ES2306700T3 - Proceso y composicion de recubrimiento para el recubrimiento de una banda de papel. - Google Patents

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Abstract

Proceso para producir una banda de papel recubierto, según el que - se forma una banda de papel que tiene un gramaje de 30 a 250 g/m 2 de una materia prima fibrosa en una máquina de hacer papel, - la banda de papel se recubre con una mezcla de recubrimiento que contiene pigmento, y - la banda de papel recubierta se calandra, caracterizado porque la banda de papel se recubre con una composición de recubrimiento que contiene como pigmento mineral principalmente una mezcla de yeso y de carbonato cálcico precipitado, siendo la cantidad de yeso como mínimo el 10% en peso de la cantidad total de yeso y carbonato cálcico precipitado para formar una capa de recubrimiento que tiene un gramaje de 5-30 g/m 2 sobre, como mínimo, una de las superficies de la banda de papel.

Description

Proceso y composición de recubrimiento para el recubrimiento de una banda de papel.
Sector técnico
La presente invención se refiere a un método según el preámbulo de la reivindicación 1 para producir una banda de papel recubierta y calandrada.
Según este método, una banda de papel se forma en la máquina de papel a partir de una materia prima fibrosa y la banda se recubre y calandra.
La presente invención se refiere además a una composición de recubrimiento según el preámbulo de la reivindicación 19, en la que la composición de recubrimiento contiene un pigmento mineral, un aglutinante, y aditivos conocidos por sí mismos.
La tendencia asociada comúnmente con los papeles recubiertos es que estos son cada vez más utilizados para imágenes impresas en color. En términos de calidad de imágenes en color, el denominado espacio del color es un concepto importante. Esto significa en la práctica que cuanto más elevada es la blancura del papel, se pueden imprimir tonos de color más diferentes en la superficie del papel. Por la misma razón, el papel debe ser tan liso como sea posible.
La blancura del papel se puede incrementar con el recubrimiento de la banda de papel con mezclas de recubrimiento que contienen pigmentos minerales. Las mezclas de recubrimiento conocidas en la técnica anterior (resbalamientos) y sus pigmentos tienen una desventaja en la distribución irregular del recubrimiento, es decir, en el recubrimiento insatisfactorio. Especialmente con pequeñas cantidades de recubrimiento, un recubrimiento insatisfactorio conduce a problemas de moteado en la impresión y a una blancura moteada del papel. A menudo se han realizado intentos para reducir el moteado aumentando la cantidad de recubrimiento, que por otra parte conduce a otros problemas. Para mantener la economía de la fabricación de papel es necesario, en general, reducir el peso del papel de base (el peso total del papel recubierto se mantiene inalterado), y como resultado se empeoran la voluminosidad y la rigidez y, posiblemente, se reduce la opacidad.
El objetivo de la presente invención es eliminar las desventajas asociadas con la técnica anterior y dar a conocer una opción nueva para el recubrimiento de bandas de papel y cartón.
La presente invención está basada en la sorprendente observación de que, cuando papel o la correspondiente banda fibrosa se recubre con una mezcla de recubrimiento que contiene yeso como pigmento junto con carbonato cálcico finamente dividido, tal como carbonato molido o, preferentemente, precipitado, la blancura del papel mejora significativamente. Al mismo tiempo la suavidad y el brillo del papel se mantienen satisfactorios.
La proporción mayoritaria del pigmento mineral en la mezcla de recubrimiento según la presente invención se compone de una mezcla de yeso y de carbonato, constituyendo el yeso, como mínimo, el 10% de la cantidad total de pigmento en la mezcla. Las composiciones de recubrimiento contienen además de pigmentos, como mínimo, un aglutinante y, posiblemente, aditivos conocidos por sí mismos, tales como agentes espesantes.
Más específicamente, el método según la presente invención está caracterizado principalmente por lo que se indica en el parte caracterizante de la reivindicación 1.
La presente invención proporciona considerables beneficios. Previamente, a efectos de asegurar un brillo suficiente, ha sido necesario la utilización en la mezcla de recubrimiento de caolín con partículas en forma de placas, pero en este momento, se han obtenido un brillo y suavidad suficientes, así como una blancura y una opacidad mejores que con las mezclas de CCP (carbonato cálcico precipitado)-caolín, con las mezclas de carbonato cálcico y yeso, tales como mezclas de CCP y yeso y mezclas de CCP, carbonato molido y yeso.
Las ventajas conseguidas se explican en parte por el empaquetamiento mutuo ventajoso de los pigmentos y por el buen recubrimiento proporcionado en parte por la composición de recubrimiento según la presente invención. Por medio de la presente invención, se obtiene un recubrimiento en el que el pigmento parece que se disponga como un "castillo de naipes" en la superficie de la banda. En la bibliografía de la técnica es bien conocido el concepto de empaquetamientos de pigmento de tipo "castillo de naipes". Este concepto contiene como parte esencial la idea de que, por ejemplo, entre las partículas de caolín de tipo placa es bueno tener, por ejemplo, partículas esféricas que eviten la sedimentación muy compacta de las partículas de caolín unas contra otras y, de este modo, se hace a la estructura porosa y ventajosa para la absorción de color y la dispersión de la luz. En la práctica, la observación de la estructura de tipo castillo de naipes en, por ejemplo, fotografías microscópicas es muy difícil o imposible, y de hecho las ventajas de una estructura de tipo castillo de naipes se han visto indirectamente en las distintas propiedades del papel. No se ha encontrado en la bibliografía ninguna sugerencia de que se pueda conseguir un empaquetamiento de tipo castillo de naipes con un pigmento de yeso.
El papel producido por el proceso según la presente invención tiene buenas propiedades de capacidad de impresión para la impresión de "heatset", y su blancura, opacidad, brillo y suavidad son satisfactorios. Por lo tanto, el proceso y la composición de recubrimiento según la presente invención se pueden utilizar para la producción de diferentes papeles de impresión. La presente invención es particularmente adecuada para el recubrimiento de papeles que van a ser utilizados en impresión multicolor. Un pigmento que contiene yeso es muy adecuado para el recubrimiento de papeles de electrofotografía, puesto que tiene un efecto ventajoso en las propiedades eléctricas de las superficies del papel.
La presente invención se examinará a continuación en mayor detalle con la ayuda de una descripción detallada y en referencia a los dibujos adjuntos, en los que
La figura 1 representa la blancura de papeles brillantes en diferentes ensayos;
La figura 2 representa el tono b* de papeles brillantes en diferentes ensayos;
La figura 3 representa la opacidad de papeles brillantes en diferentes ensayos;
La figura 4 representa la suavidad de papeles brillantes en diferentes ensayos;
La figura 5 representa el brillo de papeles brillantes en diferentes ensayos;
La figura 6 representa el brillo de impresión de papeles brillantes en diferentes ensayos;
La figura 7 representa la blancura de papeles mate en diferentes ensayos;
La figura 8 representa la opacidad de papeles mate en diferentes ensayos;
La figura 9 representa la suavidad de papeles mate en diferentes ensayos;
La figura 10 representa el tono b* de papeles mate en diferentes ensayos; y
La figura 11 representa la voluminosidad de papeles mate en diferentes ensayos.
En las figuras, cs indica la cara superior del papel y ci la cara inferior del papel.
En la presente invención, el término papel significa papel y cartón. De hecho, la presente invención es adecuada en general para el recubrimiento de bandas fibrosas que tienen un gramaje de aproximadamente 50-450 g/m^{2}. El papel de base puede ser papel que contiene madera o papel libre de madera. Los papeles de base que contienen madera puede contener pastas mecánicas o quimiomecánicas, por ejemplo madera molida (GW), madera molida por presión (PGW), pastas termomecánicas (TMP) o pastas quimiomecánicas (CMP; CTMP). En la producción mecánica de pastas, la madera como materia prima se desfribrila mediante el molido de bloques mecánicos a presión normal (GW) o a presión elevada (PGW) o mediante el refinado de astillas en presencia de vapor (TMP). La producción quimiomecánica de pastas incluye tanto una etapa de desfribilación química como una etapa de desfibrilación mecánica. Los procesos quimiomecánicos son los procesos de CMP y de CTMP; en el proceso del CMP, la madera como materia prima se refina a presión normal, mientras que en el proceso de CTMP, se producen las pastas en un refinador a presión. El rendimiento del proceso de CMP es en general más bajo que el del proceso de CTMP (menos del 90%), que es debido al hecho de que la dosificación de productos químicos es más elevada. En general, los papeles de base que contienen madera contienen pastas de celulosa químicas, particularmente pastas de madera blanda, que actúan como pasta de refuerzo y da la banda más robustez. La cantidad de las pastas químicas es 1-60% en peso aproximadamente, preferentemente 10-40% en peso, aproximadamente. Las pastas mecánicas se pueden derivar de madera blanda o de madera dura. En los ejemplos a continuación, se describe el recubrimiento de una banda de papel que contiene pastas quimiomecánicas preparadas a partir de álamo temblón. Por medio de la composición de recubrimiento según la presente invención, se obtienen un buen recubrimiento y una blancura elevada, que es de especial interés en el recubrimiento de papeles de base que contienen madera. Es conocido que estos papeles tienen una blancura más baja que los papeles de base libres de madera y, como consecuencia, un papel recubierto convencionalmente tiende a parecer moteado.
Los papeles de base libres de madera pueden contener pastas de madera blanda o de madera dura producidas por un proceso de cocción química conocido por sí mismo, por ejemplo los procesos convencionales al sulfato, cocción al sulfato extendida, proceso al sulfito, proceso al sulfito neutro, o proceso "organosolv", tal como cocción con peroxoácido.
Tanto los papeles de base que contienen madera como los libres de madera se blanquean preferentemente a una blancura mayor del 80% por un método de blanqueo convencional, tales como el blanqueo ECF (Libre de Cloro Elemental) o TCF (Libre Totalmente de Cloro). Es posible, además, la utilización de secuencias de blanqueo que incluyen etapas con gas cloro.
Debe precisarse que, aunque se ha hecho referencia anteriormente a la madera como la materia prima del papel, la materia prima fibrosa utilizada puede ser además plantas anuales o perennes, por ejemplo, el bagazo o el alpiste rosado.
Las mezclas de recubrimiento según la presente invención pueden ser utilizadas como mezclas de capa única y como las denominadas mezclas de precapa y/o capas de superficie. En general, la mezcla de recubrimiento según la presente invención contiene 10-100 partes en peso de una mezcla de pigmentos de yeso y de carbonato cálcico, 0,1-30 partes en peso de, como mínimo, un aglutinante y 0,1-10 partes en peso de otros aditivos conocidos por sí mismos.
Una composición típica de mezcla de precapa es como se muestra a continuación:
1
En la mezcla de precapa la proporción de pigmentos de yeso a pigmentos del carbonato cálcico es, calculada en peso, la misma que la que se especifica a continuación para las mezclas de capa única o de capa superficial, es decir, 20:80...95:5 aproximadamente.
El agua se añade a la mezcla de precapa de modo que el contenido de sólidos secos sea, en general, de 40-70%.
Según la presente invención, la composición de la mezcla monocapa (o posiblemente mezcla de capa de superficie) es, por ejemplo, como se muestra a continuación:
2
Se añade agua de modo que el contenido en sólido seco en una mezcla de recubrimiento como esta sea típicamente 50 - 75%.
La estructura proporcionada por una mezcla de pigmentos de tipo acicular de yeso y de partículas esféricas de carbonato cálcico (particularmente partículas de CCP), siendo la estructura evidentemente de tipo castillo de naipes, en sí misma proporciona un buen recubrimiento. Para mejorar adicionalmente esto, en las composiciones de recubrimiento según la presente invención presentadas anteriormente, se utilizan preferentemente pigmentos que tienen una distribución amplia de tamaños de partículas, en cuyo caso, como máximo, el 35% de las partículas de pigmento son más pequeñas que 0,5 \mum, preferentemente como máximo el 15% son más pequeñas que 0,2 \mum. La distribución amplia es ventajosa en el yeso y en el carbonato cálcico.
El yeso constituye, como mínimo, el 10%, más convenientemente el 30%, preferentemente el 50%, especialmente preferentemente, como mínimo el 60%, del peso del pigmento de recubrimiento. En general, el límite superior para el yeso está en 80% aproximadamente, y un intervalo especialmente preferente es 60 - 80% de peso del pigmento. Típicamente, la cantidad de carbonato es como mínimo el 10%, preferentemente como mínimo el 20%.
Entre los pigmentos minerales utilizables, además del carbonato cálcico y del yeso (sulfato cálcico), se incluye cualquier pigmento convencional, algunos ejemplos de los cuales son silicato de aluminio, caolín (silicato de aluminio hidratado), hidróxido de aluminio, silicato magnésico, talco (silicato magnésico hidratado), dióxido de titanio y sulfato de bario, así como mezclas de los mismos. Son utilizables además los pigmentos sintéticos. Preferentemente, la composición de recubrimiento contiene como máximo el 10% del pigmento mineral diferente del yeso y del
carbonato.
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De los pigmentos mencionados anteriormente, los pigmentos principales son carbonato cálcico precipitado o molido y yeso, que en general constituyen más del 50% del contenido sólido seco de la mezcla de recubrimiento. Caolín calcinado, dióxido de titanio, blanco satinado, hidróxido de aluminio, silicoaluminato sódico y pigmentos plásticos son pigmentos adicionales, y en general sus cantidades son menores del 25% del contenido sólido seco en la mezcla. Entre los pigmentos especiales que se pueden nombrar se incluyen los caolines y los carbonatos cálcicos de calidad especial, así como el sulfato de bario y el óxido de zinc.
Debe precisarse además que la capa de superficie en un recubrimiento doble puede contener cualquiera de los pigmentos anteriormente mencionados, pero puede comprender igualmente un recubrimiento según la presente invención.
A continuación se muestra un ejemplo de una composición de recubrimiento especialmente adecuada según la presente invención:
3
Para producir una superficie brillante, se incorpora más convenientemente en la composición de recubrimiento un pigmento plástico en una cantidad de 1-20% del peso del pigmento mineral.
Según una realización preferente de la presente invención, la precapa en los recubrimientos dobles es una mezcla de yeso/carbonato según la presente invención, mientras que en la superficie hay un recubrimiento convencional, particularmente uno por medio del que se pueda mejorar el brillo de la superficie. Por lo tanto, esta mezcla de recubrimiento contiene preferentemente pigmentos plásticos, por ejemplo pigmento de poliestireno. La mezcla de recubrimiento de superficie puede contener como pigmentos minerales, en una forma conocida por sí misma, carbonato cálcico, sulfato cálcico, silicato de aluminio e hidróxido de aluminio, silicato magnésico, dióxido de titanio y/o sulfato de bario, o una mezcla de los mismos.
Cuando se mezclan conjuntamente yeso y otros pigmentos, puede tener lugar un fuerte aumento de la viscosidad de la suspensión. Esto es debido al efecto, en el sistema de dispersión de los otros pigmentos, del ión calcio que se disuelve del yeso. Este denominado "choque de yeso" se puede evitar, por ejemplo, mezclando en primer lugar el yeso en agua y añadiendo posteriormente el carbonato cálcico y cualquier otro pigmento con agitación vigorosa. Además, un choque de yeso no es un problema a concentraciones elevadas de yeso (> 3% de la cantidad de pigmento mineral). Se puede indicar que, en general, siempre que en la mezcla esté presente una cantidad suficiente de yeso (por ejemplo, como mínimo, el 10% en peso de la cantidad de pigmento) y haya una agitación suficientemente intensa a la hora de la mezcla, se evita el choque de yeso. Además, es posible evitar el choque de yeso tratando el yeso y los diferentes pigmentos con un dispersante, como se describe en la publicación de la Patente FI 84380.
Los agentes aglutinantes utilizados en la composición de recubrimiento pueden ser cualquier aglutinante conocido de utilización general en fabricación de papel. Además de aglutinantes individuales es posible además la utilización de mezclas de aglutinantes. Ejemplos de aglutinantes típicos que se pueden citar son los látex sintéticos, que se componen de polímeros o copolímeros de compuestos etilénicamente insaturados, por ejemplo copolímeros de tipo butadieno-estireno, que además contienen posiblemente un comonómero que contiene un grupo carboxilo, tal como ácido acrílico, ácido itacónico o ácido maleico, y comonómeros que contienen poliacetato de vinilo que contienen grupos carboxilos. Junto con las sustancias citadas anteriormente, es posible además la utilización como aglutinantes de, por ejemplo, polímeros solubles en agua, almidón, CMC, hidroxietil celulosa, y alcohol polivinílico.
Además, es posible la utilización en la composición de recubrimiento de aditivos convencionales y agentes auxiliares, tales como dispersantes (por ejemplo sal sódica del ácido poliacrílico), agentes que afectan a la viscosidad y la retención de agua de la mezcla (por ejemplo CMC, hidroxietil celulosa, poliacrilatos, alginatos, benzoato), los denominados lubrificantes, endurecedores utilizados para mejorar la resistencia al agua, agentes ópticos auxiliares, agentes antiespumantes, agentes de control de pH, y conservantes. Entre los ejemplos de lubrificantes se incluyen los aceites sulfonatados, ésteres, aminas, estearatos cálcicos o amónicos; de agentes que mejoran resistencia al agua, glioxal; de agentes ópticos auxiliares, derivados del ácido diaminoestilbeno disulfónico; de antiespumantes, ésteres de fosfato, siliconas, alcoholes, éteres, aceites vegetales; de agentes del control del pH, hidróxido sódico, amoníaco; y finalmente de conservantes, formaldehído, fenol, sales de amonio cuaternario.
La mezcla de recubrimiento se puede aplicar a la banda de material de una forma conocida por sí misma. El método según la presente invención para el recubrimiento del papel y/o cartón se puede realizar con un aparato de recubrimiento convencional, es decir, 
\hbox{recubrimiento con cuchilla, por
medio de recubrimiento de película  o por aplicación JET.}
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Durante el recubrimiento, como mínimo, en una superficie, preferentemente en ambas superficies, se forma una capa de recubrimiento que tiene un gramaje de 5-30 g/m^{2}.
Como se ha expresado anteriormente, el producto de fibras se calandra. El calandrado se puede realizar de una forma conocida por sí misma, por ejemplo, 
\hbox{con una supercalandra
en conexión con el tratamiento posterior  de la banda.}
Según una realización preferente de la presente invención, la banda sin recubrimiento o una banda recubierta de la forma descrita anteriormente se dirigen a un calandrado blando en línea. La presión lineal en el calandrado es En general, como mínimo, 200 KN/m y la velocidad de calandrado es, como mínimo, 800 m/min. El brillo de un producto de papel o de cartón puede estar afectado perceptiblemente por la presión lineal y la temperatura de calandrado. En general, productos de papel brillantes se obtienen cuando el calandrado se realiza a una presión lineal elevada y a una temperatura elevada (por ejemplo, 120-170ºC aproximadamente). El brillo de estos productos está por encima del 50%. En este caso, la banda de papel se calandra en una calandra en línea que tiene, como mínimo, dos puntos de tangencia formados entre un rodillo duro y un rodillo blando. La presión lineal en el calandrado del papel es, por ejemplo, 250-450 KN/m aproximadamente.
Según otra realización, los cilindros de calandrado no se calientan sustancialmente. Esta alternativa es adecuada para la producción de papeles mate, en cuyo caso se produce una banda de papel calandrado que tiene un brillo por debajo del 50%. En este caso, la banda de papel se calandra a una presión lineal de, por ejemplo, 200-350 KN/m.
Por medio de la presente invención, es posible producir bandas recubiertas y calandradas de un material que tiene excelentes propiedades de capacidad de impresión, buena suavidad y una opacidad y blancura elevadas.
Un producto especialmente preferente es el papel de "offset" recubierto en el que se combina el brillo elevado con opacidad y voluminosidad elevadas. De este modo, mediante el recubrimiento con el pigmento de yeso de un papel de base hecho de CTMP de álamo temblón, que contiene posiblemente como máximo el 20% de fibras de madera blanda y que tiene una blancura de, como mínimo, el 70%, la blancura de la banda se puede aumentar fácilmente, como mínimo, a un valor del 85% y la opacidad, como mínimo, a un valor del 90% en un gramaje de 90 g/m^{2}. El brillo del papel parece visualmente muy homogéneo.
En general, el gramaje del papel puede ser 50-450 g/m^{2}. En general, el gramaje del papel de base para los papeles es 30-250 g/m^{2}, preferentemente 30-80 g/m^{2}, para los cartones el gramaje es 90-400 g/m^{2}.
Mediante el recubrimiento de un papel de base de este tipo, que tiene un gramaje de 50-70 g/m^{2} aproximadamente, con un recubrimiento de 10-20 g/m^{2}/cara y calandrando del papel, se obtiene un producto que tiene un gramaje de 70-110 g/m^{2}, una blancura de, como mínimo, el 90%, una opacidad de, como mínimo, el 90%, y una rugosidad superficial de como máximo 1,3 \mum para papel brillante y como máximo 2,8 \mum para papel mate. El brillo obtenido para el papel brillante está hasta por encima del 65% (Hunter 75).
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran la presente invención. Los resultados de las mediciones indicados para las propiedades del papel en los ejemplos han sido determinados por los métodos estándar siguientes:
Blancura: SCAN-P66-93; (D65/10º)
Libertad, CSF: SCAN M 4:65
Opacidad: SCAN-P8: 93 (C/2)
Rugosidad superficial: SCAN-P76: 95
Rugosidad de Bendtsen: SCAN-P21: 67
Brillo: Tappi T480 (75/) y T653 (20/)
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Ejemplo 1
Producción de CTMP de álamo temblón
Se preparó CTMP de álamo temblón impregnando las astillas con los productos químicos, mediante el refinado de las astillas impregnadas en dos etapas, y blanqueando las pastas con peróxido.
En el proceso, se cumplieron las condiciones siguientes:
Impregnación de pastas
En 2 etapas, con peróxido y lejía y DTPA (quelante de metales), además del reciclaje de los filtrados, ambos productos químicos se añaden en dosificaciones de 10-15 Kg/Ton aproximadamente.
Refinado
1ª etapa presurizada; 4-5 bar, capacidad de drenaje de las pastas (CSF) aproximadamente 300-400 ml
2ª etapa abierta/1-2 bar, capacidad de drenaje de las pastas (CSF) aproximadamente 150-180 ml, después del tamizado el valor de la capacidad de drenaje baja al nivel deseado, es decir 90-100 ml, aproximadamente.
Blanqueo
En 2 etapas (consistencia media y consistencia elevada) con una pequeña cantidad de agua, peróxido y lejía cada uno 30 Kg/Ton de pasta aproximadamente, blancura objetivo 80, aproximadamente.
De este modo, se puede producir pasta que tiene las propiedades siguientes; en este ejemplo, el 85% de las fibras eran de álamo temblón y el 15% eran de píceas.
- Libertad, CSF 90
- "PFI Shives", el 0,05%
- Resultado del tamizado BauerMcNett de las fibras:
retenido en la malla 28 3,3%
28/48 31,9%
48/100 19,0%
100/200 13,5%
pasa la malla 200 32,3%;
- gramaje g/m^{2} 64,2
- densidad, Kg/m^{3} 549
- resistencia del aire, Gurley, s 106
- blancura % 77,5
- coeficiente de la dispersión de la luz; m^{2}/Kg 58,0
- índice de tracción, Nm/g 35,0
- Índice de desgarramiento mN m^{2}/g 3,3
- resistencia de unión interna, J/m^{2} 135
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Ejemplo 2
Producción de papel de base
El papel de base fue producido en un ensayo a escala de producción a partir de la CTMP según el ejemplo 1, como se describe a continuación:
El papel de base se produjo a partir de una mezcla en la que se había dosificado:
- 25% de pastas de rechazo derivadas de la producción normal del molino y que comprenden pastas de abedul al sulfato, pastas al sulfato de madera blanda y material carga de CCP
- 75% de pasta fresca que contiene el 50% de pasta de madera blanda al sulfato refinada al nivel del SR 25 y 50% de CTMP de álamo temblón, según del ejemplo 1. La CTMP de álamo temblón no se refinó en absoluto posteriormente por separado en el molino de papel; las pastas experimentaron tratamiento de refinado muy ligero en la denominada máquina de refinado de pastas. Las pastas de la máquina están compuestas conjuntamente de madera blanda al sulfato y CTMP de álamo temblón.
\newpage
Además, el CCP se añadió al papel como material de carga de modo que el contenido del material de carga total (que incluye el material de carga de rechazo) en los rodillos de la máquina oscilaba entre 11,8 y 13,2%.
La velocidad de avance de la máquina de papel era de 895 m/min; el intervalo posible de velocidades para este gramaje y esta fórmula de papel en esta máquina podía ser de 1100-1200 m/min. El papel se calandra ligeramente con una máquina de calandrado.
Se produjeron varios rollos de papel de máquina para ambos ensayos; el gramaje en uno era de 65 g/m^{2} aproximadamente y el gramaje en el otro de 55 g/m^{2}. Los valores más importantes de la calidad del papel fueron:
- gramaje 65,6 g/m^{2}
- contenido de material de carga 12,0%
- voluminosidad 1,65 Kg/dm^{3}
- blancura (Luz D65/10º), lado superior del papel 95,2
- blancura (Luz D65/10º), lado inferior del papel 94,8
- opacidad 89,6%
- porosidad de Bendtsen 420 ml/min
- rugosidad de Bendtsen, lado superior del papel 306 ml/min
- rugosidad de Bendtsen, lado superior del papel 355 ml/min
- resistencia de unión interna 300 J/m^{2}
- resistencia a la tracción, dirección máquina del papel 4,1 KN/m
- resistencia a la tracción, dirección transversal del papel 1,3 KN/m
- resistencia al desgarramiento, dirección máquina del papel 439 mN
- resistencia al desgarramiento, dirección transversal del papel 545 mN
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 3
Recubrimiento y calandrado del papel brillante
A continuación, un papel de base según el ejemplo 2 se recubrió y calandró con un aparato piloto. Las fórmulas de recubrimiento se dan en la tabla 1.
TABLA 1
4
El contenido objetivo de sólidos para la pasta de recubrimiento fue de 66% y el pH 8,5.
El recubrimiento se realizó mediante aplicación JET a una velocidad de 1000 m/min. La cantidad de recubrimiento objetivo fue de 13 g/m^{2} en cada lado del papel.
Dado que el pigmento de CCP y el yeso no son buenos pigmentos por sus formas de partícula en términos de brillo del papel, se añadió a la mezcla del ensayo 3 un pigmento plástico, Ropaque HP-1055, que se ablanda durante el calandrado, aumentando de este modo fuertemente el brillo del papel.
Después del recubrimiento, el papel se calandró tal como se describe a continuación:
-
Velocidad 1100 m/min
-
Presiones lineales 250, 300 y 350 KN/m
-
Temperatura de calandrado 150ºC
-
Puntos de tangencia duro/blando + blando/duro
De este modo, se obtuvo un papel que tenía propiedades muy buenas de calidad para la impresión "heatset-offset". Las propiedades técnicas del papel se muestran en las figuras 1-5.
Es destacable de los resultados en la figura 1 que la blancura del papel mejora más de 3 unidades cuando se utiliza el pigmento de yeso. La referencia es una mezcla de CCP y de caolín. A la vez que aumenta la blancura, disminuye del valor del tono-b (figura 2) que, en la práctica, es una propiedad deseable y, de hecho, estos fenómenos están asociados el uno con el otro. En general, la disminución de la opacidad está asociada con un aumento de la blancura, pero según los resultados (figura 3), las mezclas de recubrimiento que contienen el yeso no experimentan esto. Las opacidades (figura 3) y suavidad (figura 4) son en todos los ensayos comparables en cuanto que la presión lineal de calandrado está en el mismo nivel. El brillo de los papeles que contienen el pigmento de yeso (figura 5) ha caído a un nivel más bajo que el de los papeles de referencia (pastas de CCP-caolín), pero añadiendo a la mezcla un pigmento de plástico es posible corregir el brillo a la vez que las otras propiedades se mantienen en un nivel
ventajoso.
Es aconsejable examinar los resultados anteriores desde el punto de vista de la blancura de los pigmentos.
Los valores de blancura medidos de las tabletas de pigmento son:
-
caolín (Hydragloss 90): 88,5- 90,5%
-
CCP (Opacarb A40): 95%
-
yeso (CoCoat): 94%
En base a estos números se puede esperar que la blancura del papel recubierto con una mezcla de CCP y yeso sea mejor que la blancura del papel recubierto con una mezcla de CCP y caolín. Habitualmente, los valores de blancura de mezclas de pigmentos se pueden calcular como valores medios ponderados por las proporciones de masa, a partir de los valores de blancura de los pigmentos. De este modo se obtiene:
- mezcla de CCP-caolín en la proporción de 60/40: blancura 92,8%
- mezcla del CCP-yeso en la proporción de 70/30: blancura 94,7%
De esta mejora de la blancura de 2 unidades aproximadamente, en general se observa una mejora de 1-1,5 en el papel completo si el resto de los parámetros de fabricación del papel se mantienen inalterados. El resultado depende de la blancura del papel de base y de la cantidad de recubrimiento, pero, como mínimo, en la situación de los ejemplos 1-3 es fácil hacer la estimación anterior. Cuando los resultados de la figura 1 se examinan de este punto de vista, la mejora de 3,5 unidades de blancura aproximadamente es asombrosamente elevada.
El hecho de que al mismo tiempo la opacidad permanece inalterada es además sorprendente, porque en general la opacidad disminuye cuando aumenta la blancura.
La medición del brillo de impresión, figura 6, indica además la asombrosamente ventajosa estructura de castillo de naipes de la mezcla de CCP-yeso. En general, las pastas que contienen específicamente caolín son buenas con respecto al brillo de impresión, dado que la tinta de impresión sedimenta en la superficie de partículas de tipo placa del caolín y en los estrechos poros entre ellas sin penetrar profundamente en el recubrimiento. Para el recubrimiento de CCP-yeso, los presentes inventores hubieran esperado brillos de impresión claramente más bajos que para la mezcla de caolín y CCP, pero el brillo de impresión está al mismo nivel o incluso mejor.
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Ejemplo 4
Recubrimiento y calandrado de papel mate
A continuación, el papel de base según el ejemplo 2 se recubrió y calandró con un aparato piloto. Las fórmulas de recubrimiento se describen en la tabla 2.
TABLA 2
5
El contenido objetivo de sólidos para la pasta de recubrimiento fue 65-66% y el pH 8,5.
El recubrimiento se realizó mediante aplicación JET a una velocidad de 1000 m/min. La cantidad de recubrimiento objetivo fue de 13 g/m^{2} en cada lado del papel.
Después del recubrimiento, el papel se calandró tal como se describe a continuación:
-
Velocidad 1100 m/min
-
Presión lineal 300 KN/m
-
Los cilindros no se calentaron
-
Puntos de tangencia 1 blando/blando
De este modo, se obtuvo un papel que tenía propiedades muy buenas de calidad para la impresión "heatset-offset". Las propiedades técnicas del papel se muestran en las figuras 7-11; 'sin cal' indica muestras sin calandrar.
De una forma correspondiente a las dadas para el papel brillante del ejemplo 3, las blancuras de la mezcla de pigmentos estimadas para el papel mate, a partir de los valores de la blancura de los pigmentos son:
- mezcla de CCP-caolín en la proporción de 80/20: blancura 93,9
- mezcla de CCP-yeso en la proporción de 20/80: blancura 94,2
Según el cálculo, un aumento de quizás 0,2 unidades en blancura sería esperable en la práctica. Según la figura 7, sin embargo, el aumento en blancura fue de 3,5 unidades aproximadamente, que es un resultado altamente sorprendente.
Además, para los papeles mate las mediciones de brillo de impresión son sorprendentes. En este caso se esperaba también que, bajo el efecto del yeso, el brillo de impresión disminuyera con respecto a la mezcla de CCP-caolín. Sin embargo, los valores del brillo de impresión del recubrimiento de CCP-yeso son sólo levemente más bajos que los de la mezcla de CCP-caolín.
Además, se ha observado que en lugar de CCP es posible además la utilización de carbonato molido (HC-90). Sin embargo, el resultado en la figura 8 muestra que en términos de opacidad, el CCP es más ventajoso que el carbonato molido. En lo que concierne a la suavidad (figura 9) se puede observar que las mezclas de CCP-yeso corresponden a las diferentes pastas. Además, una ventaja proporcionada por la aumento de blancura se observa en el tono b (figura 10), es decir, el tono b disminuye. Con respecto a la voluminosidad (figura 11), la sustitución del caolín de tipo placas por yeso de tipo acicular es ventajosa y la voluminosidad mejora hasta un 5% aproximadamente.

Claims (18)

1. Proceso para producir una banda de papel recubierto, según el que
- se forma una banda de papel que tiene un gramaje de 30 a 250 g/m^{2} de una materia prima fibrosa en una máquina de hacer papel,
- la banda de papel se recubre con una mezcla de recubrimiento que contiene pigmento, y
- la banda de papel recubierta se calandra,
caracterizado porque
la banda de papel se recubre con una composición de recubrimiento que contiene como pigmento mineral principalmente una mezcla de yeso y de carbonato cálcico precipitado, siendo la cantidad de yeso como mínimo el 10% en peso de la cantidad total de yeso y carbonato cálcico precipitado para formar una capa de recubrimiento que tiene un gramaje de 5-30 g/m^{2} sobre, como mínimo, una de las superficies de la banda de papel.
2. Proceso, según la reivindicación 1, caracterizado porque la banda de papel se recubre con una composición de recubrimiento que contiene
6
3. Proceso, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la composición de recubrimiento contiene un pigmento plástico en 1 - 20% en peso del pigmento mineral.
4. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la composición de recubrimiento contiene otro pigmento mineral en un máximo de 10%.
5. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el yeso constituye como mínimo el 10%, más convenientemente como mínimo el 30%, preferentemente como mínimo el 50%, especialmente preferente como mínimo el 60%, del peso del pigmento de recubrimiento.
6. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el recubrimiento se realiza mediante aplicación "jet".
7. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se forma una capa de recubrimiento que tiene un gramaje de 5 a 30 g/m^{2} en ambas superficies de la banda de papel.
8. Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el papel se calandra en una máquina de calandrado suave en línea.
9. Proceso, según la reivindicación 8, caracterizado porque la banda de papel se calandra a una presión lineal de, como mínimo, 200 KN/m.
10. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de calandrado es 120-170ºC.
11. Proceso, según la reivindicación 10, caracterizado porque se produce una banda de papel calandrada que tiene un brillo por encima de 50%.
12. Proceso, según la reivindicación 11, caracterizado porque la banda de papel se calandra en una máquina de calandrado en línea que tiene, como mínimo, dos puntos de tangencia formados entre un rodillo blando y un rodillo duro.
13. Proceso, según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque la banda de papel se calandra a una presión lineal de 250-450 KN/m.
14. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones 8-13, caracterizado porque los cilindros de calandrado no se calientan sustancialmente.
15. Proceso, según la reivindicación 14, caracterizado porque se produce una banda de papel calandrada que tiene un brillo por debajo del 50%.
16. Proceso, según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque la banda de papel se calandra a una presión lineal de 200-350 KN/m.
17. Proceso, según alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se recubre una banda de papel en la que, como mínimo, parte del material fibroso se compone de pasta quimiomecánica de una especie de la familia Populus.
18. Proceso, según alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mezcla de recubrimiento que contiene yeso se utiliza como una mezcla de capa única o mezcla de precapa.
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