, da die Oberflächenschicht ein uniaxial orientierter Polypropylenflim mit anorganischem feinem Füllstoff ist, ein schlechter Transfer von Tinte beim Offsetdrucken, insbesondere beim Vielfarbstetigoffsetdruck und auch beim beidseitigen Druck.
Die schlechte Tintenhaftung muss dadurch verbessert werden, dass die Tintenabgabe erhöht wird, um die erforderliche Farbsättigung zu erreichen. Um in diesem Zusammenhang eine Deformation der Papieroberfläche und eine Variation der Papierabmessungen durch das Tintenlösungsmittel zu vermeiden, wird eine spezielle Tinte zum Drucken verwendet, die 3-4 mal teuerer als die bei natürlichem Papier ist.
Diese oben genannten Nachteile ergeben, dass die unterschiedlichen Ausgaben während des Druckverfahrens zwischen uniaxial orientiertem Polypropylensynthetikpapier und dem natürlichen Papier ebenfalls erläutern, warum natürliches Papier bei bestimmten Verwendungen nicht ersetzt werden kann.
Die Nissin-Textilfabrik (Japan) erzeugt synthetisches Papier durch Bilden einer Schicht mit einer Oberflächenbehandlung der dehnbaren oder nicht dehnbaren Filme aus PP, Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polyester. Die Eigenschaften beim Trocknen und Druckbarkeit des vorangehenden Papiers sind weit besser als die von uniaxial orientiertem Polypropylensynthetikpapier mit anorganischem Füllstoff. Als allgemeine Vorstellung sollte es möglich sein, dass natürliche Papier in großem Ausmaß zu ersetzen. Tatsächlich sind die Kosten für synthetisches Papier höher als die verschiedener Posten von natürlichem Papier. Entsprechend ist der Marktverkauf geringer als bei uniaxial orientiertem PP-Synthetikpapier mit anorganischem Füllstoff. Bei dem Herstellungsverfahren verwendet es DMF als Lösungsmittel für die Oberflächenbehandlung und verursacht eine große Menge von verunreinigtem oder vergifteten Wasser, welches anschließend teuere Investitionen zur Behandlung des vergifteten Abwassers erfordert, um eine entsprechend große Bedrohung der Umwelt zu verhindern. Zusätzlich verursacht der Reversbeschichter, der zur Verwendung von DMF-Lösungsmittelsystemen erforderlich ist, eine relativ dicke Papierschicht (ungefähr 30 um beim allgemeinen Typ und 10-20 um bei speziellen Produkten) und ist nicht verwendbar für eine Beschichtung für weniger als 10 um mit ausgezeichneter Papieroberflächenqualität.
Die vorgenannten Faktoren erhöhen sicherlich die Kosten während des Beschichtungsverfahrens, wie Materialien und Einrichtungen, und als Ergebnis ist eine extensive Nutzung von synthetischem Papier zum Ersetzen von natürlichem Papier außer für besondere Anwendungen nicht passend.
Um ein preiswertes synthetisches Papier ohne die oben genannten Nachteile zu erzeugen, das in erheblichem Maße natürliches Papier bei Kulturpapierverwendungen ersetzen kann, hat der Anmelder eine lange Zeit geforscht und endlich ein chinesisches Patent Nr. 85100270 erhalten, in dem hauptsächlich ein Verfahren verwendet wird, bei dem durch Coextrusion verschiedene Schmelzen von Polymeren von einem Primärextruder und zwei Sekundärextrudern getrennt extrudiert werden und anschließend gleichzeitig durch eine einzelne Haupt-T-Form extrudiert werden, um ein Dreischichtblatt zu bilden, welches dann gekühlt und geformt, biaxial orientiert, einer elektrischen Halobearbeitung und einem Laminieren/Rollen unterzogen wird, um ein synthetisches Papier mit erforderlicher Dicke zu erhalten. Abschließend wird eine Oberflächenbehandlung zum Beschichten der Papieroberfläche durchgeführt, um ein synthetisches Papier aus biaxial orientiertem PP mit guter Trocknung beim Bedrucken zu erhalten.
Das nach dem Verfahren des chinesischen Patents Nr. 84100270 hergestellte synthetische Papier ist nahezu das gleiche wie Kunstpapier in der Verwendung der Art und der Menge der Tinte, der Trocknung und der Qualität des Bedrückens sowie der Menge und der Verbindung von winzigen Poren. Einige Merkmale des Papiers sind dem von traditionellem Papier überlegen, wobei allerdings Oberflächenglanz und Farblebendigkeit schlechter sind.
Die Originaloberfläche des Kunstpapiers ist uneben, so dass es mehrere Male zum Glätten gepresst werden muss.
GB-A-1 315 192 offenbart ein beschichtetes Papier und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei dieses Papier ein fasriges Zellulosesubstrat verwendet, d. h., dieses Papier ist gewöhnliches und nicht synthetisches Papier. Um einen hohen Glanz zu erhalten, werden in dieser Druckschrift Beschichtungsschritte des Papiers dargestellt, um eine obere Beschichtungszusammensetzung zu bilden, die als obere Schicht auf dem Papier aufgebracht wird.
TW-A-288 074 zeigt die Produktion von biaxialem synthetischem Papier mit einer Beschichtungszusammensetzung, die Kalziumkarbonat enthält, das vorher mit Polypropylenkunststoff gemischt wurde.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier mit biaxial orientiertem PP bereitzustellen, welches Papier einen verbesserten Glanz und eine verbesserte Trocknung beim Drucken aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Um die Nachteile zu lösen, d. h., um den Glanz des Papiers zu verbessern, dessen Oberfläche und dessen Bedrucken sowie Problem des großen Verlusts von Papierdicke während des verschwommenen Verkleidungsverfahrens von Kunstpapier, das die Anstrengung zur Verbesserung der Papierwelligkeit hindert (gegenwärtig ist die beste Welligkeit des Papiers in der Welt bei 0,8-0,9 um), hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Experimenten durchgeführt, um festzustellen, in welcher neuen Weise unterschiedlich von bekannten Verfahren und gleichzeitig besser als dieses Syntetikpapier hergestellt werden kann. Es gelang dem Anmelder schließlich mittels der Erfindung Vorteile gegenüber traditionellem synthetischem Papier in den Herstellungs kosten, der Qualität (wie Oberflächenglanz, Druckglanz und Tintentrocknungsgeschwindigkeit) und im Hinblick auf Kunstpapier in der spezifischen Dichte, Oberflächenwelligkeit und Druckauflösung zu erreichen. Die verwendeten Techniken werden im Folgenden beschrieben.
Eine Seitenzuführung gemäß der Erfindung kann direkt den anorganischen Füllstoff in den Extruder ohne den bei Stand der Technik erforderlichen Schritt einführen, der bisher zum Erhalt der Grundmischung erforderlich war, die aus anorganischem Füllstoff und Kunststoff zuerst erhalten wurde, und dann mit PP-Kunststoff vermischt wurde, um den Extrudern zugeführt zu werden. Dadurch wird sicherlich ein Bearbeitungsschritt eingespart und die Kosten gesenkt.
Die gleichförmige Druckbearbeitung gemäß der Erfindung erlaubt eine exzellente Glätte, hohen Glanz und geringe spezifische Dichte, wobei Oberflächenbeschichtungslaminate durch eine Thermoweichdruckeinrichtung bearbeitet werden.
Das nach erfindungsgemäßem Verfahren erhaltene Papier weist nahezu die gleiche Menge und Querverbindung von winzigen Poren wie bei bekanntem Papier auf und zeigt eine verbesserte Qualität beim Trocknen des Drucks gegenüber traditionellem synthetischem Papier. Außerdem ist seine Welligkeit 0,5 um, was eine hohe Druckauflösung ermöglicht.
Das Papier wird am Ende durch eine sanfte Druckbearbeitung durch eine Druckeinrichtung bearbeitet, die aus einer Heizmetallwalze und einer hochtemperaturresistenten Kunststoffwalze gebildet ist, um ein synthetisches Papier mit biaxial orientiertem PP mit hohem Glanz und Fähigkeit zum schnellen Trocknen beim Drucken zu erhalten.
Gemäß der Erfindung wird PP mit hoher Kristallinität als wichtiges Rohmaterial verwendet, das für Kulturpapier verwendbar ist. Der PP-Kunststoff, der gemäß Erfindung als Beschichtung verwendet wird, ist ein homogenes Polymer mit einer hohen Kristallinisationsfähigkeit und Schmelzflussindex (MFI) von 0,5-6 (230ºC/2.16 kg, ASTM D1238), wobei es weitestgehend isotaktisch ist. Eine solch hohe molekulare Konfiguration erlaubt eine geordnete Anordnung zwischen molekularen Ketten und Größe des Molekulargewichts und Verteilungszustand werden die mechanische Stärke und die Homoge largewichts und Verteilungszustand werden die mechanische Stärke und die Homogenitätsqualität des synthetischen Papiers ebenfalls beeinflussen. Kalziumkarbonat als Beschichtungsobjekt dient zur erheblichen Reduktion des spezifischen Gewichts der Beschichtung bis unterhalb von 0,6, bevor ein Antiaufschäummittel zugesetzt wird, aufgrund der irregulären Konfiguration können sich winzige Poren während der biaxialen Streckung ausdehnen und folglich dem Beschichtungsobjekt eine ausgezeichnete Opazität verleihen. Weiterhin kann der anorganische Füllstoff Kalziumkarbonat, Kieselsäure, Lehm, Kalziumsilikat oder -lehm oder dergleichen sein.
Titandioxid-Rohmaterial des Beschichtungsobjekts ist hauptsächlich Rutil-Typ Titaniumdioxid mit der Funktion, dass die Schattierungsqualität des synthetischen Papiers justiert und dessen Ultraviolettwiderstandsfähigkeit verbessert wird.
Das antistatische Mittel des Beschichtungsobjekts kann das gleiche, wie bei der Verwendung im biaxial orientierten PP sein, bei dem die Elektrovalenz der Elektronen der Klasse 3 Amine durch das Beschichtungsverfahren verursachten statischen Effekt eliminiert.
Um eine gegenseitige Haftung zwischen den Papiermembranen während des Beschichtungsrollverfahrens zu verhindern, ist ein haftresistentes Mittel erforderlich, welches allgemein Siliziumdioxid für BOPP sein kann. Zusätzlich gestattet die vorliegende Erfindung ein Beschichten mit einer Dreischichtstruktur, wobei die Vorderschicht und die Rückschicht so eingestellt sind, dass eine bessere Haftung und bessere Oberflächenqualität während des Abkühlverfahrens erhalten werden. Betrachtet man die Schattierung und die Klebrigkeit, kann ein anorganischer Füllstoff wie Kalziumkarbonat, Titandioxid, Kalziumsilikat, Tonerde oder dergleichen zugefügt werden oder kann mit einer einzigen Schichtstruktur als Beschichtungsobjekt verwendet werden.
PP-Chloridkunststoff des hinteren Beschichtungsobjekts funktioniert vorzugsweise zur Bildung der Haftfähigkeit der Oberfläche bei nicht polarisierten Beschichtungsobjekten, wobei das Polyethylen als Rohmaterial verwendet wird mit einem Chloridanteil von 20-40%.
Der Acrylkunststoff des Papieroberflächenbehandlungsmitteis dient hauptsächlich zur Verbesserung der Steifigkeit, Schnittfestigkeit und Wetterwiderstandsfähigkeit der Papieroberfläche. Allerdings kann es weggelassen werden, wenn man die Papierweichheit betrachtet.
Kalziumkarbonat und Ton der oben erwähnten hinteren Beschichtung dienen zur Verbesserung der Trocknungsfähigkeit der Tinte während des Bedrückens, wobei der Teilchendurchmesser zwischen 0,5 und 5 um beträgt. Zusätzlich können Tripolerde, Kalziumsilikon oder Ton ebenfalls als Rohmaterial verwendet werden.
Titandioxid für oben erwähnte hintere Beschichtung dient zum Erhalt eines höheren Weisswertes, verbesserter visueller Qualität, verbesserter Ultraviolettwiderstandsfähigkeit und verbesserter Schattierung des synthetischen Papiers.
Das Antistatikmittel der oben erwähnten hinteren Beschichtung enthält hauptsächlich Amid, das den statischen Effekt verursacht während des Druckverfahrens eliminiert.
Um die Lebensdauer des synthetischen Papiers gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhöhen und eine Alterung und ein Verfall durch UV zu verhindern, wird ein UV-Absorptionsmittel von 0,05-0,15 Gew.-% verwendet.
Um eine Einwirkung auf die Papieroberfläche von Sauerstoff aus der Luft zur Beeinflussung der Oberflächenstärke zu verhindern, kann die rückseitige Beschichtung ein Antioxidant verwenden, das das gleiche wie eine, bei jeglicher Art von Kunststoffprodukten sein kann.
Der flüssige Acrylester der vorderen Beschichtung wird hauptsächlich zum Haften zwischen Kalziumkarbonat, Titandioxid und Ton verwendet, und ist ebenfalls gut zum Haften mit der rückseitigen Beschichtung. Bei der praktischen Verwendung ist ein Kolloidtyp besser als eine Lösung oder Suspension, die es bei synthetischen Klebemitteln gibt. Ausser flüssigem Acrylester sind, falls die Wetterbeständigkeit nicht betroffen ist, als Substituenten Styrol-Butadien-Latex, Butadien-Acrylonitrilemulsion, Polyvinylacetat, Vinylidinchloridpolymer, Butyllatex, Polyvinylalkohol oder Zellulosederivate verwendbar, Das Stärkerohmaterial der oben erwähnten vorderen Beschichtung wird ebenfalls zur Haftung verwendet, wobei dessen hohe Haftcharakteristik hilfreich zur Einstellung des Haftungsgrads der Beschichtung ist. Sowohl natürliche Stärke als auch konvertierte Stärke aus Karbonhydraten sind verwendbar, auch wenn deren Haftstärke und Löslichkeitshaftung etwas unterschiedlich voneinander sind.
Kalziumkarbonat, Ton und Titandioxid der oben erwähnten vorderen Beschichtung zeigen Eigenschaften, die gut für die Tintentrocknungsfähigkeit, Bedruckbarkeit, Qualität der Weißheit, Glätte, Opakgrad und Welligkeit sind, wobei sie je nach Erfordernis justierbar sind. Außerdem sind andere Füllmittel verwendbar, wie Tonerde, Silikat, Bariumsulfat, Kieselerde, Satinweiß, Zinkoxid, Kalziumsulfit, verschiedene Pigmente oder Papierbreifüllmittel wie Kalziumsulfitbrei und Tonbrei einsetzbar, um den Anforderungen zu genügen.
Das oben erwähnte Antiaufschäummittel der vorderen Beschichtung wird hauptsächlich dazu eingesetzt, einen Schaum auf der Vorderseite der Beschichtung zu vermeiden, wobei gleichzeitig die Oberflächenqualität und verwandte Beschichtungsverfahren beeinflusst werden. Die Bildung von Schaum ist primär relevant für die Oberfläche der Beschichtung und deren Spannung, Haftung, Mischungsgrad, Temperatur, pH-Wert der Oberfläche und Abgabebedingung der Beschichtung.
Das wasserresistente Mittel der oben erwähnten vorderseitigen Beschichtung dient hauptsächlich der Erhöhung der Papierstärke und zur Verhinderung von Wasseraktion, die sich durch abnormales Drucken ergeben, wodurch Übertrag von Tinte verbessert wird.
Das Schmiermittel der oben erwähnten vorderen Beschichtung dient hauptsächlich zur Verbesserung der Beschichtungsfluidität und zur Verbesserung der Druckqualität, wobei dieses Mittel lösliche Seife, Latexemulsion, Harz, Amid oder nichtlösliche Seife sein kann.
Der Ammoniak in der oben erwähnten vorderen Beschichtung wird hauptsächlich zur Einstellung des pH-Wertes verwendet, um eine bessere Stabilität der chemischen Additive in den Beschichtungen zu erhalten.
Die Zusatzmenge von fluoreszierenden Farbstoff der oben erwähnten vorderen Beschichtung ist recht gering, wobei sie hauptsächlich zur Justierung des Farbtons der Papieroberfläche verwendet wird.
Im Folgenden werden die Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben.
1. Extrudiervorrichtung (Fig. 2-1): Die Extrudiervorrichtung umfasst einen primären Extruder mit zwei Seitenzuführeinrichtungen und zwei sekundäre Extruder, deren Temperaturbedingungen relativ zum Rohmaterial der Kunststoffzusammensetzung, zum MFI, zur Kristallinität, Viskosität, Additiven und Produktionsliniengeschwindigkeit (Walzengeschwindigkeit) normalerweise im Bereich zwischen 200- 280ºC variieren. Die Dreischichtenstruktur der Beschichtung gemäß vorliegender Erfindung wird durch eine Dreischichtcoextrusion erzielt, wobei ein Dreischichtextrudat einen Zusammenfluss an der T-Typ Form zur Dreischichtcoextrusion durch eine entsprechende Kombination des T-Typformflusspfades bildet.
2. Kühl- und Formwalzenvorrichtung (Fig. 2-2): Die Wasserkühl- oder Luftkühleinrichtung kühlt und bildet das Dreischichtcoextrudat bei hohen Temperaturen zwischen 180-280ºC. Die Steuerung der Kühltemperatur bei diesem Verfahren ist sehr wichtig, da sie den Erfolg der Schritte im folgenden Verfahren garantiert. Die Kühltemperatur beträgt normalerweise 15-80ºC und ist justierbar in Abhängigkeit von Dicke des synthetischen Papiers und der Geschwindigkeit der Produktionslinie.
3. Longitudinalstreckvorrichtung (Fig. 2-3): Das gekühlte und geformte Blatt wird dieser Vorrichtung zum Vorheizen zugeführt, um das Papier bei 120-150ºC aufzuweichen (abhängig von der Dicke des erforderlichen Papierblattes und der Geschwindigkeit der Produktionslinie), dann wird es in ein oder zwei Phasen mit geringer und hoher Geschwindigkeit gestreckt bzw. orientiert, um die longitudinale mechanische Stärke des Beschichtungsobjekts zu erhöhen, die dann getempert und geformt wird. Im Allgemeinen beträgt die longitudinale Streckung das 3-7fache.
4. Lateralstreckvorrichtung (Fig. 2-4): Das durch das vorangehende longitudinale Strecken verdünnte Papierblatt wird vorgeheizt und bei 150-190ºC erweicht (abhängig von der Dicke des Papierblatts und der Geschwindigkeit der Produktionslinie) und dann lateral orientiert bzw. gestreckt und anschließend getempert und geformt, um partiell die Dimensionen des Beschichtungsobjekts für dessen Stabilität zu reduzieren. Allgemein beträgt die laterale Streckung das 5-12fache in Abhängigkeit von den angestrebten Merkmalen des Produkts.
5. Elektrisches Halo(koronaentladungs)-Behandlungsverfahren (Fig. 2-5): Dieses Behandlungsverfahren dient zur Verbesserung der Oberflächencharakteristika des Beschichtungsobjekts zur Erhöhung der Haftung zwischen der Beschichteroberfläche und dem Papieroberflächenbehandlungsmittel, wobei die Vorrichtung eine Hochfrequenzwellenentladung mit einer Leistung von 20-150 kW verwendet (abhängig von der Geschwindigkeit der Produktionslinie), um eine Oberflächenfeuchtigkeitsspannung von 36-45 dyne/cm² zu erhalten.
6. Walzvorrichtung (Fig. 2-6): Das Beschichtungsobjekt gemäß vorliegender Erfindung wird zur Herstellung eines Endprodukts mit 8 m Breite durch eine Röhrenvorrichtung gewalzt und kann dann abgestreift werden, um den Anforderungen zu genügen.
7. Laminateinrichtung (Fig. 3): Falls die Dicke des erzeugten Beschichtungsobjekts mehr als 200 um beträgt, wird es durch diese Laminateinrichtung laminiert. Vor der Laminierung wird die Oberfläche einer jeden Schicht beschichtet, wobei der Typ des Beschichters in Abhängigkeit von der Ausbreitgröße der Beschichtung und der Viskosität der Grundierung ausgewählt wird, welche passend zum Hinzufügen von Produkten der Polyamidesterreihe oder anderer Polyamide und Polyamid-Imide und Acrylesterpolymer vom Grad 4 Ammonium zur Laminat-PP-Substanz ist. Die vorangehende Vorrichtung ordnet zwei Rollen von synthetischem Papierbeschichtungsobjekt mit gleicher oder unterschiedlicher Dicke von weniger als 100 um an einer Verteilungsstufe des Beschichten und Laminierens ((1), (5) nach Fig. 3) entsprechend an, wobei in dem Beschichtungsobjekt eine Verteilungsstufe des Beschichtens ((1) nach Fig. 3) einer Beschichtung durch eine Konkavplattenbeschichtungswalze ((2) nach Fig. 3) beschichtet wird, welche Leim vom Leimtank ((3) nach Fig. 3) zum Beschichten entnehmen können. Das Beschichtungsobjekt tritt dann durch einen Trockner ((4) nach Fig. 3) bei 30-70ºC, um Lösungsmittel vom Leim zu entfernen. Nach dieser Stufe wird das Beschichtungsobjekt mit anderem Beschichtungsobjekt gleicher oder unterschiedlicher Dicke von einer anderen Verteilungsstufe des Laminierens ((5) nach Fig. 3) auf Laminierwalze ((6) nach Fig. 3) bei 40-70ºC laminiert. Das laminierte Beschichtungsobjekt wird dann durch eine Walzmaschine ((7) nach Fig. 3) gewalzt, um ein Endprodukt mit einer Dicke von nicht mehr als 200 um zu bilden.
8. Oberflächenbehandlungsvorrichtung (Fig. 4): Das Beschichtungsobjekt mit einer Dicke von über 200 um das durch die Vorrichtung nach Fig. 1 hergestellt und durch die Laminiervorrichtung laminiert wurde, wird dann mit einer Oberflächenendbearbeitung behandelt, um eine Oberfläche mit einer großen Menge winziger Poren und exzellenter Qualität der Querverbindung der Poren zu erhalten, welche genauso gut wie bei einer natürlichen Papieroberflächenschicht sind. Die Vorrichtung hat 4 einander zuweisende Platten und erledigt die Arbeit durch doppelte Platten bei der Linienbeschichtung. Sie führt das Beschichtungsobjekt mit weniger oder mehr als 200 um Dicke an der Verteilungszone ((1) nach Fig. 4) der Beschichtung durch die konkaven Beschichtungswalze der Platte 1 ((2) nach Fig. 4), um das Papieroberflächenbehandlungsmittel auf der Oberfläche des Beschichtungsobjekts zur ersten Oberflächenbehandlung aufzutragen. Nach diesem Schritt wird das behandelte Objekt durch den Trockner ((3) nach Fig. 4) getrocknet, der zwischen der Platte 1 und der Platte 2 angeordnet ist. Dann wird es weitergeführt durch die konkaven Beschichtungswalzen der Platte 2 ((4) nach Fig. 4) zur zweiten Oberflächenbehandlung. Letztendlich wird das zum zweiten Mal behandelte Objekt in die Trocknungszonen (5) der Bodenschicht des 20 m großen Trockners zur vollständigen Trocknung geschickt, um das Lösungsmittel vollständig zu verflüchtigen. Alle diese Schritte beenden die Bearbeitung der ersten Papieroberfläche. In gleicher Weise wird die andere Fläche des Beschichtungsobjekts durch den Trockner ((7) nach Fig. 4) auf der konkaven Beschichtungswalze der Zwischenplatte 3 ((6) nach Fig. 4) und Platte 4 und dann durch die vierte konkave Beschichtungswalze ((8) nach Fig. 4) geschickt. Endlich tritt es in die Oberschichttrocknungszone eines 20 m großen Trockners ((9) nach Fig. 4) zur zweiten Oberflächenbeschichtung ein und wird durch die Walzeinrichtung gewalzt.
Die Beschichtungseinrichtung kann eine einzelne oder doppelseitige Beschichtung oder eine einmalige, zweimalige, dreimalige oder viermalige Beschichtung erzeugen. Die Plattentiefe der konkaven Plattenauftragungswalzen kann 15 um-60 um betragen. Die konkave Plattenauftragungswalze kann durch eine Offsetauftragungswalze zum Beschichten des Beschichtungsobjekts ersetzt werden.
9. Glattdrückeinrichtung (Fig. 5): Die Beschichtungsoberfläche unterhalb oder über 200 um Dicke, die durch die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung aufgetragen wurde, wird einer Glattpressbehandlung unterzogen, um einen weitgehend gleichmäßigen und hohen Glanz zu erhalten (es ist auch möglich, die Auftragformel für schneeweißes Papier zu ändern).
Diese Vorrichtung weist zwei Reihen von Metallwalzen und Plastikwalzen auf. Sie kann mit einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung zur Onlineproduktion der Beschichtung und des Glattpressens kombiniert werden. Das beschichtete halbseitige Produkt an der Verteilungszone ((1) nach Fig. 5) des Glattpressens wird durch den ersten Teil von Presseinrichtung mit den Metallwalzen geschickt, die oberhalb der Plastikwalzen im unteren Bereich ((2) nach Fig. 5) angeordnet sind, und dann zum zweiten Teil der Presseinrichtung mit den Kunststoffwalzen weitergeführt, die oben auf den Metallwalzen zum Glattpressen gesetzt sind. Schließlich wird durch eine Walzeinrichtung gewalzt.
Um die Technik der vorliegenden Erfindung zu verstehen, werden einige Ausführungsbeispiele im Folgenden im Detail beschrieben. Diese umfassen die Produktion von Schreib-, Druck-, Pack- und verschiedene Verwendungen von synthetischem Papier. Allerdings dienen diese Beispiele nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsbeispiel 1
Ein synthetisches Papier aus biaxial gestrecktem PP, das doppelseitig bedruckbar und leicht zu trocknen ist mit einer Dicke geringer als 200 um
PP (MFI: 2-3) von 60 Gew.-% und Antistatikmittel von 2 Gew.-% werden durch einen Mischer miteinander vermischt und werden von einer Hauptzufuhreinrichtung dem Primärextruder zugeführt. In der Zwischenzeit werden Kalziumkarbonatpulver von 30 Gew.-% und Titandioxid von 8 Gew.-% durch zwei Seitenzufuhreinrichtungen dem Primärextruder zugeführt. Andererseits werden PP von 99 Gew.-% und Antihaftmittel von 1 Gew.-% durch einen Mischer vermischt und zwei Sekundärextrudern zugeführt. Bei einer Extrudertemperatur von 180-280ºC werden diese Mischungen durch die gleiche T-Form mittels einer 3-Schichtkoextrusion extrudiert. Bei einer Temperatur von 15-80ºC der Kühlwalzen wird das PP-Beschichtungsblatt gekühlt und geformt und dann der Lateralstreckvorrichtung zum Vorheizen bei 150-185ºC und zur 9fachen Streck zugeführt. Dann wird getempert und gekühlt, um die Schrumpfrate zu steuern. Nach diesem Schritt wird das Beschichtungsblatt zur elektrischen Halobehandlung weitergeführt, um es mit einer besseren Oberflächenstärke auszustatten. Schließlich wird es durch eine Walzeinrichtung gewalzt, um ein Beschichtungsobjekt mit einer Dicke von weniger als 200 um zu erhalten. Bei diesem Beispiel wird das Beschichtungsobjekt aus synthetischem Papier mit biaxial gestreckten PP mit 130 um Dicke und doppelseitigem Bedrucken und leichtem Trocknen und der Oberflächenbehandlungsvorrichtung unterzogen, um ein 2seitiges Papier zu erzeugen, wobei auf jeder Seite eine 8 um dicke Primär- und Oberflächenbeschichtung aufgetragen ist. (2 Platten für jede Seite, doppelseitiger Onlineprozess)
Das Beschichtungsobjekt mit 130 um Dicke wird zuerst in der Verteilungszone des Beschichtens abgelegt. Dann wird es durch die konkave Beschichtungswalze mit 180 Mesh und 25 um Plattendicke der Vorderplatte 1 geschickt. Als Primärbeschichtung wird PP-Chloridkunststoff mit 5 Gew.-%, Acrylesterkunststoff von 5 Gew.-%, Kalziumkarbonat von 40 Gew.-%, Ton von 5 Gew.-%, Titandioxid von 3 Gew.-%, Toluol von 41,7 Gew.-%, statisch resistente Flüssigkeit von 1 Gew.-%, UV-Absorptionsmittel von 0,2 Gew.-% und Oxidationsmittel verwendet, um die Primärbeschichtung der Vorderplatte 1 zu beenden, und anschließend durch den Trockner zwischen zwei Platten zum Trocknen bei 100-150ºC geschickt. Nachdem Trocknen wird es durch die konkave Be schichtungswalze von 150 Mesh und 3,5 um Plattendicke der Platte 2 geschickt, wobei Acrylesterkunststoffflüssigkeit (40% Feststoff) von 15 Gew.-%, Stärke von 3 Gew.-%, Frostschutzmittel von 0,3 Gew.-%, Wasserresistenzmittel von 0,5 Gew.-%, Schmiermittel von 1 Gew.-%, Kalziumkarbonat von 10 Gew.-%, Ton von 40 Gew.-%, Titandioxid von 2 Gew.-%, Farbstoff von 0,005 Gew.-%, Ammoniak von 0,5 Gew.-%, reines Wasser von 27,65 Gew.-% als oberste Beschichtung zur Fertigstellung der Oberflächenbeschichtung durch Vorderplatte 2 verwendet wird und dann sollen 20 m großen Trockner bei 100-150ºC zur vollständigen Trocknung geschickt. Das Beschichtungsobjekt ist durch eine Zweifachbeschichtung der Vorderseite vervollständigt, wird dann der konkaven Beschichtungswalze mit 180 Mesh und 25 um Plattendicke der gegenüberliegenden Platte übermittelt, um das gleiche Verfahren des primären Auftragens wie auf der Vorderseite durchzuführen. Nach Beschichten durch gegenüberliegende Platte 1, Senden durch den Trockner bei 100-150ºC zwischen den beiden Platten, dann durch die konkave Beschichtungswalze von 150 Mesh und 35 um Plattendicke der gegenüberliegenden Platte 2 zum Beschichten, dann Eintreten in den 26 m großen Trockner zur vollständigen Trocknung bei 100-150ºC. Schließlich erfolgt noch ein Walzen durch eine Walzvorrichtung. Das halbfertige beschichtete Produkt wird Verteilungszone der Glattpresseinrichtung zum separaten Glätten von Vorder- und Rückseite zugeführt, wobei es durch eine Anordnung von Metallwalzen und Kunststoffwalzen bei einer Temperatur von 180ºC und einem Innendruck von 50 kg/mm unterzogen wird. Schließlich wird es durch eine Walzmaschine gewalzt.
Das synthetische Papier aus biaxial gestrecktem PP hat eine hohe Glätte und eine gute Trocknung des Aufdrucks mit 140 um doppelseitiger Schicht (Beispiel 1), welches durch die vorangehenden Schritte hergestellt wurde, und weist ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Drucktrocknung auf, wobei beispielsweise die äußere Schicht beim Drucken innerhalb von 2 Minuten getrocknet werden kann, und wird vollständig für die gesamte Druckschicht getrocknet. Der Glanzgrad wird höher als 70% und die Welligkeit 0,5 um sein, so dass es extensiv zum Schreiben, Drucken und Verpacken aller Arten von üblichen Papiernutzungen unterzogen werden kann. Die physikalischen Eigenschaften des synthetischen Papiers gemäß vorliegender Erfindung sind in Tabelle 1 dargestellt.

Ausführungsbeispiel 2

Synthetisches Papier mit biaxial gestrecktem PP mit doppelseitigem leicht trocknendem Drucken mit einer Dicke von über 200 um

Dies ist ein Beispiel zur Herstellung von synthetischem Papier biaxial gestrecktem PP von 280 um mit doppelseitiger und leichter Trocknungsfähigkeit des Bedrückens durch Verwendung der Laminiervorrichtung und der Oberflächenendbearbeitungsvorrichtung.
Zwei Rollen des Beschichtungsobjekts von 135 um werden in Verteilungszone getrennt verleimt und laminiert ((1), (5) nach Fig. 3), wobei das Beschichtungsobjekt in der Verteilungszone des Leimens ((1) nach Fig. 3) durch Leim aus einem Leimtank ((3) nach Fig. 3) verleimt wird und dann das verleimte Objekt zum Trockner ((4) nach Fig. 3) geführt wird, der 10 m lang ist und eine Temperatur von 70-100ºC aufweist. Dort wird das Lösungsmittel in dem Leim durch Trocknen eliminiert. Nach diesem Schritt wird das verleimte und getrocknete Beschichtungsobjekt mit Dicke 135 um mit einem anderen Beschichtungsobjekt von einer anderen Verteilungszone des Laminierens ((5) nach Fig. 3) bei Laminierwalzen bei 40ºC-50ºC ((6) nach Fig. 3) laminiert. Nach der Laminierung weist das Beschichtungsobjekt eine Dicke von 270 um auf und wird durch eine Walzmaschine gewalzt, um ein 270 um Beschichtungsobjekt fertig zur Oberflächenbearbeitung zu erhalten.
Dabei wird die Verarbeitungsbedingung und das Glattpressen des Grundiermittels und der oberen Beschichter, wie sie beim Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurden, zur Oberflächenbeschichtung verwendet. Durch diese Schritte erhält man ein synthetisches Papier mit biaxial gestrecktem PP von hohem Glanz und leichter Trocknungsfähigkeit auf beiden Seiten mit der Dicke von 280 um. Die physikalischen Eigenschaften des synthetischen Papiers dieser Erfindung sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Die physikalischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen synthetischen Papiers

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1:
A: Schaumschicht zur Dichtenreduzierung
B: Klebeschicht für Oberflächenbehandlungsmittel
C: Papierdeckschicht für Drucktintenabsorption (Schicht der Primärbeschichtung)
D: Papierdeckschicht mit hohem Glanz und geringer Welligkeit (Schicht der obersten Beschichtung)
Fig. 2:
1. Extrudiervorrichtung
2. Kühl- und Formvorrichtung
3. Longitudinalstreckeinrichtung
4. Lateralstreckeinrichtung
5. Elektrische Halobehandlungseinrichtung
6. Walzeinrichtung
Fig. 3:
1. Verteilungszone zum Kleben
2. Konkave Klebwalze
3. Klebemitteltank
4. Trockner
5. Verteilungszone zum Laminieren
6. Laminierwalze
7. Walzmaschine
Fig. 4:
1. Verteilungszone zum Beschichten
2. Konkave Beschichtungswalze (vordere Seitenplatte 1)
3. Trockner zwischen Platten
4. Konkave Beschichtungswalze (vordere Seitenplatte 2)
5. Untere Schicht des Trockners
6. Konkave Beschichtungswalze (gegenüberliegende Seitenplatte 1)
7. Trockner zwischen Platten
8. Konkave Beschichtungswalze (gegenüberliegende Seitenplatte 2)
9. Oberste Schicht des Trockners
10. Walzmaschine
Fig. 5:
1. Verteilungszone zum Glattpressen
2. Glattpresseinrichtung 1 (Glattpressen der Vorderseite)
3. Glattpresseinrichtung 2 (Glattpressen der Rückseite)
4. Walz- und Glattpresszone
Fig. 6 Superglattpresszeichnung:
1. Verteilungszone des Glattpressens
2. Glattpressvorrichtung
3. Glattpress- und Walzzone

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier mit biaxial gestrecktem PP von hohem Glanz und der Fähigkeit beim Bedrucken schnell zu trocknen mit den folgenden Schritten:

i) Zuführen zu einem Primärextruder von einem Trichter ein PP-Kunststoff von 50-90 Gew.-% mit hoher Kristallinität und Isotaktizität von mehr als 96% und mit einem Schmelzflussindex von 0,5-6 und ein Antistatikmittel von 0,5 Gew.-% sowie separat von zwei Seitenzuführeinrichtungen Kalziumkarbonat von 10-40 Gew.-% und Titandioxid von 0-10 Gew.-% und zu zwei sekundären Extrudern PP von 95-99,5 Gew.-% und ein Antiblockiermittel von 0,5 bis 5 Gew.-%;

ii) Extrudieren der entsprechenden PP-Kunststoffzusammensetzung separat in primärem und sekundären Extrudern bei einer Temperatur von 180-280ºC, um durch eine T-Typform zur Bildung eines Beschichtungsblatts mit drei Schichten zusammen zu fließen und durch diese extrudiert zu werden;

iii) Abkühlen und Formen des Beschichtungsblatts durch Durchführen durch eine Kühlwalze bei 15-80ºC und dann biaxiales Strecken von 3-7fach in Längsrichtung durch Vorheizen auf 120-150ºC, Strecken und Tempern, und Strecken von 5-12fach in Lateralrichtung durch Vorheizen auf 130-190ºC, Strecken und Tempern;

iv) Behandeln des Beschichtungsblatts durch eine Koronaentladungsbehandlung mit Hochfrequenzwellen mit Leistung von 20-150 kW;

v) Walzen des Beschichtungsblatts durch eine Walzmaschine zur Bildung eines Beschichtungsobjekts mit einer Dicke von weniger als 200 um;

vi) Beschichten des Beschichtungsobjekts durch eine Beschichtungswalze mit einer Primärbeschichtung enthaltend chlorinierten PP-Kunststoff von 5-20 Gew.-%, Acrylesterkunststoff von 0-5 Gew.-%, Kalziumkarbonat von 0-40 Gew.-%, Ton von 0-45 Gew.-%, Titandioxid von 0-5 Gew.-%, Toluol von 31-50 Gew.-%, Antistatikmittel von 0-3 Gew.-%, UV-Absorptionsmittel von 0,1-0,3 Gew.-% und Antioxidanz von 0,1-0,3 Gew.-%, wobei die Beschichtungswalze eine Mesh-Größe von 100-400 mit einer Tiefe von 10 um-60 um aufweist;

vii) Beschichten der Primärbeschichtung durch eine Beschichtungswalze mit einer Mesh-Größe von 100-400 und einer Tiefe von 10-60 um mit einer oberen Beschichtung bestehend aus flüssigem Acrylesterkunststoff von 10-20 Gew.-%, Antischäummittel von 0,2-0,5 Gew.-%, Kalziumkarbonat von 0-48 Gew.-%, Tonpulver von 0-45 Gew.-%, Titandioxid von 0-5 Gew.-%, Wasserresistenzmittel von 0,2-0,7 Gew.-%, Schmiermittel von 0,5-2 Gew.-%, Stärke von 0-6 Gew.-%, Ammoniak von 0,2-0,8 Gew.-%, Fluoreszenzfarbe von 0,01-0,1 Gew.-% und reinem Wasser von 26-30 Gew.-%;

viii) Glattpressen beider Seiten des doppeltbeschichteten Objekts zur Bildung eines halbfertigen Produkts aus synthetischem Papier bei einer Temperatur von 40-200ºC und einem Liniendruck von 10-500 kg/mm durch eine Glattpresseinrichtung mit erwärmter Metallwalze und Plastikwalze von hohem Temperaturwiderstand und dann Walzen des Objekts durch eine Walzmaschine, um synthetisches Papier mit einer Dicke von weniger als 200 um zu erhalten.

2. Verfahren zur Herstellung von synthetischem Papier mit biaxial orientiertem PP- Kunststoff von hohem Glanz und der Fähigkeit schnell beim Bedrucken zu trocknen, bei dem zwei Rollen des Beschichtungsobjekts hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1 separat Verteilungszonen zum Verleimen und Laminieren der Lami niereinrichtung zugeführt werden, wobei das zum Verleimen erforderliche Beschichtungsobjekt verleimt, getrocknet und bei einer Laminierwalze mit einer anderen Rolle des Beschichtungsobjekts von der Verteilungszone des Laminierens laminiert wird, um ein Beschichtungsobjekt mit einer Dicke von mehr als 200 um zu erhalten, welches dann durch die Walzmaschine gewalzt wird, mit den Beschichtungen der Primärbeschichtung und der oberen Beschichtung, dem Verfahren zum Beschichten und den Bedingungen des Glattpressens nach Anspruch 1 für die Oberflächenendbearbeitung, und dann Walzen durch die Walzmaschine, um biaxial gestrecktes synthetisches Papier mit hohem Glanz und leichter Trocknung beim Bedrucken mit einer Dicke von mehr als von 200 um zu erhalten.