ES2333298T3

ES2333298T3 - METHOD FOR IMPROVING PRINT CAPACITY AND CARTON PAPER COATING CAPACITY.

Info

Publication number: ES2333298T3
Application number: ES01901234T
Authority: ES
Inventors: Olof Malmstrom; Mari Niinikoski; Kenneth Sundberg
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2010-02-19
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: RU2266995C2; DE60140347D1; KR20020071014A; JP2003519732A; EP1252391A1; AU2001226844A1; PT1252391E; EP1252391B1; CN1401034A; RU2002121497A; NO20023331L; WO2001051708A1; NO20023331D0; US20030106659A1; CA2395704A1; ATE447641T1; CA2395704C

Abstract

The invention concerns a method for improving the printability and coatability of calendered paper and board. The method suggests the addition of polysaccharide and further, as hydrophobic agent, at least a dispersed polymer which contains hydrophobic monomers, to the fiber stock in the production of the paper and board.

Description

Método para mejorar la capacidad de impresión y la capacidad de revestimiento de papel y cartón.Method to improve printing capacity and The coating capacity of paper and cardboard.

La presente invención se refiere a un método para mejorar la capacidad de impresión y la capacidad de revestimiento de papel con respecto a su producción. En primer lugar, el método está destinado a producir papel, que, después del calandrado, bien acabado a máquina (MF) o bien supercalandrado (SC), ha ganado propiedades de lisura y brillo muy adecuadas para la impresión.The present invention relates to a method to improve the printing capacity and the ability to paper coating with respect to its production. In first instead, the method is intended to produce paper, which, after calendering, either machine finished (MF) or supercalendered (SC), has gained properties of smoothness and brightness very suitable for Print.

En la Patente Europea 0 759 041 se divulga un aditivo para fabricar papel. El aditivo comprende un poliisocianato y otros componentes seleccionados de un grupo que comprende polisacárido. El aditivo proporciona propiedades mejoradas de resistencia e impresión.European Patent 0 759 041 discloses a papermaking additive The additive comprises a polyisocyanate and other components selected from a group comprising polysaccharide. The additive provides improved properties of Resistance and impression.

La Solicitud de Patente Internacional WO96/31650 describe mezclas para apresto de papel preparadas mediante la dispersión en agua de alquildicetenos, almidón catiónico con un alto contenido de amilopectina y un polímero para apresto de papel. Las mezclas son útiles como aprestos para base ("stock") o superficiales.International Patent Application WO96 / 31650 describes mixtures for paper sizing prepared by the water dispersion of alkyldicetenes, cationic starch with a high amylopectin content and a polymer for paper sizing. The mixtures are useful as preparations for base ("stock") or superficial.

El término "papel" se usa a este respecto para referirse a papel y cartón, que se produce usando fibra procedente de métodos de formación de fibras que preservan la lignina. Ejemplos de este tipo de fibra son madera triturada (GW), madera triturada a presión (PGW), pasta papelera de refinería, de madera triturada y termomecánica (TMP). La invención también es aplicable en procedimientos de producción de papel en los que se usa fibra tratada químicamente. Tales fibras incluyen pasta papelera quimiotermomecánica (CTMP), así como pastas papeleras al sulfato y al sulfito. La fibra también puede haberse procesado solo en condiciones químicas suaves para reblandecer la porción de lignina, tal como fibra NSSC y similares. La invención puede llevarse a cabo usando fibra restituida, incluyendo fibra destintada (DIP). La invención puede ponerse en práctica sobre fibra tanto blanqueada como no blanqueada.The term "paper" is used in this regard. to refer to paper and cardboard, which is produced using fiber from fiber formation methods that preserve the lignin Examples of this type of fiber are crushed wood (GW), crushed wood (PGW), pulp refinery paper, crushed and thermomechanical wood (TMP). The invention is also applicable in paper production procedures in which it is used chemically treated fiber. Such fibers include pulp chemothemomechanics (CTMP), as well as sulfate paper pulps and to sulphite The fiber may also have been processed only in mild chemical conditions to soften the lignin portion, such as NSSC fiber and the like. The invention can be carried out. using restored fiber, including destined fiber (DIP). The invention can be practiced on both bleached fiber as not bleached.

Las fibras del tipo mencionado anteriormente y las mezclas de las mismas, que contienen habitualmente una alta proporción de lignina, se usan ampliamente para varias clases de papel para impresión. Un ejemplo puede denominarse papel para revistas.Fibers of the type mentioned above and mixtures thereof, which usually contain a high Lignin ratio, are widely used for various kinds of printing paper An example can be called paper for journals.

El papel para revistas supercalandrado (SC) contiene habitualmente aproximadamente 75% de fibra rica en lignina, tal como madera triturada blanqueada. Fibra al sulfito no blanqueada o fibra al sulfato semiblanqueada se usa como fibra de refuerzo. Una porción de la fibra rica en lignina también puede consistir en fibra de refinería termomecánica, con lo que la cantidad de la fibra de refuerzo puede ser menor. Este papel puede contener material de carga en una cantidad de 12 a 30%. El material de carga promueve la obtención de buenas propiedades de lisura y brillo al papel supercalandrado. El material de carga puede consistir en caolín, aluminosilicatos, talco, carbonato cálcico, tanto basado en tierra como precipitado (PCC), y las mezclas de los materiales mencionados anteriormente. Un procedimiento de producción de papel ventajoso de acuerdo con la invención implica el uso de materiales de carga en cantidades de, preferiblemente, más de 5%, más preferiblemente más de 10%, aún más preferiblemente más de 15% y lo más preferiblemente más de 20%.Supercalendered magazine paper (SC) It usually contains approximately 75% of lignin-rich fiber, such as bleached crushed wood. Sulfite fiber no bleached or semi-bleached sulfate fiber is used as fiber reinforcement. A portion of the lignin-rich fiber can also consist of thermomechanical refinery fiber, with which the Amount of reinforcing fiber may be less. This paper can contain cargo material in an amount of 12 to 30%. The material Loading promotes good smoothness and shine to supercalendered paper. The loading material can consist of kaolin, aluminosilicates, talc, calcium carbonate, both land based and precipitated (PCC), and mixtures of Materials mentioned above. A procedure of Production of advantageous paper according to the invention involves the use of loading materials in amounts of preferably more 5%, more preferably more than 10%, even more preferably more 15% and most preferably more than 20%.

Materias primas para papel prensa habituales consisten en una mezcla de fibras que tiene una porción de pasta papelera química de aproximadamente 10 a 20%, con lo que el resto de la fibra consiste principalmente en pasta papelera mecánica, tal como madera triturada (GW), madera triturada a presión (PGW), madera triturada refinada o pasta papelera termomecánica (TMP), pero también se usa papel residual destintado (DIP) como parte de las materias primas. El papel residual reemplaza a una parte de la pasta papelera mecánica.Common raw materials for newsprint they consist of a mixture of fibers that has a paste portion chemical wastebasket of approximately 10 to 20%, bringing the rest of the fiber consists mainly of mechanical paper pulp, such such as crushed wood (GW), pressure crushed wood (PGW), wood Refined crushed or thermomechanical paper pulp (TMP), but Residual waste paper (DIP) is also used as part of the raw Materials. Residual paper replaces part of the pulp mechanical wastebasket

Las materias primas para papeles revestidos ligeros (LWC) contienen un porcentaje superior de fibra de refuerzo, hasta 50%, y el resto consiste en pasta papelera termomecánica o madera triturada rica en lignina. Las fibras producidas en diversos métodos se blanquean ligeramente, usando la fibra rica en lignina métodos de conservación de lignina conocidos, y usando la pasta papelera química métodos de semiblanqueo. El uso de material de carga en la producción de esta clase de papel no es frecuente. Una excepción también en este caso es el uso de pasta papelera destintada que lleva consigo material de carga habitualmente inevitable, que tiene sus propios efectos sobre las propiedades del papel.Raw materials for coated papers Lightweight (LWC) contain a higher percentage of reinforcing fiber, up to 50%, and the rest consists of thermomechanical paper pulp or crushed wood rich in lignin. The fibers produced in various methods are bleached slightly, using lignin rich fiber known lignin preservation methods, and using pasta Chemical wastebasket semi-bleaching methods. The use of material Loading in the production of this kind of paper is not frequent. A exception also in this case is the use of pulp destined to carry cargo material usually inevitable, which has its own effects on the properties of paper.

El papel fabricado de acuerdo con el método divulgado en esta solicitud al menos se ha acabado a máquina, preferiblemente se ha supercalandrado, y lo más preferiblemente se ha sometido a un tratamiento de acabado usando modernos métodos de calandrado, incluyendo moldeo de sustratos, que producen una calidad de papel igual a o que supera la calidad supercalandrada.Paper manufactured according to the method disclosed in this application at least it has been finished by machine, preferably it has supercalendered, and most preferably has undergone a finishing treatment using modern methods of calendering, including substrate molding, which produce quality of paper equal to or exceeding supercalendered quality.

El alto porcentaje de fibra rica en lignina en el papel disminuye las propiedades de resistencia del papel. Los problemas se contrarrestan tradicionalmente añadiendo al papel, en su fase de producción en la que las fibras todavía forman una base, el llamado almidón de base, es decir almidón que tiene una estructura de cadena íntegra, habitualmente al menos 5 kg/tonelada. El almidón tiene habitualmente propiedades electroquímicas catiónicas, aniónicas o anfóteras corregidas alcanzadas incorporando compuestos a los grupos OH en la estructura monómera del almidón, compuestos que producen propiedades catiónicas, aniónicas o anfóteras. El grado de sustitución (DS) puede ser de 0,01 a 1, habitualmente por debajo de 0,1, con lo que la cadena de almidón permanece íntegra. El uso de un almidón de base apropiado mejora la resistencia del papel requerida, por ejemplo, en la impresión y el revestimiento del papel. Para recibir una alta resistencia para los papeles en cuestión, la utilización de almidón puede ser de hasta 15 kg/tonelada. Especialmente, un papel producido para impresión por transferencia se elabora con un alto porcentaje de almidón de base para alcanzar las propiedades requeridas de resistencia y penetración adecuada de líquidos. La cantidad del almidón aplicada está típicamente por encima de 3 kg/tonelada de fibra.The high percentage of lignin-rich fiber in The paper decreases the strength properties of the paper. The problems are traditionally counteracted by adding to the paper, in its production phase in which the fibers still form a base, the so-called base starch, that is, starch that has a full chain structure, usually at least 5 kg / ton. Starch usually has electrochemical properties cationic, anionic or amphoteric corrected achieved by incorporating compounds to the OH groups in the monomeric structure of the starch, compounds that produce cationic, anionic or amphoteric The degree of substitution (DS) can be from 0.01 to 1, usually below 0.1, so the starch chain remains intact The use of an appropriate base starch improves the paper resistance required, for example, in printing and paper coating. To receive high resistance for papers in question, the use of starch can be up to 15 kg / ton. Especially, a paper produced for printing by Transfer is made with a high percentage of base starch to achieve the required strength properties and adequate penetration of liquids. The amount of starch applied It is typically above 3 kg / ton of fiber.

Sin embargo, un alto porcentaje de almidón en un papel altera las propiedades del papel y limita su capacidad de uso. Un alto porcentaje de almidón hace al papel duro y rígido, con lo que se disminuye su capacidad de compresión. Esto tiene un efecto adverso sobre la capacidad de trabajado de la superficie del papel en el calandrado. El papel también es menos adecuado para el huecograbado, en el que una buena calidad de impresión presupone, además de alta lisura, un cierto grado de compresibilidad. Un papel producido para ser aplicable en la impresión por transferencia poseería una composición de materias primas fibrosas también adecuada para el uso en el huecograbado, pero las propiedades resultantes del uso de almidón impiden el uso del papel para este propósito. En la producción de papel adecuado para huecograbado, es habitual una adición de almidón de base de menos de 1,5 kg/tonelada de fibra.However, a high percentage of starch in a paper alters the properties of the paper and limits its ability to use. A high percentage of starch makes the paper hard and rigid, with which decreases its compression capacity. This has a adverse effect on the work capacity of the surface of the Calendering paper. The paper is also less suitable for gravure, in which a good print quality presupposes, In addition to high smoothness, a certain degree of compressibility. A paper produced to be applicable in transfer printing would possess a composition of fibrous raw materials too suitable for use in gravure, but the properties resulting from the use of starch prevent the use of paper for this purpose. In the production of suitable gravure paper, it is usual a base starch addition of less than 1.5 kg / ton fiber

También se conoce el uso de un almidón catiónico altamente diluido como coloide protector y adyuvante de retención para dispersiones de apresto hidrófobas (tales como AKD). Sin embargo, este método no produce resistencia ni compresibilidad, propiedades que son características del papel producido por el método de la invención.The use of a cationic starch is also known. highly diluted as protective colloid and retention adjuvant for hydrophobic sizing dispersions (such as AKD). Without However, this method does not produce resistance or compressibility, properties that are characteristic of the paper produced by the method of the invention

Los problemas encontrados en papeles producidos a partir de fibras que tienen un alto porcentaje de lignina, y en los que la producción implica tradicionalmente el uso de apresto basado en polisacárido, tal como almidón para apresto interno, de acuerdo con la invención, se obvian añadiendo a la base fibrosa, además de un polisacárido, como un agente que incrementa la hidrofobia, al menos un polímero dispersado que contiene monómeros hidrófobos.The problems found in produced papers from fibers that have a high percentage of lignin, and in those that production traditionally implies the use of sizing based on polysaccharide, such as starch for internal sizing, of according to the invention, they are obviated by adding to the fibrous base, in addition to a polysaccharide, as an agent that increases the hydrophobia, at least one dispersed polymer containing monomers hydrophobic

El nuevo método de acuerdo con la invención, que es aplicable a la producción de clase de papel calandrado y supercalandrado tanto para impresión por transferencia como para huecograbado, implica el uso de la dispersión de polisacárido y polímero mencionada anteriormente.The new method according to the invention, which It is applicable to the production of calendered paper class and supercalendered both for transfer printing and for intaglio, involves the use of polysaccharide dispersion and polymer mentioned above.

La temperatura de formación de película del polímero es preferiblemente de -50ºC a 200ºC, más preferiblemente de -25ºC a 100ºC y lo más preferiblemente de 0 a 80ºC. El uso de tal polímero, además de un polisacárido, o la sustitución de una parte del polisacárido por este polímero, ha dado como resultado una reducción de la rigidez y una mejora en el comportamiento de calandrado del papel y, por consiguiente, ha podido alcanzarse una lisura superior en el papel calandrado, manteniendo todavía inalteradas las propiedades de resistencia del papel. Esto tiene un efecto beneficioso para la capacidad de impresión del papel. Puede producirse papel para adaptarse a la impresión por transferencia, y la mejora adicional en la flexibilidad lo hace adecuado también en el huecograbado.The film forming temperature of polymer is preferably from -50 ° C to 200 ° C, more preferably from -25 ° C to 100 ° C and most preferably from 0 to 80 ° C. The use of such polymer, in addition to a polysaccharide, or the replacement of a part of the polysaccharide by this polymer, has resulted in a reduction of stiffness and an improvement in the behavior of calendering of paper and, consequently, a superior smoothness in the calendered paper, still maintaining The resistance properties of the paper are unchanged. This has a Beneficial effect for the printing ability of the paper. May produce paper to adapt to transfer printing, and the additional improvement in flexibility makes it suitable also in The gravure.

Compuestos aplicables en la producción de la dispersión de polímero incluyen acetato de vinilo, acrilato de butilo y/o 2-etilhexilo, metacrilato de metilo, acrilonitrilo, estireno, alfa-metilestireno y/o butadieno. En la producción de la dispersión también pueden usarse monómeros aniónicos y/o catiónicos polimerizables, tales como diferentes ácidos, aminas y amidas. Ejemplos son ácido acrílico, ácido metacrílico y amida acrílica. La dispersión de polímero consiste preferiblemente en copolímero de acrilato, estireno-acrilato o estireno-butadieno. Preferiblemente, la dispersión de polímero se produce usando técnicas de polimerización en emulsión, en las que la polimerización se efectúa en una solución acuosa. La tecnología de producción se describe, por ejemplo, en el manual: Peter A. Lovell y Mohamed S. El-Aasser, Emulsion Polymerisation and Emulsion Polymers, John Wiley and Sons, pp. 37 a 58.Compounds applicable in the production of the Polymer dispersion include vinyl acetate, acrylate butyl and / or 2-ethylhexyl, methyl methacrylate, acrylonitrile, styrene, alpha-methylstyrene and / or butadiene. In the production of the dispersion can also be used polymerizable anionic and / or cationic monomers, such as Different acids, amines and amides. Examples are acrylic acid, methacrylic acid and acrylic amide. Polymer dispersion preferably consists of acrylate copolymer, styrene acrylate or styrene-butadiene. Preferably, the dispersion polymer is produced using polymerization techniques in emulsion, in which the polymerization is carried out in a solution watery Production technology is described, for example, in the manual: Peter A. Lovell and Mohamed S. El-Aasser, Emulsion Polymerisation and Emulsion Polymers, John Wiley and Sons, pp. 37 to 58.

Almidón, manano, carboximetilcelulosa, poli(acetato de vinilo) y/o emulgadores pueden usarse como un agente estabilizante en la producción de la dispersión de polímero, preferiblemente se usa almidón catiónico y/u oxidado como el agente estabilizante. La producción de la dispersión de polímero que usa almidón como un agente estabilizante se describe, por ejemplo, en la publicación WO 00/46264.Starch, mannan, carboxymethyl cellulose, polyvinyl acetate and / or emulsifiers can be used as a stabilizing agent in the production of the polymer dispersion, preferably cationic and / or oxidized starch is used as the agent stabilizer The production of the polymer dispersion it uses Starch as a stabilizing agent is described, for example, in the Publication WO 00/46264.

La dispersión de polímero puede añadirse de acuerdo con la invención en una cantidad de 0,5 a 20 kg/tonelada de fibra calculada sobre la materia seca de la dispersión y la materia seca total de la composición de fibra. Una cantidad de adición preferida es de 0,5 a 10 kg/tonelada de fibra, y una cantidad de adición más preferida es de 0,5 a 5 kg/tonelada de fibra.The polymer dispersion can be added from according to the invention in an amount of 0.5 to 20 kg / tonne of fiber calculated on the dry matter of the dispersion and the matter Total dry fiber composition. An amount of addition preferred is 0.5 to 10 kg / tonne of fiber, and an amount of Most preferred addition is 0.5 to 5 kg / ton of fiber.

En una aplicación de la invención, el polisacárido puede ser almidón, manano o carboximetilcelulosa (CMC), naturales, anfóteros o catiónicos, donde el grado de sustitución (DS) de los grupos aniónicos y/o catiónicos en la cadena de polisacárido es de 0 a 2. El polisacárido es preferiblemente un almidón catiónico, donde el grado de sustitución (DS) de los grupos catiónicos en la cadena de almidón es de 0 a 1, preferiblemente de 0,01 a 0,4, más preferiblemente de 0,01 a 0,2, aún más preferiblemente de 0,01 a 0,1, y lo más preferiblemente de 0,01 a 0,05. El nivel de viscosidad del polisacárido está por encima de 5 mPas (5%, 60ºC, Brookfield), preferiblemente por encima de 100 mPas, más preferiblemente por encima de 300 mPas y lo más preferiblemente por encima de 400 mPas. Lo más preferiblemente, el polisacárido no ha sufrido dilución sustancial (viscosidad por encima de 400 mPas), y tiene un grado de sustitución catiónica bajo (DS de 0,01 a 0,05). En el procedimiento de la invención, el polisacárido se añade en una cantidad de 0,1 a 15 kg/tonelada de fibra, incluso de 0,1 a 20 kg/tonelada, preferiblemente de 0,5 a 6 kg/tonelada, más preferiblemente de 1,5 a 5 kg/tonelada y lo más preferiblemente de 2 a 5 kg/tonelada de fibra.In an application of the invention, the polysaccharide can be starch, mannan or carboxymethyl cellulose (CMC), natural, amphoteric or cationic, where the degree of substitution (DS) of the anionic and / or cationic groups in the chain of polysaccharide is 0 to 2. The polysaccharide is preferably a cationic starch, where the degree of substitution (DS) of the groups cationic in the starch chain is 0 to 1, preferably of 0.01 to 0.4, more preferably 0.01 to 0.2, even more preferably from 0.01 to 0.1, and most preferably from 0.01 to 0.05 The viscosity level of the polysaccharide is above 5 mPas (5%, 60 ° C, Brookfield), preferably above 100 mPas, more preferably above 300 mPas and most preferably above 400 mPas. Most preferably, the Polysaccharide has not undergone substantial dilution (viscosity by above 400 mPas), and has a low cationic substitution degree (DS from 0.01 to 0.05). In the process of the invention, the polysaccharide is added in an amount of 0.1 to 15 kg / ton of fiber, even 0.1 to 20 kg / ton, preferably 0.5 to 6 kg / ton, more preferably 1.5 to 5 kg / ton and most preferably 2 to 5 kg / ton of fiber.

Cuando se usa una dispersión de polímero, que se estabiliza con un polímero sintético o con monómeros iónicos, se prefiere usar un almidón catiónico como polisacárido, donde el grado de sustitución de los grupos catiónicos es de 0 a 2, preferiblemente de 0,02 a 1, más preferiblemente de 0,03 a 0,7, aún más preferiblemente de 0,05 a 0,5 y lo más preferiblemente de 0,1 a 0,4. El nivel de viscosidad del polisacárido está preferiblemente por encima de 5 mPas (5%, 60ºC, Brookfield), más preferiblemente de 50 a 2000 mPas y lo más preferiblemente de 100 a 500 mPas. El polisacárido más preferido en esta realización es almidón, manano o carboximetilcelulosa (CMC) parcialmente diluidos (viscosidad de 100 a 500 mPas) que tienen un grado de sustitución catiónica relativamente alto (DS de 0,1 a 0,4), especialmente almidón. En la explotación de la invención, las cantidades de adición para este polisacárido están dentro del intervalo de 0,1 a 4 kg/tonelada de fibra, preferiblemente de 0,1 a 3 kg/tonelada de fibra.When a polymer dispersion is used, it is stabilized with a synthetic polymer or with ionic monomers, it he prefers to use a cationic starch as a polysaccharide, where the degree replacement of cationic groups is 0 to 2, preferably from 0.02 to 1, more preferably from 0.03 to 0.7, even more preferably from 0.05 to 0.5 and most preferably from 0.1 to 0.4. The viscosity level of the polysaccharide is preferably above 5 mPas (5%, 60 ° C, Brookfield), more preferably of 50 to 2000 mPas and most preferably 100 to 500 mPas. He Most preferred polysaccharide in this embodiment is starch, mannan or partially diluted carboxymethylcellulose (CMC) (viscosity of 100 at 500 mPas) that have a degree of cationic substitution relatively high (DS 0.1 to 0.4), especially starch. In the exploitation of the invention, the amounts of addition for this polysaccharide are in the range of 0.1 to 4 kg / ton of fiber, preferably 0.1 to 3 kg / tonne of fiber.

Se ha apreciado que al poner en práctica la invención, los intervalos de adición para polisacáridos que tienen los siguientes grados de sustitución son:It has been appreciated that by implementing the invention, the addition ranges for polysaccharides that have The following degrees of substitution are:

Polisacárido catiónico, DSCationic polysaccharide, DS: Cantidad mínima de adición, kg/tonelada de fibraMinimum amount of addition, kg / ton of fiber

de 0,01 a 0,05from 0.01 to 0.05: 22

de 0,05 a 0,3from 0.05 to 0.3: 1one

de 0,3 a 1from 0.3 to 1: 0,50.5

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También es beneficioso usar dos o más polisacáridos diferentes, con lo que las cuotas de adición se aportan para ajustarse a las cantidades mencionadas anteriormente.It is also beneficial to use two or more different polysaccharides, so the addition quotas are they contribute to adjust to the mentioned amounts previously.

La dispersión de polímero y el polisacárido pueden añadirse separadamente, pero se prefiere que la adición a una máquina para fabricar papel sea simultánea, bien como una mezcla acabada o bien conjuntamente desde el mismo punto de adición. Lo más preferido es el uso de una mezcla acabada.The polymer dispersion and the polysaccharide they can be added separately, but it is preferred that the addition to a papermaking machine be simultaneous, either as a mixture finished or together from the same point of addition. The most Preferred is the use of a finished mixture.

La cantidad del polisacárido también puede dividirse en varias partes, con lo que una parte se añade junto con la dispersión de polímero o en una mezcla con la dispersión de polímero. La adición de la dispersión de polímero y el polisacárido conjuntamente garantiza que se mezclen bien y, por consiguiente, que se produzca un papel con propiedades iguales. La adición simultánea mejora además el efecto de la dispersión de polímero, con lo que se mejora la lisura del papel.The amount of the polysaccharide can also split into several parts, so that one part is added along with the polymer dispersion or in a mixture with the dispersion of polymer. The addition of the polymer dispersion and the polysaccharide together it ensures that they mix well and, therefore, that paper with equal properties is produced. Simultaneous addition further improves the effect of polymer dispersion, thereby Improves the smoothness of the paper.

Cuando se pone en práctica la invención, las propiedades hidrófobas del papel pueden incrementarse añadiendo algún otro agente hidrófobo a la base fibrosa además de la dispersión de polímero. Preferiblemente, la adición se efectúa simultáneamente, es decir, desde el mismo punto de adición o como una mezcla acabada. Pueden usarse aprestos de ASA, AKD o resina de trementina, por ejemplo, como tales agentes hidrófobos.When the invention is put into practice, the Hydrophobic properties of the paper can be increased by adding some other hydrophobic agent to the fibrous base in addition to the polymer dispersion Preferably, the addition is effected simultaneously, that is, from the same point of addition or as A finished mix. ASA, AKD or resin sizing can be used. turpentine, for example, as such hydrophobic agents.

La invención se explicará con más detalle por medio de los siguientes ejemplos.The invention will be explained in more detail by middle of the following examples.

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Example 1

Se produjo papel (50 g/m^{2}) usando pasta papelera termomecánica (TMP) blanqueada con peróxido al 100% que tenía un grado de deshidratación de 70ºSR. Se añadió adicionalmente carbonato cálcico aniónico a la base fibrosa como carga en una cantidad de 10% de la composición fibrosa total. La base fibrosa se mezcló con almidón catiónico en cada punto de prueba en una cantidad de 0,2%, teniendo el almidón un grado de sustitución (DS) catiónica de 0,2. En los puntos de prueba 1, 2, 5 y 6, la suspensión fibrosa se mezcló adicionalmente con almidón de base en cantidades de 0,2 ó 0,4% sobre la composición fibrosa, teniendo el almidón un grado de sustitución catiónica de 0,032. El adyuvante de retención usado era Percol 162 e Hydrocol O en las cantidades de 0,02% y 0,17%, respectivamente. La dispersión de polímero usada era copolímero de estireno-acrilonitrilo-acrilato de butilo, que, como un agente estabilizante de la dispersión, contenía almidón catiónico en una cantidad de 20% de la materia seca de la dispersión, almidón que tenía un grado de sustitución de 0,2 con respecto a los grupos catiónicos. Los porcentajes de cada uno de los productos químicos añadidos se calculan como materia seca sobre la materia seca total de la composición fibrosa. Se le dio al papel un acabado a máquina (MF) mediante calandrado.Paper (50 g / m2) was produced using pulp thermomechanical bin (TMP) bleached with 100% peroxide that It had a degree of dehydration of 70ºSR. Was added additionally anionic calcium carbonate to the fibrous base as a charge in a 10% amount of the total fibrous composition. The fibrous base is mixed with cationic starch at each test point in a 0.2% amount, the starch having a degree of substitution (DS) 0.2 cationic. In test points 1, 2, 5 and 6, the suspension fibrous was further mixed with base starch in amounts 0.2 or 0.4% on the fibrous composition, the starch having a cationic substitution degree of 0.032. The retention adjuvant used was Percol 162 and Hydrocol O in the amounts of 0.02% and 0.17%, respectively. The polymer dispersion used was copolymer of styrene acrylonitrile acrylate butyl, which, as a dispersion stabilizing agent, contained cationic starch in an amount of 20% of the dry matter of the dispersion, starch that had a degree of substitution of 0.2 with regarding cationic groups. The percentages of each of the chemicals added are calculated as dry matter over the total dry matter of the fibrous composition. It was given to the paper a machine finish (MF) by calendering.

1one

Los resultados de la prueba muestran que usando la dispersión de polímero puede producirse un papel más flexible, poseyendo todavía el papel una resistencia mejorada similar a la que puede alcanzarse usando almidón. Especialmente, usando una mezcla de almidón y dispersión de polímero, se alcanza la menor rigidez del papel, que es beneficiosa para el huecograbado, y la resistencia de unión interna más alta, beneficiosa para la impresión por transferencia. El uso de la dispersión de polímero también tiene un efecto beneficioso para la porosidad del papel. Un papel más denso impide que un color de revestimiento penetre en las materias primas de papel, lo que mejora las propiedades de revestimiento de un papel.The test results show that using The polymer dispersion can produce more flexible paper, the paper still possessing an improved resistance similar to that It can be achieved using starch. Especially, using a mixture of starch and polymer dispersion, the lowest stiffness of the paper, which is beneficial for gravure, and the resistance of Higher internal bond, beneficial for printing by transfer. The use of polymer dispersion also has a Beneficial effect for the porosity of the paper. A denser paper prevents a coating color from penetrating raw materials of paper, which improves the coating properties of a paper.

Pueden extraerse conclusiones correspondientes sobre la base del siguiente ejemplo 2, en el que la dispersión de polímero, que se desvía del ejemplo previo, se estabiliza mediante un polímero sintético. Puede apreciarse a partir de los resultados de la prueba que cuando se usa la dispersión de polímero, la porosidad y la rugosidad, así como la rigidez del papel calandrado, son inferiores. El uso de la dispersión de polímero tiene un efecto beneficioso también para la resistencia de unión interna y a la tracción del papel.Corresponding conclusions can be drawn based on the following example 2, in which the dispersion of polymer, which deviates from the previous example, is stabilized by a synthetic polymer It can be seen from the results of the proof that when polymer dispersion is used, the porosity and roughness, as well as stiffness of calendered paper, They are inferior. The use of polymer dispersion has an effect also beneficial for internal bonding resistance and paper traction

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Example 2

Se produjo papel (50 g/m^{2}) usando pasta papelera termomecánica (TMP) blanqueada con peróxido al 100% que tenía un grado de deshidratación de 70ºSR. La base fibrosa se mezcló adicionalmente con un almidón de base en una cantidad de 0,2% o 0,4%, almidón que tenía un grado de sustitución (DS) catiónica de 0,2, y con un adyuvante de retención Percol 162 e Hydrocol O, en las cantidades de 0,02% y 0,17%, respectivamente. Como dispersión de polímero se usaba copolímero de estireno-acrilonitrilo-acrilato de butilo-trimetilamonio-cloruro de propilmetacrilamida que incluye etoxilato de alcohol graso sintético como un agente estabilizante. La dispersión de polímero se añadió como una mezcla junto con el almidón de base. El papel fue acabado para corresponder al acabado a máquina (MF) mediante calandrado.Paper (50 g / m2) was produced using pulp thermomechanical bin (TMP) bleached with 100% peroxide that It had a degree of dehydration of 70ºSR. The fibrous base was mixed additionally with a base starch in an amount of 0.2% or 0.4%, starch that had a cationic substitution degree (DS) of 0.2, and with a retention aid Percol 162 and Hydrocol O, in the amounts of 0.02% and 0.17%, respectively. As dispersion polymer copolymer of styrene acrylonitrile acrylate butyl trimethylammonium chloride propylmethacrylamide that includes synthetic fatty alcohol ethoxylate As a stabilizing agent. The polymer dispersion was added. as a mixture together with the base starch. Paper was finished to correspond to machine finishing (MF) by calendering.

22

Example 3

Se produjo papel (60 g/m^{2}) usando pasta papelera termomecánica (TMP) al 70%, que se blanqueaba con ditionito, y pasta papelera kraft de pino al 30% que tenía un grado de deshidratación de 70ºSR. Se añadió además a las materias primas de papel caolín aniónico como carga en una cantidad de 30% de las materias primas fibrosas totales, teniendo el almidón de base un grado de sustitución DS catiónica de 0,035 (Raisamyl 135) en una cantidad de 0,5 %, y Percol 162 como un adyuvante de retención en una cantidad de 0,02%. Como dispersión polímera se usó copolímero de estireno-acrilonitrilo-acrilato de butilo, que como un agente estabilizante contenía almidón catiónico en una cantidad de 35% sobre la materia seca total de la dispersión, almidón que se había sustituido hasta un grado de sustitución de 0,2 con grupos catiónicos. Las cantidades añadidas de cada uno de los productos químicos se calculan como materia seca sobre la materia seca total de la composición fibrosa. Se le dio al papel un acabado supercalandrado (SC), y se midieron los valores de porosidad, lisura y resistencia superficial, con lo que se obtuvieron los siguientes valores.Paper (60 g / m2) was produced using pulp 70% thermomechanical wastebasket (TMP), which was bleached with ditionite, and 30% pine kraft paper pulp that had a grade dehydration of 70ºSR. It was also added to raw materials of anionic kaolin paper as a charge in an amount of 30% of total fibrous raw materials, the base starch having a cationic DS substitution degree of 0.035 (Raisamyl 135) in a 0.5% amount, and Percol 162 as a retention aid in an amount of 0.02%. As the polymer dispersion copolymer was used styrene acrylonitrile acrylate of butyl, which as a stabilizing agent contained starch cationic in an amount of 35% on the total dry matter of the dispersion, starch that had been replaced to a degree of 0.2 substitution with cationic groups. The added amounts of each of the chemicals are calculated as dry matter on the total dry matter of the fibrous composition. It was given to paper a supercalendered (SC) finish, and the values of porosity, smoothness and surface resistance, so They obtained the following values.

33

Los resultados indican que la dispersión de polímero mejora esencialmente la porosidad y la lisura en un papel calandrado, propiedades que son ventajosas en el huecograbado.The results indicate that the dispersion of polymer essentially improves porosity and smoothness in a paper calendering, properties that are advantageous in the gravure.

El uso de una gran cantidad de almidón de base (10 kg/tonelada) en este ejemplo estaba destinado a dar al papel una resistencia de unión interna tan alta como la que sería posible alcanzar mediante un almidón de base. La adición de la dispersión de polímero mejoraría más el valor de resistencia de unión interna, lo que significa que todavía puede alcanzarse el nivel de resistencia previo, a pesar de una cantidad inferior de almidón de base, cuando, además del almidón, se añade una dispersión de polímero a la base fibrosa. De ese modo, el papel producido también es adecuado para el huecograbado.The use of a large amount of base starch (10 kg / ton) in this example was intended to give paper an internal bond strength as high as would be possible reach through a base starch. The dispersion addition polymer would further enhance the internal bond strength value, which means that the level of previous resistance, despite a lower amount of starch than base, when, in addition to starch, a dispersion of fibrous base polymer. In that way, the paper produced also It is suitable for gravure.

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Example 4

Se produjo papel (40g/m^{2}) usando 100% de pasta papelera termomecánica (TMP) blanqueada con peróxido. Además, se usaron carbonato cálcico aniónico en una cantidad de 10% sobre la composición fibrosa total como carga, almidón de base que tiene un grado de sustitución DS catiónica de 0,35 en una cantidad de 0,05, así como Percol 162 e Hydrocol O como adyuvante de la retención en las cantidades de 0,04% y 0,15, respectivamente. La dispersión de polímero era copolímero de estireno-acrilonitrilo-acrilato de butilo, que contiene almidón catiónico como un agente estabilizante de la dispersión en una cantidad de 35% sobre la materia seca de la dispersión, teniendo el almidón un grado de sustitución de 0,2 con relación a los grupos catiónicos. Las cantidades añadidas de cada uno de los productos químicos se calculan en base a la materia seca sobre la materia seca total de la composición fibrosa. Se le dio al papel un acabado a máquina (MF) mediante calandrado. Las pruebas de impresión se efectuaron usando un aparato de laboratorio de Prifbau.Paper (40g / m2) was produced using 100% of thermo-mechanical paper pulp (TMP) bleached with peroxide. Further, anionic calcium carbonate in an amount of 10% over the total fibrous composition as filler, base starch that has a degree of cationic DS substitution of 0.35 in an amount of 0.05, as well as Percol 162 and Hydrocol O as a retention aid in the amounts of 0.04% and 0.15, respectively. The dispersion of polymer was copolymer of styrene acrylonitrile acrylate butyl, which contains cationic starch as a stabilizing agent of the dispersion in an amount of 35% on the dry matter of the dispersion, the starch having a substitution degree of 0.2 with relation to cationic groups. The added amounts of each one of the chemicals are calculated based on dry matter on the total dry matter of the fibrous composition. It was given to paper a machine finish (MF) by calendering. The test of printing was done using a laboratory apparatus of Prifbau

44

Los resultados de la tabla indican que cuando, además del almidón, se añade una dispersión de polímero, puede alcanzarse una calidad de impresión de un cierto nivel de densidad usando una cantidad inferior de color y, de forma correspondiente, una cierta cantidad de color produce una mejor calidad de impresión de la que puede alcanzarse cuando se usa un papel calandrado que se produce sin una adición de dispersión de polímero. Cuando se usaba una dispersión de polímero, el papel también poseía valores de resistencia a la tracción superiores, que también son beneficiosos para un papel calandrado usado para impresión.The results in the table indicate that when, In addition to starch, a polymer dispersion is added, it can achieve a print quality of a certain level of density using a lower amount of color and, correspondingly, a certain amount of color produces better print quality which can be achieved when using calendered paper that is Produces without an addition of polymer dispersion. When used a polymer dispersion, the paper also had values of superior tensile strength, which are also beneficial for a calendered paper used for printing.

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Gloss of the printed surface

55

El brillo del papel siempre es superior cuando la dispersión de polímero se usa en el apresto interno que la que puede alcanzarse usando almidón sólo en el apresto interno.The brightness of the paper is always higher when the polymer dispersion is used in the internal preparation than the one It can be achieved using starch only in internal sizing.

La figura del dibujo adjunto ilustra la penetración de agua dependiente del tiempo sobre papeles calandrados producidos de acuerdo con el Ejemplo 4. Las medidas se efectuaron usando un aparato de DPM (medida de penetración dinámica). Puede extraerse una conclusión, que la dispersión de polímero disminuye la velocidad de penetración de agua, lo que es beneficioso tanto en la impresión como en el revestimiento de papel calandrado. El significado beneficioso de esta característica del papel para procedimientos de impresión se ha descrito en la revista: IPW, Nº 5/99, páginas 72 a 74, Future Demands on Printing Paper. El papel de acuerdo con la invención, producido usando un polisacárido que tiene un grado de sustitución con relación a los compuestos con una carga eléctrica en el intervalo de 0,01 a 1,2, y además la dispersión de polímero mencionada anteriormente, que contiene monómeros hidrófobos, ha resultado ser especialmente adecuado para el uso en huecograbado. Al aplicar la invención, era posible incrementar el porcentaje del polisacárido en un papel adecuado para huecograbado sin un efecto negativo para las propiedades del papel, tales como compresibilidad, requeridas de un papel adecuado para huecograbado. El papel es adecuado para huecograbado incluso cuando el porcentaje del polisacárido está por encima de 1,5 kg/tonelada de fibra, preferiblemente por encima de 2 kg/tonelada, más preferiblemente por encima de 2,5 kg/tonelada, aún más preferiblemente por encima de 3 kg/tonelada, aún más preferiblemente por encima de 3,5 kg/tonelada, aún más preferiblemente por encima de 4 kg/tonelada, lo más preferiblemente por encima de 5 kg/tonelada e incluso por encima de 8 kg/tonelada de fibra.The attached drawing figure illustrates the time dependent water penetration on calendered papers produced according to Example 4. The measurements were made using a DPM device (dynamic penetration measurement). May draw a conclusion, that the polymer dispersion decreases the water penetration rate, which is beneficial both in the printing as on the calendered paper lining. He beneficial meaning of this feature of the paper to Printing procedures have been described in the magazine: IPW, No. 5/99, pages 72 to 74, Future Demands on Printing Paper. The paper of according to the invention, produced using a polysaccharide that has a degree of substitution in relation to compounds with a electric charge in the range of 0.01 to 1.2, and also the polymer dispersion mentioned above, which contains hydrophobic monomers, has proved to be especially suitable for use in gravure. By applying the invention, it was possible increase the percentage of the polysaccharide in a suitable paper for gravure without a negative effect on paper properties, such as compressibility, required of a suitable paper for gravure The paper is suitable for gravure even when the percentage of the polysaccharide is above 1.5 kg / ton fiber, preferably above 2 kg / ton, more preferably above 2.5 kg / ton, even more preferably above 3 kg / ton, even more preferably above 3.5 kg / tonne, even more preferably above 4 kg / ton, most preferably above 5 kg / ton and even above 8 kg / ton of fiber.

Un papel usado en huecograbado habitualmente debe tener un porcentaje de polisacárido en el intervalo de 0,1 a 20 kg/tonelada de fibra, preferiblemente de 0,5 a 10 kg/tonelada de fibra y lo más preferiblemente de 1 a 5 kg/tonelada de fibra. En ciertas aplicaciones, se prefiere usar al menos 3,7 kg/tonelada de fibra.A paper used in gravure usually must have a percentage of polysaccharide in the range of 0.1 to 20 kg / ton of fiber, preferably 0.5 to 10 kg / ton of fiber and most preferably 1 to 5 kg / tonne of fiber. In certain applications, it is preferred to use at least 3.7 kg / ton of fiber.

El grado de sustitución del polisacárido con relación a compuestos con una carga eléctrica tiene una relación con la cantidad del uso dentro de los siguientes intervalos:The degree of substitution of the polysaccharide with relation to compounds with an electric charge has a relationship with the amount of use within the following intervals:

100100

Claims

1. A method for improving the printing capacity of paper and calendered cardboard, especially supercalendered paper, or treated in a similar manner and produced at least partially from lignin-containing fiber, characterized in that a polysaccharide and, moreover, as a Hydrophobic agent, at least one dispersed polymer containing hydrophobic monomers are added to the fibrous base in the production of paper or paperboard.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least a part of the polysaccharide is added simultaneously with the hydrophobic polymer dispersion either as a mixture or at the same point of addition.

3. The method according to claim 1, characterized in that a cationic, non-ionic and / or anionic starch is added as the polysaccharide to the fibrous base.

4. The method according to claim 3, characterized in that a cationic starch having a degree of substitution of 0.02 to 2 in the starch chain is added as the polysaccharide to the fibrous base.

5. The method according to claim 3, characterized in that a cationic starch having a degree of substitution of 0.02 to 0.4 in the starch chain is added as the polysaccharide to the fibrous base.

6. The method according to claim 1, characterized in that cationic, non-ionic and / or anionic mannan is added as the polysaccharide to the fibrous base.

7. The method according to claim 6, characterized in that cationic mannan having a degree of substitution of 0.02 to 2 in the mannan chain is added as the polysaccharide to the fibrous base.

8. The method according to claim 1, characterized in that a polymer dispersion is used, in whose production styrene, butadiene, vinyl acetate, acrylonitrile and / or acrylates, preferably styrene, butadiene and / or acrylates have been used.

9. The method according to claim 1, characterized in that a polymer dispersion is used, in whose production cationic, non-ionic and / or anionic polymers and / or monomers have been used.

10. The method according to claim 1, characterized in that a polymer dispersion is used, in which production a cationic, non-ionic and / or anionic polysaccharide has been used.

11. The method according to claim 10, characterized in that a polymer dispersion is used, in which production a cationic, non-ionic and / or anionic starch has been used.

12. The method according to claim 10, characterized in that a polymer dispersion is used, in which production cationic, non-ionic and / or anionic mannan has been used.

13. The method according to claim 1, characterized in that a polymer dispersion is used, in whose production at least one vinyl monomer has been used.

14. The method according to claim 1, characterized in that a polymer dispersion that has been produced with emulsion polymerization is used.

15. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the polymer dispersion is used in an amount of 0.5 to 20 kg / tonne of paper calculated as the dry matter of the dispersion and the dry matter of the composition Total fibrous

16. The method according to claim 15, characterized in that the polymer dispersion is used in an amount of 0.5 to 10 kg / tonne of paper calculated as the dry matter of the dispersion and the dry matter of the total fibrous composition .

17. The method according to claim 15, characterized in that the polymer dispersion is used in an amount of 0.5 to 5 kg / tonne of paper calculated as the dry matter of the dispersion and the dry matter of the total fibrous composition .

18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a fibrous composition is used in the production of the paper, which consists of chemically treated fiber or destined fiber containing lignin or a mixture of the fiber types mentioned above.

19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that filler material is used in paper production in an amount of more than 5% calculated as dry matter over the total dry matter of the fibrous composition.

20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that filler material is used in paper production in an amount of more than 10% calculated as dry matter over the total dry matter of the fibrous composition.

21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that filler material is used in paper production in an amount of more than 15% calculated as dry matter over the total dry matter of the fibrous composition.

22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that filler material is used in paper production in an amount of more than 20% calculated as dry matter over the total dry matter of the fibrous composition.

23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, in addition to the polymer dispersion, an additional hydrophobic agent is added to the fibrous base.

24. The method according to claim 23, wherein alkenylsuccinic acid is added, as the further hydrophobic agent.

25. The method according to claim 23, characterized in that a turpentine resin sizing is added, as the additional hydrophobic agent.

26. The method according to claim 23, characterized in that an alkyl kethene dimer is added, as the additional hydrophobic agent.

27. The method according to any one of claims 1 to 26, characterized in that the polysaccharide is added to the fibrous base in an amount of 0.1 to 20 kg / tonne of fiber.

28. The method according to claim 27, characterized in that the polysaccharide is added to the fibrous base in an amount of 0.1 to 15 kg / tonne of fiber.

29. The method according to claim 27, characterized in that the polysaccharide is added to the fibrous base in an amount of 0.5 to 6 kg / tonne of fiber.

30. The method according to claim 27, characterized in that the polysaccharide is added to the fibrous base in an amount of 0.1 to 3 kg / tonne of fiber.

31. The method according to claim 27, characterized in that the polysaccharide is added to the fibrous base in an amount of more than 1.5 kg / tonne of fiber.