DK155957B - Fremgangsmaade til fremstilling af metalbelagt papir - Google Patents

Description

DK 155957 B

o

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af metalbelagt papir ved påføring af en belægningsmasse på et papirbærelag, hvorved belægningsmassen fremstilles ud fra en metalpigmentpasta, der indeholder metalpartikler med blad-5 struktur dispergeret i et organisk opløsningsmiddel/ og et bindemiddel på harpiksbasis og påføres på papirbærelaget ved en dybtryksmetode på en sådan måde, at tykkelsen af helægnin-gen svarer til en tør belægningsvægt på 0,5-10 g/m2, og metalandelen i belægningen udgør 5-90 vægtprocent, beregnet 10 på den tørre belægnings samlede vægt. Opfindelsen er ejendommelig ved det, der er angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Hidtil er papir med en metalbelægning blevet fremstillet på den måde, at der på et papirlag påkacheres en me-15 talfolie. Sådant papir, hvor metalfolien består af aluminium, anvendes i stort omfang til emballering af cigaretter. Dette papir danner derved cigaretpakkens foring.

At udstyre en cigaretpakning med et med aluminium belagt (omviklings-)papir er en betydelig omkostningsfaktor.

2o I papirets pris indgår fremfor alt de af aluminiumandelen betingede materialeomkostninger, der afhænger af mængden af forbrugt metal. Ved en tykkelse af aluminiumfolien på 7 yom ligger forbruget ved ca. 20 g/m^. Alt efter stivheden af det til cigaretpakningen anvendte ydre hylster (karton) ligger 25 tykkelsen af aluminiumbelægningen ved de kendte cigaretom-viklingspapirsorter mellem 5 og 15 ^im. Som bærelag for aluminiumfolien anvendes et tyndt ukrideret papir med en kvadratmetervægt på 22-40 g.

Der kendes allerede fremgangsmåder af den i indled-30 ningen nævnte type, hvorved der til fremstilling af metalpapir ikke påføres en metalfolie, men en belægningsmasse indeholdende et metalpulver på et papirbærelag. Disse fremgangsmåder har tilsyneladende ikke kunnet slå igennem i praksis ved fremstilling af metalbelagt emballeringspapir.

35 Ved de fra US-patentskrift nr. 2 362 884 og 3 053 676 kendte fremgangsmåder fremstilles belægningsmassen ud fra en dispersion indeholdende metalpulveret, der udviser en meget høj vandandel. Meget tynde papirsorter, der specielt anvendes

DK 155957 B

2

O

til emballagefolier, kan kun vanskeligt belægges med en sådan masse på grund af den herved optrædende risiko for, at papiret rives i stykker. I alle tilfælde skal gennemløbet af papirbærelaget, der skal belægges, gennem belægningsappara-5 tet ske forholdsvis langsomt, også på grund af den forholdsvis lange varighed af tørringsprocessen. Den på grund af opløsningsmidlets lave flygtighed (vands fordampningstal = 80, hvor fordampningstallet for en væske er forholdet mellem fordampningstiden for væsken og fordampningstiden for diet-10 hylether) nødvendige intensive varmebehandling af den belagte foliebane medfører ligeledes problemer. Papirstrukturen og også slidstyrken af metalbelægningen påvirkes herved uheldigt. En god slidstyrke af metalbelægningen er imidlertid af særlig betydning ved emballeringsfolier, da de ofte anis vendes på elektronisk styrede foldemaskiner. Hvis slidstyrken er utilstrækkelig, er der risiko for, at der under papirfoldningen løsnes partikler fra metalbelægningen og derved fremkaldes forstyrrelser i den elektroniske styring.

En yderligere ulempe ved anvendelsen af en stærkt 20 vandholdig, metalpigmentholdig belægningsmasse er dens u-tilstrækkelige lagerstabilitet. En sådan masse er tilbøjelig til at størkne til en gel. Ved et indhold af aluminiumpigmenter kan der i nærværelse af vand ske en farlig udvikling af hydrogen.

25 Hertil kommer, at de i de nævnte US-patentskrifter omtalte metoder til påføring af belægningsmassen (påvals-ning, påsprøjtning, neddypningl kræver en relativt høj viskositet af belægningsmassen og dermed en tilsvarende høj pigmentandel. Dette virker omkostningsforøgende.

30 I uS-patentskrift nr. 4 233 195 beskrives en frem gangsmåde til fremstilling af metalbelagt papir af den i krav l's indledning angivne art. Herved anvendes der til fremstilling af belægningsmassen, der skal påføres på et papirbærelag ved en dybtryksmetode, en metalpigmentpasta 35 med "leafing"-kvalitet. "Leafing"-kvaliteten af de i belægningsmassen indeholdte metalpartikler er væsentlig for dan-

DK 155957B

3

O

nelsen af metalbelægningens overflade. Den består i, at metalpartiklerne vandrer ud fra belægningen i retning mod dennes overflade og til slut koncentrerer sig dér. En forudsætning herfor er, at metalpartiklerne ikke befugtes af opløs-5 ningsmidlet og bindemidlet, som er indeholdt i belægningsmassen, og derfor skal pastaen indeholde en vis andel af stearinsyre.

Til fiksering af metalpartiklerne, der koncentreres ved belægningens overflade, og for dermed også at gøre belæg-10 ningen slidfast skal der ved den kendte fremgangsmåde dannes et dæklag bestående af det termoplastiske bindemiddel. Til dette formål og også til opnåelse af "leafing"-virkningen skal belægningen, der er påført på papirbærelaget, underkastes en speciel varmebehandling, nemlig således, at den ter-15 moplastiske bindemiddel-harpiks opvarmes til over sit blød-gøringspunkt (ca. 100-200°C).

Økonomien i den sidstnævnte fremgangsmåde lider under, at den nævnte varmebehandling er tidskrævende og dermed nedsætter belægningshastigheden, og at "leafing"-virkningen, 20 som finder sted i belægningen, sammen med dannelsen af har- piksdæklaget kræver en forholdsvis høj belægningstykkelse 2 (svarende til 2,5-8 g/m ). Bortset fra at materialeomkostningerne herved forøges, kræves der til forarbejdning på hurtiggående emballeringsmaskiner metalpapir med ringe belæg-25 ningstykkelse, således at det kan foldes let. Da også papirbærelaget, der er imprægneret med belægningsmassens opløs- . ningsmiddel, udsættes for varmebehandlingen, skal der ved den kendte fremgangsmåde anvendes forholdsvis tykt papir (kraftpapir) for at imødegå risikoen for oprivning ved betrykning.

30 Det er herefter formålet med den foreliggende op findelse at videreudvikle den i krav l's indledning angivne fremgangsmåde på en sådan måde, at der i forhold til den kendte teknik kan fremstilles metalbelagt papir med meget ringere belægningstykkelse og samlet tykkelse, således at 35 fremstillingsomkostningerne på grund af det ringere metalforbrug kan reduceres tydeligt. Derved skal det sikres, at

DK 155957 B

O

4 metalbelægningen forbliver slidfast, således at det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillelige metalpapir også på grund af sin ringe tykkelse med særlig fordel kan anvendes på hurtiggående emballeringsmaskiner.

5 Det nævnte formål opfyldes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen som er ejendommelig ved, at den anvendte metalpasta indeholder metalpartikler med "non-leafing"-kvalitet, at det anvendte bindemiddel befugter metalpartiklerne og at det anvendte opløsningsmiddel har et fordampningstal på 10 under 25,

Anvendelsen af ikke-vandige opløsningsmidler til fremstilling af belægningsmassen muliggør anvendelse af forholdsvis lavviskost indstillede trykfarver med et tilsvarende ringe metalpigmentindhold. På grund af den lave 15 viskositet af trykfarven og den høje flygtighed af opløsningsmidlerne indeholdt i trykfarven kan der arbejdes med en højere belægningshastighed (trykkehastighed), på indtil 350 m/min., end ved anvendelse af højereviskose belægningsmasser, i hvilke metalpartiklerne er fordelt i et mindre 20 flygtigt vandigt medium. I øvrigt ville anvendelsen af sådanne højviskose trykfarver ved en dybtryksmetode medføre problemer, fremfor alt ved, at de trykkende dele af trykformen let tilstoppes, hvilket medfører urene trykkeresultater. Det vil altså være nødvendigt at afbryde trykkepro-25 cessen hyppigere for at rense trykformen. Anvendelsen af højereviskose vandige pigmentsystemer ved en dybtryksmetode vil derfor være uøkonomisk i sammenligning med fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Da der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen i mod-30 sætning til fremgangsmåden ifølge US-patentskrift nr.

4 233 195 anvendes en metalpasta, der indeholder metalpartikler af "non-leafing"-kvalitet, er metalpartiklerne allerede for-befugtet af de i pastaen indeholdte flygtige (organiske) opløsningsmidler, hvilket giver en gunstig forud-35 sætning for en intensiv befugtning af metalpartiklerne med det senere tilsatte bindemiddel. Derved opnås det ifølge opfindelsen tilstræbte mål, at de i trykfarven indeholdte metalpartikler også rent faktisk befugtes fuldstændigt med

O

5

DK 155957 B

bindemidlet, og at der følgelig dannes en yderst slidfast metalbelægning. Da en "leafing"-virkning ved anvendelsen af den ifølge opfindelsen anvendte metalpasta ikke er nødvendig for dannelsen af metaloverfladen og harpiksdæklaget, 5 der sikrer en tilfredsstillende slidstyrke, bortfalder også, den varmebehandling, der anvendes til dette formål ved fremgangsmåden ifølge US-patentskriftet, og de hermed forbundne ulemper.

Den her omhandlede fremgangsmåde kan altså gennem-10 føres med en forholdsvis høj belægningshastighed under anvendelse af meget tynde belægningslag og meget tynde papir-bærelag. Hensigtsmæssigt anvendes der ifølge opfindelsen såkaldte kriderede papirsorter med en kvadratmetervægt på fortrinsvis 40-60 g.

15 Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstil lede metalbelægning består fortrinsvis af aluminium, en kobber-zink-legering (guldbronze) eller kobber. De ifølge opfindelsen anvendte belægningsvægte ligger hensigtsmæssigt mellem 0,5 og 2,5 g/m2. Belægningsvægten andrager ofte 1,5-20 -2,5 g/m2. Metalandelen i belægningen ligger fortrinsvis mellem 40 og 90 vægtprocent, beregnet på belægningens samlede vægt. I sammenligning med den hidtil praktiserede, i indledningen beskrevne fremgangsmåde, hvorved en metalfolie påkacheres på et papirbærelag, fås der således en betydelig 25 besparelse af metal.

Opløsningsmidlerne, der er indeholdt i metalpastaen, der ifølge opfindelsen anvendes til tilberedning af trykfarven, bør fortrinsvis være aromatfrie. Som eksempler på opløsningsmidler, der kommer i betragtning i denne sam-30 menhæng, skal der nævnes ethylacetat og isopropanol.

Til den ifølge opfindelsen anvendte trykfarve anvendes der bindemidler bestående af harpiks og opløsningsmiddel (såkaldt fernis). Disse bør også fortrinsvis være fri for aromatiske forbindelser.

35 Ved udvælgelsen af fortyndingsmidlet til trykfarven kan man ty til den kendte teknik. Der er herved fortrinsvis

O

6

DK 155957 B

tale om (alkoholiske) opløsningsmidler, der sammenfattes under betegnelsen "sprit", f.eks. butanol og isopropanol.

Hvis der ønskes en særlig glat overflade af metalbelægningen på papiret, foreslås det ifølge opfindelsen at ud-5 stryge den stadig fugtige metalbelægning på materialebanen, der trækkes af trykkecylinderen, ved hjælp af et mod metalbelægningen trykket værktøj, f.eks. en rulle, og først derefter tørre den. Ved denne udstrygning, hvorved trykfarve, der er afsat på forhøjninger, trykkes ind i fordybninger 10 mellem disse, elimineres eventuelle ruheder eller ujævnheder i tryklagets overflade.

I det følgende er der angivet et udførelseseksempel på sammensætningen af en dybtryksfarve, der kan anvendes ved den her omhandlede fremgangsmåde.

15

Eksempel

Aluminiumpasta med 80%'s metalindhold 20 vægtdele ("non-leafing" kvalitet, partikelstørrelse <40 /urn), ethylacetat som opløsningsmiddel)

Fernis 50 vægtdele 20 Sprit 30 vægtdele På den vedføjede tegning er fremstillingen af det her omhandlede papir vist skematisk.

Fra et farvekar 1 optages farven af en dybtrykscylinder 2 og overføres til en papirbane 3, der skal betrykkes, og som ved hjælp af en modtrykcylinder 4 presses mod overfladen af trykcylinderen 2. En afstrygningsrakel, der er anbragt mod overfladen af trykcylinderen 2, er betegnet med 5.

En materialebane 3, der aftrækkes fra trykcylinde-ren 2 og modtrykcylinderen 4, og som er forsynet med en stadig fugtig metalbelægning, føres over en rullerakel 6, der er anordnet således, at materialebanen 3 afbøjes og herved trykkes mod overfladen af rullerakelen 6 med den side, der har en (fugtig) metalbelægning. Ved hjælp af pressetrykket kan der dannes en ensartet og glat overflade på 35 metalbelægningen, således at der efter den senere tørring

O

7

DK 155957 B

i en tørreanordning 7, som den belagte materialebane løber ind i efter at have passeret en afbøjningsrulle 8, ikke kan konstateres nogen ujævnheder (ruheder) på overfladen af metalbelægningen .

5 10 15 20 25 30 35

Claims (8)

8 DK 155957B Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af metalbelagt papir ved påføring af en belægningsmasse på et papirbærelag, hvorved belægningsmassen fremstilles ud fra en metalpigment- 5 pasta, der indeholder metalpartikler med bladstruktur dis-pergeret i et organisk opløsningsmiddel, og et bindemiddel og påføres på papirbærelaget ved en dybtryksmetode på en sådan måde, at tykkelsen af belægningen svarer til en tør belægningsvægt på 0,5-10 g/m2, og metalandelen i belægningen 10 udgør 5-90 vægtprocent, beregnet på den tørre belægnings samlede vægt, kendetegnet ved, at den anvendte metalpasta indeholder metalpartikler med ,,non-leafing,,-kvalitet, at det anvendte bindemiddel befugter metalpartiklerne fuld-15 stændigt, og at det anvendte opløsningsmiddel har et fordampningstal på under 25.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der anvendes et aromatfrit bindemiddel.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, ken detegnet ved, at der anvendes et aromatfrit opløsningsmiddel .

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der som opløsningsmiddel anvendes ethylacetat 25 eller isopropanol.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at der som bindemiddel anvendes fernis.

6. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-5, k e n -30 detegnet ved, at belægningsmassen påføres i en tykkelse svarende til en tør belægningsvægt på 0,5-2,5 g/m2.

7. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-6, k e n -. detegnet ved, at metalandelen i den tørre belægning udgør 40-90 vægtprocent.

8. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-7, kendetegnet ved, at den stadig fugtige metalbe- O DK 155957 B lægning på materialebanen, der aftrækkes fra trykcylinderen, udstryges ved hjælp af et mod metalbelægningen trykket værktøj/ f*eks. en rulle, og først derefter tørres. 5 10 15 20 25 30 35