DE69804484T2

DE69804484T2 - Herstellung von marmoriertem papier

Info

Publication number: DE69804484T2
Application number: DE69804484T
Authority: DE
Inventors: Harper Macmaster; Charles Small
Original assignee: Arjo Wiggins Fine Papers Ltd
Current assignee: Arjo Wiggins Fine Papers Ltd
Priority date: 1997-10-25
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2018-10-21
Also published as: CN1276843A; DE69804484D1; CN1081263C; US6319360B1; CA2304300A1; EP1025311B1; ATE215148T1; GB9722514D0; ES2171307T3; EP1025311A1; BR9814095A; HK1031746A1; WO1999022068A1; AU9453498A

Description

Die vorliegende Erfindung 'bezieht sich auf die Herstellung von Papier mit einer Papiervorrichtung, das mittels eines Farbstoffes eher als durch die Verwendung von Drucktechniken gemustert ist. Mit "gemustert" ist ein Papier gemeint, das nicht einheitlich im Gegensatz zu gleichmäßig über die ganze Oberfläche gefärbt wurde. Gemusterte Papiere dieser allgemeinen Art sind von Arjo Wiggins Fine Papers Ltd. unter dem Warenzeichen STRATAKOLOUR kommerziell erhältlich und werden typischerweise verwendet, wenn Produkten, wie z. B. Broschüren, Mappen, Speisekarten, Einladungen und Schreibpapier, eine besondere ästhetische Wirkung verliehen werden soll. Obwohl das Papier während seiner Herstellung auf der Papiervorrichtung gemustert wird, kann es überdruckt werden, wenn zusätzliche dekorative Effekte erreicht werden sollen.
BE-A-340 574 offenbart die Herstellung eines Multifarbenpapiers mit marmoriertem oder "Batik-"Aussehen durch sequentielle I = ärbung mit Farbstoffen verschiedener Fixierbarkeits- und Trennbarkeitseigenschaften. DE-C-500 231 enthält eine ähnliche Offenbarung, verweist aber zusätzlich auf DE-C-338 105 und DE-C-339 606. Diese offenbaren die Verwendung eines knittrigen oder gemusterten Farbstoff-enthaltenden Gewebes als Färbungsmedium, das gegen eine absorbierende vorgefärbte Papierbahn gepresst wird, um den Multifarbeffekt herzustellen. US-A-3 562 098 offenbart die Bildung eines multigefärbten Papiers durch die Verwendung von wasser- und läsungsmittellöslichen Farbstoffzusammensetzungen.
Herkömmliche gemusterte Papiere der kommerziell erhältlichen Art, die oben erwähnt wurden, werden durch Modifikation des Papierherstellungsverfahrens hergestellt, wie durch das absichtliche Herstellen eines weniger ebenen Faserbildes als üblich und durch die Zugabe eines Farbstoffes in die Papiermaschinen-Leimpresse (die Papierherstellungsmasse selbst wird nicht gefärbt). Das Ergebnis ist ein marmorierter Effekt. Dies liegt zumindest zum Teil an der Bildung von faserigen Verdickungen, d. h. Faser-Verdickungen, die die Homogenität des Blattes stören. Eine solche Bildung von Verdickungen ist bei den meisten Arten von Papier unerwünscht, und es werden Maßnahmen ergriffen, diese zu minimieren, z. B. durch laterales Schütteln des Papiermaschinensiebes und durch geeignete Wahl des Ausflussverhältnisses, d. h. das Verhältnis der Fließgeschwindigkeit der Papierherstellungsmasse von dem Papiermaschinen-Stoffablauf (headbox) zum Sieb relativ zur Siebgeschwindigkeit selbst. Jedoch wird bei der Herstellung der diskutierten gemusterten Papiere die Bildung von Verdickungen absichtlich durch das Außerkraftsetzen des Sielbschüttelmechanismus, durch die Verringerung des Ausflussverhältnisses und durch die Erhöhung des Anteils von langfaserigem Weichholzfaserbrei in der Papierherstellungsmasse verstärkt.
Ein wie oben beschrieben hergestelltes herkömmliches gemustertes Papier hat eine weiße oder leicht gefärbte Sprenkelung auf einem einfarbig eingefärbten Hintergrund. Der Sprenkelungseffekt ist das Ergebnis des Farbstoffes, der in manchen Bereichen des Papiers nicht gewirkt hat. Solche gemusterten Papierprodukte haben sich als beliebt erwiesen, und konnten gut verkauft werden, es besteht aber immer Spielraum für frische und attraktive Muster und/oder Farbkombinationen. Deshalb haben wir uns das Ziel gesetzt, durch Sprenkelungseffekt gemusterte Papierprodukte der gleichen allgemeinen Art, wie oben beschrieben, herzustellen, bei denen aber zwei verschiedene Farben im Gegensatz zu einer vorhanden sind (der darunterliegende Ton jeder ungefärbten oder unvollständig gefärbten Faser wird nicht als "Farbe" in diesem ,Zusammenhang betrachtet). Während herkömmliche Produkte einen einfarbigen Hintergrund haben, gegenüber dem sich ungefärbte oder unvollständig gefärbte faserige Bereiche hervorheben, wollten wir ein Produkt herstellen, das einen gefärbten Hintergrund und Kontrastfarben-gefärbte Bereiche hat, die sich gegenüber diesem Hintergrund hervorheben.
Unsere ersten Versuche, ein zweifarbig durch Sprenkelungseffekt gemustertes Papier herzustellen, wie es gerade beschrieben wurde, beinhalteten das Färben des Papierherstellungsmasse (vor der Bahnenbildung) mit einem ersten Farbstoff, Bildung der Papierbahn und dann die Anwendung eines zweiten, unterschiedlich farbigen Farbstoffes an der Leimpresse. Jedoch fanden wir, dass entweder kein Zweifarbeneffekt erhalten wurde (aufgrund des Mischens der beiden Farben), oder dass die erhaltene ästhetische Wirkung nicht so war wie erwünscht, z. B. darin, dass keine ausreichend scharfe und klare Unterscheidung zwischen den beiden Farben im Endprodukt erreicht wurde.
Wir haben jetzt gefunden, dass dieses Problem gelöst werden kann, indem die zunächst gefärbte Bahn Druck ausgesetzt wird, nachdem sie auf dem Papiermaschinensieb hergestellt Wurde, und bevor eine zweite Farbstoffformulierung zugegeben wird. Die Wirkung des Druckes scheint darin zu liegen, dass er die faserigen Stücke in der Bahn zusammenpresst, und dabei ihre Oberflächen-Porenstrukturen schließt. Dies scheint das Eindringen der Leimpressen-Farbstoffformulierung in den zusammengepressten Bereich zu verhindern oder zumindest zu hemmen. Daraus folgt, dass die Verdickungen größtenteils ihre anfängliche Farbstofffarbe nach der Anwendung der zweiten Farbstoffformulierung behalten. Im Gegensatz dazu sind die "Täler" zwischen den Verdickungen weniger zusammengepresst, und ihre offenere Oberflächen- Porenstruktur erlaubt das Eindringen der zweiten Farbstoffformulierung. Das Ergebnis ist ein Farbkontrast zwischen den Verdickungen, die eine aus der ersten Farbstoffformulierung stammende Farbe haben, und den Bereichen zwischen den Verdickungen, die eine Farbe haben, die teilweise aus der ersten Farbstoffformulierung und teilweise aus der zweiten Farbstoffformulierung stammt.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Gesichtspunkt ein Verfahren zur Herstellung eines zweifarbigen Sprenkelungseffekt-gemusterten Papiers bereit, wobei das Verfahren die Schritte:
(a) des Färbens einer Papierherstellungsmasse mittels einer ersten Farbstoffformulierung;
(b) des Herstellens einer gefärbten nassen Papierbahn, die faserige Verdickungen enthält, indem die resultierende gefärbte Papiermasse durch ein Papierherstellungssieb (2) entwässert wird und per se bekannte Maßnahmen zur Förderung der Bildung von faserigen Verdickungen verwendet werden;
(c) des Verdichtens der faserigen Verdickungen durch Unter-Druck-Setzen der Bahn;
(d) des Aufbringens einer zweiten Farbstoffformulierung auf die Papierbahn, wobei die zweite Farbstoffformulierung einen anderen Farbton hat als die erste Farbstoffformulierung; und
(e) des Trocknens der Bahn
umfasst.
In einem zweiten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein zweifarbiges Sprenkelungseffekt gemustertes Papier mit eingearbeiteten zusammengepressten faserigen Verdickungen bereit, die in einem anderen Farbton als der Rest der Bahn eingefärbt wurden.
Vorzugsweise ist die Papierbahn mit einem erhöhten Gehalt an faserigen Verdickungen hergestellt. Dies kann auf herkömmliche Weise, wie früher beschrieben, erreicht werden, d. h. durch Dispensieren durch Papiermaschinensieb-Schütteln, geeignete Einstellung des Ausflussverhältnisses (z. B. innerhalb des Bereichs 0,7 oder 0,8 bis ungefähr 1) und/oder die Verwendung eines großen Anteils an langfaserigem Weichholzpapierbei in der Papiermasse (typischerweise mindestens 40 bis 45% Weichholz auf Trockengewichtsbasis). Jedoch wird erwünscht sein, dass das ganze Papier unvermeidbar einen bestimmten Anteil faseriger Verdickungen enthält, und dass das vorliegende Verfahren zu einem Musterungsgrad führt, selbst wenn keine speziellen Maßnahmen zur Erhöhung des Anteils an faserigen Verdickungen unternommen werden. Also ist ein Papier mit erhöhter Bildung von Verdickungen kein essentielles Merkmal der Erfindung, obwohl die vorliegende Erfindung vorzugsweise ein Papier verwendet, das so hergestellt ist, dass die Bildung von Verdickungen maximiert oder erhöht ist.
Die ersten und zweiten Farbstoffformulierungen können jede einzelne auf einem einzelnen Farbstoff oder auf einer Mischung von Farbstoffen, die zusammen einen erwünschten Endfarbton ergeben, beruhen. Die zweite Farbstoffformulierung wird vorzugsweise bei der Papiermaschinen-Leimpresse aufgebracht, könnte aber durch Sprühen oder andere Mittel aufgebracht werden.
Die Bahn wird vorzugsweise unter Druck gesetzt, indem sie durch einen Glättpressenwalzenspalt geführt wird, bevor sie die Trockungspartie der Papiermaschine durchläuft. Alternativ oder zusätzlich kann die Bahn kalandriert werden, nachdem sie teilweise getrocknet wurde, aber bevor die zweite Farbstoffformulierung aufgebracht ist. Wo eine Glättpresse verwendet wird, kann bequemerweise eine der Pressen der Pressenpartie der Papiermaschineeingesetzt werden, die ohne Filz betrieben wird.
Zum leichteren Verständnis der Erfindung wird jetzt auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen, die eine schematische Seitenansicht einer für die Herstellung des vorliegenden gemusterten Papiers geeigneten Papiermaschine ist.
In Bezug auf die Zeichnung wird die durch eine erste Farbstoffformulierung gefärbte Papierherstellungsmasse aus einem Stoffauflauf 1 in ein Fourdrinier-Sieb 2 gefüllt. Die in der Papiermasse verwendeten Faserbreie und das verwendete Ausflussverhältnis werden so gewählt, dass die Bildung faseriger Verdickungen vergrößert wird. Der Mechanismus, der normalerweise zum lateralen Schütteln des Siebes 2 verwendet wird, ist außer Kraft gesetzt, wiederum, um die Bildung von Verdickungen zu erhöhen (dieser Mechanismus ist nicht gezeigt). Die anfänglich nasse, auf dem Sieb 2 gebildete Bahn 3 ist durch die Pressenpartie der Papiermaschine gezeichnet. Die Pressenpartie umfasst eine erste und zweite Presse 4a bzw. 4 h mit Filz, gefolgt von einer Glättpresse ohne Filz 4c.
Die Glättpresse ist so eingestellt, dass die nasse Bahn unter Druck gesetzt wird und dass die faserigen Verdickungen darin verdichtet werden, mit dem Ergebnis, dass ihre Oberflächen-Porenstruktur geschlossen wird. Die so behandelte Bahn geht dann weiter zur Trockenpartie 5 der Papiermaschine und von dort zur Aufwickelstation 7. Die Trockenpartie ist in eine Hauptreihe von Trocknungszylindern 5a und eine Nachreihe von Trocknungszylindern 5b (nur manche der Zylinder in jeder Reihe sind gezeigt) unterteilt. Eine Leimpresse 6 ist zwischen den Haupt- und Nachreihen aus Trocknungszylindern angeordnet, und ist so eingestellt, dass sie eine zweite Farbstoffformulierung auf die Papierbahn aufbringt.
Ein direkt vor der Leimpresse positionierter Kalander (nicht gezeigt) kann zur Verdichtung der Bahn anstelle der Glättpresse verwendet werden. Eine Sprühpartie (auch nicht gezeigt) kann zur Aufbringung der zweiten Farbstofformulierung anstelle der Leimpresse verwendet werden.
Wenn es erwünscht ist schwere Papier- oder Pappeprodukte herzustellen, kann eine Doppelsieb-Papiermaschine verwendet werden, wobei die zwei Schichten direkt vor der ersten Presse der Pressenpartie zusammengefügt werden, um das schwere Produkt herzustellen.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele beschrieben, in denen alle Anteile und Prozentzahlen, wenn nicht anders angegeben, Gewichtsangaben sind.
Eine Herstellungsserie von zweifarbigen Sprenkelungseffektgemustertem Papier wurde wie oben unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das Papier schwerer Qualität war (250 g m&supmin;²), das mit einer Doppelsieb-Fourdrinier-Papiermaschine hergestellt wurde, wobei die einzelnen Papierlagen davon wie oben beschrseben zusammengefügt wurden. Das Papier wurde ohne Siebschütteln und mit einem Ausflussverhältnis von 0,7 bis 0,8 hergestellt, und hatte einen Weichholz-Faserbreigehait von ungefähr 45%, wobei der Rest Hartholz-Faserbrei war. Der Druck der Glättpresse war ungefähr 138 kPa (20 psi). Die verwendeten Kombinationen der ersten (Papiermasse) und zweiten (Leimpresse) wäßrigen Farbstoffformulierungen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammen mit einer Beschreibung der erhaltenen Papierprodukte gezeigt. Tabelle 1

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von zweifarbigem Sprenkelungseffektgemustertem Papier, wobei das Verfahren die Schritte:

(a) des Färbens einer Papierherstellungsmasse mittels einer ersten Farbstoffformulierung

(b) des Herstellens einer gefärbten nassen Papierbahn, die faserige Verdickungen enthält, indem die resultierende gefärbte Papiermasse durch ein Papierherstellungssieb (2) entwässert wird und per se bekannte Massnahmen zur Förderung der Bildung von faserigen Verdickungen verwendet werden;

(c) des Verdichtens der faserigen Verdickungen durch Unter-Druck- Setzen der Bahn;

(d) des Aufbringens einer zweiten Farbstoffformulierung auf die Papierbahn, wobei die zweite Farbstoffformulierung einen anderen Farbton hat als die erste Farbstoffformulierung; und

(e) des Trocknens der Bahn

umfasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die nasse Bahn dadurch unter Druck gesetzt wird, dass sie einen Glättpressenwalzenspalt (4c) passiert, bevor sie die Trocknungspartie der Papiermaschine durchläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Glättpresse (4c) eine der Pressen der Pressenpartie (4a-4c) der Papiermaschine ist, wobei sie ohne Filz betrieben wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Bahn, nachdem sie teilweise getrocknet wurde, aber bevor die zweite Farbstoffformulierung aufgebracht ist, kalandriert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zweite Farbstoffformulierung bei der Papiermaschinen- Leimpresse (6) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die zweite Farbstoffformulierung durch Sprühen aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Papierherstellungssieb (2) nicht lateral geschüttelt wird, während die Papiermasse zur Herstellung der nassen Papierbahn entwässert wird, so dass die Bildung von faserigen Verdickungen gefördert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das verwendete Ausflussverhältnis innerhalb des Bereichs 0,7 oder 0,8 bis 1 ist, so dass die Bildung faseriger Verdickungen gefördert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüch, worin die Papiermasse mindestens 40 bis 45% langfaserigen Weichholz- Faserbrei auf Trockengewichtsbasis umfasst, so dass die Bildung faseriger Verdickungen gefördert wird.

10. Sprenkelungseffekt-gefärbte gemusterte Papierbahn, einschließend verdichtete faserige Verdickungen, die mit einem anderen Farbton als der der restlichen Bahn gefärbt wurden.