EP1458930A2 - Papier couche possedant un toucher soyeux - Google Patents

Papier couche possedant un toucher soyeux

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EP1458930A2
EP1458930A2 EP02801137A EP02801137A EP1458930A2 EP 1458930 A2 EP1458930 A2 EP 1458930A2 EP 02801137 A EP02801137 A EP 02801137A EP 02801137 A EP02801137 A EP 02801137A EP 1458930 A2 EP1458930 A2 EP 1458930A2
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paper
coating composition
coated
equal
pigments
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Arjo Wiggins Dessin et Papiers Fins SA
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    • Y10T428/277—Cellulosic substrate

Definitions

  • the present invention relates to a coating composition comprising microbeads of polyurethane and to paper coated on at least one side of said coating composition, and advantageously on both sides.
  • Papers of various types or compositions can be coated so as to increase the quality of their surface.
  • a coating composition conventionally used for this purpose is a dispersion comprising pigments, which can be organic or inorganic.
  • the coating composition may also contain other additives.
  • Papers for printing such as papers for books, magazines, brochures, or annual reports, or papers for packaging are often made by coating a backing paper with one or more units bedding, sometimes followed by calendering.
  • the final product must generally have improved surface characteristics for the use that is made of it.
  • the Applicant therefore proposed to provide a characteristic which evokes the destination, namely the skin, that is to say the touch, the softness of the skin.
  • the desired feel could be obtained by applying to the surface of the sheet a layer which included expandable thermoplastic microspheres.
  • This patent aimed inter alia to solve the problems of machinability of these sheets during printing, in particular the problems of separation of sheets in the stacks due to the anti-slip properties of the added microspheres.
  • coated fine papers often raise serious problems during printing or during processing operations, the most common being in the context of offset printing: dusting and smudging.
  • Powdering corresponds to the detachment of the layer in the form of dry powder during printing, a phenomenon which can be accentuated with successive passages of the sheet in printing or processing machines.
  • This phenomenon comes from a poor binder / pigment dosage, the pigment being too high in percentage relative to the binder.
  • the smearing corresponds to the transfer of printing from one sheet to another during a stacking in particular.
  • Paper can contribute to this phenomenon because a paper that is not suitable for ink may have poor ink reception capacity and that paper with an irregular surface finish requires too much ink for printing. correct.
  • a first object of the invention is therefore to provide a coating composition for coated papers intended to be offset printed, characterized in that the pigments used in the layer are microbeads of polyurethanes having an average size of less than 10 micrometers, and advantageously close to 7 micrometers.
  • the invention is characterized in that the binder used in the layer is an aqueous polyurethane emulsion, and preferably a soft polyurethane having a rate of elongation greater than or equal to 500%.
  • the invention is characterized in that the level of binder relative to the pigments is greater than or equal to 40% by dry weight, and preferably greater than or equal to 200%.
  • Another object of the invention is to provide a coated paper having a silky feel, comprising at least one face coated with a coating composition as defined above, and advantageously these two faces.
  • Said paper is characterized by the fact that it can be printed in offset with smudging and little or no dusting.
  • the paper is based on cellulose fibers, and has a basis weight between 70 and 500 g / m, preferably between 100 and 300 g / m.
  • the paper is transparent or translucent. More particularly, the paper constitutes a tracing paper.
  • Tracing paper is understood to mean paper as defined by the international standard ISO 4046-1978 in point 6.94.
  • the invention is characterized in that the said paper is a tracing paper, in particular obtained by a thorough refining of the cellulose fibers composing it.
  • the invention is characterized by the fact that the weight of said layer on at least one of the faces is between 2 and 10 g / m 2 in dry conditions, preferably between 3 and 6 g / m.
  • Said paper is also characterized by a dynamic coefficient of friction between its front side coated and its other back side also coated less than or equal to 1.0, measurement made according to standard NF-Q-03-082 with a pad of 200 g.
  • the dynamic friction coefficient reflects the ability of the sheet to block at the start of a movement; the higher it is, the more difficult it will be to start a movement of a leaf in a pile.
  • composition comprising polyurethane microbeads of different sizes, as mentioned in Table 1, is applied using an air knife coater, at a rate of approximately 5 g / m per side.
  • composition comprising polyurethane microbeads is produced in an aqueous medium and contains by dry weight: 24.7 parts of water 0.1 part of wetting agent
  • composition comprising polyurethane microbeads of average size close to 7 micrometers at a rate of approximately 5 g / m 2 in dryness per side, by varying the rate of binder relative to the weight of pigment as mentioned in table 2.
  • the composition comprising polyurethane microbeads is produced in an aqueous medium and contains, by dry weight: variable dry parts of an aqueous emulsion of polyurethane Rolflex PAD
  • the feel of the face comprising the layer of polyurethane microbeads is manually appreciated.
  • the response of the virgin paper to the dusting test is determined so as to demonstrate the propensity of the layer to disintegrate during a machine pass.
  • the dusting test is carried out as follows: a) a 40 mm X 40 mm pad weighing 2 kg is applied mounted on a carriage and covered with a black felt fabric (mixture of 70% wool , 30% polyamide) on one or more sheets of paper coated with said layer, b) a single pass is made on the paper so as to cover a total length of 6 mc) the felt is removed from the pad d) the reflectivity is measured felt using an ELREPHO device (the measured value being approximately 1, 4 for the raw fabric) the response of the printed paper to the smearing test is determined so as to demonstrate the propensity of the paper to cause smearing during machine stacking.
  • ELREPHO device the measured value being approximately 1, 4 for the raw fabric
  • the smear test is carried out as follows: a) specimens of the test paper 48 mm wide and 250 mm long are prepared b) a PRUFB AU test apparatus is used having a printing station n ° 1 and a station n ° 2 for printing transfer c) the pressure of station n ° 1 is adjusted to 1000 N and the pressure of station n ° 2 to 400 N d) the speed of the machine is adjusted to 0.5 m / sec e) the inking roller of station n ° l is inked for 30 sec with blue ink of the HUBER 408010 type f) a conveyor with a test tube is placed in front of station n ° lg) a wheel is placed not inked on station no.
  • the test piece is printed on station no. li) the stopwatch is started immediately after printing j) a test piece of the same paper is placed on an adhesive sheet blank wheel of station n ° 2 k) once 120 seconds have elapsed on the stopwatch, the transporter with the printed test tube is engaged up to the blank level chet
  • test piece from station 2 is immediately separated from its wheel m) the optical density of the cyan transferred to the blank test piece is measured using an XRITE densitometer.
  • Figures 1 and 2 There is shown in Figures 1 and 2 a view to a scanning electron microscope of a paper having from the point of view of the applicant a silky touch.
  • This paper was obtained by depositing on a CONQUEROR CX 22 support paper having a grammage of 100 g / m the following layer composition on these two faces:
  • the paper obtained was then calendered.
  • the photographs respectively represent a top view magnified 200 times and a section view magnified 2000 times.
  • the paper obtained actually has a silky feel on these two sides.

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Abstract

La présente invention concerne une composition de couchage pour papiers couchés destinés à être imprimés en offset, caractérisée par le fait que les pigments de couchage sont des microbilles de polyuréthane possédant une taille inférieure à 10 micromítres, et, de maniíre avantageuse, proche de 7 micromítres. Elle concerne également un papier possédant un toucher soyeux, comportant au moins une face enduite de ladite composition de couchage, et, de maniíre avantageuse, ces deux faces. Ce papier se caractérise aussi par le fait qu'il peut être imprimé en offset avec un maculage et un poudrage faible, voire inexistant.

Description

PAPIER COUCHE POSSEDANT UN TOUCHER SOYEUX
La présente invention se rapporte à une composition de couchage comprenant des microbilles de polyurethane et au papier enduit sur au moins une face de ladite composition de couchage, et de manière avantageuse sur ses deux faces.
Des papiers de types ou de compositions diverses peuvent être couchés de façon à accroître la qualité de leur surface.
Une composition de couchage utilisée de manière conventionnelle dans ce but est une dispersion comprenant des pigments, lesquels peuvent être organiques ou minéraux.
La composition de couchage peut également comporter d'autres additifs. Des papiers destinés à l'impression, tels que des papiers pour livres, magazines, brochures, ou rapports annuels, ou encore des papiers destinés à l'emballage sont souvent fabriqués en enduisant un papier support à l'aide d'une ou plusieurs unités de couchage, suivis parfois d'un calandrage.
Le produit final doit en général posséder des caractéristiques de surface améliorées pour l'usage qui en est fait.
Ces caractéristiques de surface se traduisent pour l'essentiel par une modification de l'aspect visuel du papier soit par accroissement de sa blancheur, de sa brillance, ou encore de son opacité.
La recherche d'un certain toucher de surface pour la feuille recouverte de la couche est en soi assez nouveau.
Dans le brevet antérieur FR 2791368, la Demanderesse s'était intéressée à fournir une feuille d'emballage qui comporterait une caractéristique qui rappellerait l'une des caractéristiques essentielles du produit à emballer, en particulier pour les produits cosmétiques à appliquer sur la peau.
La Demanderesse proposait donc de fournir une caractéristique qui évoque la destination, à savoir la peau, c'est-à-dire le toucher, la douceur de la peau.
Le toucher recherché pouvait être obtenu en appliquant à la surface de la feuille une couche qui comportait des microsphères thermoplastiques expansibles. Ce brevet visait entre autre à résoudre les problèmes de machinabilité de ces feuilles lors de l'impression, notamment les problèmes de séparation de feuilles dans les piles du fait des propriétés anti glisse des microsphères ajoutées.
D'une manière générale, les papiers fins couchés soulèvent souvent de sérieux problèmes lors de l'impression ou lors d'opérations de transformation, les plus courants étant dans le cadre d'une impression offset : le poudrage et le maculage.
Le poudrage correspond au détachement de la couche sous forme de poudre sèche durant l'impression, phénomène qui peut s'accentuer avec les passages successifs de la feuille dans les machines d'impression ou de transformation.
Ce phénomène vient d'un mauvais dosage liant/pigment, le pigment étant en pourcentage trop important par rapport au liant.
Il peut provenir également de la taille et de la forme des particules de pigment. Le maculage correspond au report d'impression d'une feuille à l'autre lors d'une mise en pile notamment.
On observe ainsi souvent au verso d'une feuille des tâches d'encre plus ou moins intenses qui proviennent de l'encre du recto de la feuille du dessous.
Lorsque l'on défait la pile, on entend plus ou moins fort le crissement des feuilles. Ce phénomène, s'il est faible, se nomme le maculage.
C'est du piquetage si des éléments de papier participent au décollement. C'est du collage en pile si on ne peut plus séparer les feuilles les unes des autres.
Le papier peut participer à ce phénomène du fait qu'un papier non adapté à l'encre peut avoir une mauvaise capacité d'accueil de l'encre et qu'un papier possédant un état de surface irrégulier demande trop d'encre pour une impression correcte.
Au vu de ces considérations, la Demanderesse s'est attachée à fournir un papier ayant un toucher soyeux, couchés de préférence sur ces deux faces et ne présentant pas les problèmes d'imprimabilité et de machinabilité énoncés ci-dessus. Un premier but de l'invention est donc de fournir une composition de couchage pour papiers couchés destinés à être imprimés en offset, caractérisée par le fait que les pigments utilisés dans la couche sont des microbilles de polyuréthanes possédant une taille moyenne inférieure à 10 micromètres, et de manière avantageuse proche de 7 micromètres.
En particulier, l'invention se caractérise par le fait que le liant utilisé dans la couche est une émulsion aqueuse de polyurethane, et de préférence un polyurethane mou possédant un taux d'élongation supérieur ou égal à 500 %.
En particulier, l'invention se caractérise par le fait que le taux de liant par rapport aux pigments est supérieur ou égal à 40 % en poids sec, et de préférence supérieur ou égal à 200 %.
Un autre but de l'invention est de fournir un papier couché possédant un toucher soyeux, comportant au moins une face enduite d'une composition de couchage telle que définie ci-dessus, et de manière avantageuse ces deux faces. Ledit papier se caractérise par le fait qu'il peut être imprimé en offset avec un maculage et un poudrage faible, voire inexistant.
Le papier est à base de fibres de cellulose, et possède un grammage compris entre 70 et 500 g/m , de préférence entre 100 et 300 g/m .
Selon un cas particulier, le papier est transparent ou translucide. Plus particulièrement, le papier constitue un papier calque.
On entend par papier calque, un papier tel que défini par la norme internationale ISO 4046-1978 au point 6.94.
Plus particulièrement, l'invention se caractérise par le fait que le dit papier est un papier calque, en particulier obtenu par un raffinage poussé des fibres de cellulose le composant.
En particulier, l'invention se caractérise par le fait que le poids de ladite couche sur au moins l'une des faces est compris entre 2 et 10 g/m2 en sec, de préférence entre 3 et 6 g/m .
Ledit papier se caractérise également par un coefficient de frottement dynamique entre sa face recto couchée et son autre face verso également couchée inférieur ou égal à 1,0, mesure faite selon la norme NF-Q-03-082 avec un patin de 200 g.
Le coefficient de frottement dynamique reflète l'aptitude de la feuille à se bloquer au départ d'un déplacement ; plus il est élevé, plus l'amorce d'un mouvement d'une feuille dans une pile sera difficile.
Des exemples comparatifs et des exemples non limitatifs de réalisation de l'invention et d'autres avantages, éventuellement, sont décrits ci-après.
EXEMPLES :
Exemples 1 à 5 :
Sur une feuille de papier support ayant un grammage de 100 g/m , plus spécifiquement la référence CONQUEROR CX 22 commercialisé par la
Demanderesse, on applique, à l'aide d'une coucheuse à lame d'air, une composition comprenant des microbilles de polyurethane de différentes tailles comme mentionné dans le tableau 1 , à raison de 5 g/m environ par face.
La composition comprenant des microbilles de polyurethane est réalisée en milieu aqueux et contient en poids sec : 24,7 parts d'eau 0,1 part d'agent mouillant
33,3 parts d'une émulsion aqueuse de polyurethane Witcobond 290 H 20 parts de microbilles de polyurethane - 0,5 part de régulateur de pH
1 part d'épaississant.
Exemples 6 à 13 :
Sur une feuille de papier support ayant un grammage de 100 g/m2, plus spécifiquement la référence CONQUEROR CX 22 commercialisé par la Demanderesse, on applique, à l'aide d'une coucheuse à lame d'air, une composition comprenant des microbilles de polyurethane de taille moyenne voisine de 7 micromètres à raison de 5 g/m en sec environ par face, en faisant varier le taux de liant par rapport au poids de pigment comme mentionné dans le tableau 2. La composition comprenant des microbilles de polyurethane est réalisée en milieu aqueux et contient en poids sec : parts sèches variables d'une émulsion aqueuse de polyurethane Rolflex PAD
20 parts de microbilles de polyurethane Daiplacoat RHU 5070 - 0,5 part de régulateur de pH
1 part d'un épaississant
REALISATION DES TESTS :
On apprécie manuellement le toucher de la face comportant la couche de microbilles de polyurethane. - On détermine la réponse du papier vierge au test de poudrage de façon à mettre en évidence la propension de la couche à se déliter lors d'un passage machine. Le test de poudrage se fait de la manière suivante : a) on applique un patin de 40 mm X 40 mm et d'un poids de 2 kg monté sur un chariot et recouvert d'un feutre noir en tissu (mélange de 70 % laine, 30 % polyamide) sur une ou plusieurs feuilles de papier enduites de ladite couche, b) on effectue un seul passage sur le papier de façon à couvrir une longueur totale de 6 m c) on retire le feutre du patin d) on mesure la réflectivité du feutre à l'aide d'un appareil ELREPHO ( la valeur mesurée étant d'environ 1 ,4 pour le tissu brut) on détermine la réponse du papier imprimé au test de maculage de façon à mettre en évidence la propension du papier à provoquer un maculage lors d'un empilage machine. Le test de maculage se fait de manière suivante : a) on prépare des éprouvettes du papier à tester faisant 48 mm de large et 250 mm de long b) on utilise un appareil de test PRUFB AU possédant un poste n° 1 d'impression et un poste n°2 de report d'impression c) on règle la pression du poste n°l à 1000 N et la pression du poste n°2 à 400 N d) on règle la vitesse de l'appareil à 0,5 m/sec e) on encre le rouleau d'encrage du poste n°l durant 30 sec avec une encre bleue de type HUBER 408010 f) on place un transporteur muni d'une eprouvette devant le poste n°l g) on place une molette non encrée sur le poste n°2 h) on imprime l' eprouvette sur le poste n°l i) on déclenche le chronomètre immédiatement après l'impression j) on place à l'aide d'une bande adhésive une eprouvette du même papier sur la molette vierge du poste n°2 k) une fois que 120 sec se sont écoulées sur le chronomètre, on engage le transporteur muni de l'éprouvette imprimée jusqu'au niveau du blanchet
1) on sépare immédiatement l'éprouvette du poste n°2 de sa molette m) on mesure à l'aide d'un densitomètre XRITE la densité optique du cyan reporté sur l'éprouvette vierge.
RESULTATS :
Les résultats des tests pour les exemples 1 à 5 sont présentés dans le tableau 1. On constate que, même si la plupart des papiers ont une réponse aux tests de maculage et de poudrage plutôt satisfaisant, seules des tailles de microbilles inférieures à 10 micromètres permettent d'obtenir un toucher soyeux acceptable. Les résultats des tests pour les exemples 6 à 13 permettent de conclure qu'en choisissant une taille de microbilles permettant d'obtenir le toucher soyeux voulu, il est nécessaire ensuite de choisir un taux de liant supérieur ou égal à 40 % pour avoir un poudrage correct et supérieur ou égal à 200 % pour avoir un maculage correct. En effet, le poudrage est jugé satisfaisant en dessous de 2 et le maculage en dessous de 0, 1.
On a représenté sur les figures 1 et 2 une vue au Microscope Electronique à Balayage d'un papier présentant du point de vue de la demanderesse un toucher soyeux.
Ce papier a été obtenu en déposant sur un papier support CONQUEROR CX 22 ayant un grammage de 100 g/m la composition de couche suivante sur ces deux faces :
2,8 kg d'eau, 0,03 kg d'agent mouillant TEXAPON Z95P,
81 kg de liant ROLFLEX PAD commercialisé par LAMBERTI, 6,1 kg de microbilles de polyurethane DAIPLACOAT RHU 5070 commercialisé par PROMECOME,
1 kg d'un épaississant CMC BLANOSE 7M65 à 2,5 % commercialisé par AQUALON, à raison de 5,4 g/m en poids sec par face, les quantités étant exprimées en poids commercial.
Le papier obtenu a été ensuite calandre.
Les photographies représentent respectivement une vue de dessus grossie 200 fois et une vue en coupe grossie 2000 fois.
Le papier obtenu présente effectivement un toucher soyeux sur ces deux faces. En mesurant le coefficient de frottement dynamique du papier couché sur lui- même selon la norme NF-Q-03-082 avec un patin de 200 g, on obtient une valeur de 0,8 susceptible d'assurer une bonne machinabilité des feuilles sur les machines d'impression ou de transformation.
Tableau n°l
Tableau n°2

Claims

REVENDICATIONS
1) Composition de couchage pour papiers couchés destinés à être imprimés en offset comprenant des pigments et un liant, caractérisée en ce que les pigments de couchage sont des microbilles de polyurethane possédant une taille inférieure à 10 micromètres, et, de manière avantageuse, proche de 7 micromètres.
2) Composition de couchage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le liant utilisé est une émulsion aqueuse de polyurethane, possédant de préférence un taux d'élongation supérieur ou égal à 500 %.
3) Composition de couchage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le taux de liant par rapport aux pigments est supérieur ou égal à 40
% en poids, et de préférence supérieur ou égal à 200 %.
4) Papier possédant un toucher soyeux, comportant au moins une face enduite d'une composition de couchage selon l'une des revendications précédentes, et de manière avantageuse ces deux faces.
5) Papier selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le coefficient de frottement dynamique entre la face recto couchée et l'autre face verso également couchée de ce papier est inférieur ou égal à 1,0, mesure faite selon la norme NF-Q-03-082 avec un patin de 200 g.
6) Papier selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le poids de la couche appliquée sur au moins une face est compris entre 2 et 10 g/m en poids sec, et de préférence compris entre 3 et 6 g/m2. ) Papier selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il constitue un papier calque, en particulier obtenu par un raffinage poussé des fibres de cellulose le composant.
EP02801137A 2001-12-18 2002-12-17 Papier couche possedant un toucher soyeux Expired - Lifetime EP1458930B1 (fr)

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FR0116417 2001-12-18
FR0116417A FR2833625B1 (fr) 2001-12-18 2001-12-18 Papier couche possedant un toucher soyeux
PCT/FR2002/004378 WO2003052203A2 (fr) 2001-12-18 2002-12-17 Papier couche possedant un toucher soyeux

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EP1458930A2 true EP1458930A2 (fr) 2004-09-22
EP1458930B1 EP1458930B1 (fr) 2011-09-28

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02801137A Expired - Lifetime EP1458930B1 (fr) 2001-12-18 2002-12-17 Papier couche possedant un toucher soyeux

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US (1) US20050031851A1 (fr)
EP (1) EP1458930B1 (fr)
JP (1) JP4669223B2 (fr)
KR (2) KR20080107481A (fr)
CN (1) CN100347375C (fr)
AT (1) ATE526455T1 (fr)
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