FI57799B - Foerfarande foer faerdiggoerning av en pappersbana - Google Patents

Description

R3=71 m (Hl KUULUTUSJULICAISU C7700 JET* l'J f"' UTuAeCNINOSSItmFT 3 ' I y y C Patentti myönnetty 10 10 1900 ” Patent aeddelat (S1) Kv.ik.Vo.3 D 21 H 1/10

SUOMI—FINLAND (21) PK«mihdt^-p«**it«»»eknini 383M

(22) HaJcamfepVvl —AnaMcnlnpdtf 11.02.7*+

(23) Alkapilvl—Gllti(h«tsdftg 11.02.7U

(41) Tullut JulklMktl — BIMt «ffwtllg 13.08.7U

PMMtl. ). I^UstvIhftlllttt* «.up. „ M,».,..

Patent· oeh regItterttyrelMn ' ' Aiwakan uttagd och uti.»krifwn puMic«r»d 30.06.80 (32)(33)(31) Pyydetty utuoUcuw-Bugird prtortm 12.02.73 USA(US) 331815 (71) Scott Paper Company, Industrial Highway at Tinicum Island Road,

Pennsylvania, USA(US) (72) Jay Henry Vreeland, Yarmouth, Maine, USA(US) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä paperirainan viimeistelemiseksi - Förfaremde för färdig-görning av en pappersbana

Keksinnön kohteena on menetelmä erittäin kiiltävien päällystettyjen papereiden valmistamiseksi kuumaksianteroimalla ja käyttämällä päällystekoostumuksia, jotka koostuvat pigmenteistä ja synteettisistä polymeerisistä latekseista.

Erittäin kiiltäväpintaisia päällystettyjä papereita voidaan valmistaa käyttämällä vesipitoista päällystekoostumusta, joka sisältää pigmenttiä ja termplas-tista sideainetta, minkä jälkeen kiilto aikaansaadaan päällystettyyn paperiin kuumakalanteroimalla, kuten superkalanteroimalla tai glosskalanteroimalla. Super-kalanteri muodostuu ryhmästä, jossa vuoronperään on teräskalanteroimisteloja ja joustavia vastateloja, sekä laitteet terästelojen kuumentamiseksi tai kehittyneen kitkan vaikutuksesta kuumentuviksi. Useimmiten paperiraina ajetaan sarjan lävitse niin, että se peittää kuumennetun telan huomattavalata osalta telan ympörystä. Vaihtoehtoisesti paperiraina voidaan ohjata suoraan kuumennetun telan ja vasta- 2 57799 telan muodostamaan rakoon johtorullien avulla, Superkalanteroimisessa joudutaan käyttämään suhteellisen suuria viivapaineita telojen välillä, yleensä 179-358 kp/cm ja tyypillisesti 215-286 kp/cm. Teräksisten viimeistelytelojen lämpötilat ovat yleensä 6o-82°C. Samalla kun superkalanteroimisen haittana on päällystetyn paperirainan yhteenpuristuminen ja tiivistyminen kalanteroinnin aikana, on sillä se etu, että nopeus on suurempi ja laitekustannukset pienemmät verrattuina glosskalanteroimiseen, joka tehdään poikkeuksetta välittömästi pääl-lystystoimituksen yhteydessä.

Menetelmään paperipäällysteiden kiilloittamiseksi kuumakalanteroimalla, mikä paperinpäällystysalalla tunnetaan "glosskalanteroimisena", kuuluu kiiltävän pinnan aikaansaaminen paperiin tai vastaaviin raina-aineisiin saattamalla päällystetyn alustan pinta kosketukseen kiilloitetun kiilloitussylinterin kanssa lämpötilaolosuhteissa, jotka ovat riittävät aikaansaamaan hetkellisen pehmentymis-vaiheen pinnalla, minkä vaikutuksesta saadaan aikaan hyvä kiilto liiallisesti alustaa tiivistämättä. Tämä suurempi bulkki verrattuna superkalanteroimalla saatuun lisää valkoisuutta ja opasiteettia, jotka ovat toivottavia ominaisuuksia päällystetyissä painopapereissa ja tekevät mahdolliseksi neliöpainoltaan kevyemmän paperin käyttämisen tietyn paksuuden saavuttamiseksi. Paperia glosskalante-roitaessa levitetään vesipitoinen päällystekoostumus paperirainalle, raina kalan-teroidaan nipissä, joka muodostuu glosskalanterointi- ja joustavan vastasylin-terin väliin ja paperiraina poistetaan kosketuksesta sylinteriin, nipistä tultuaan. Paineolosuhteet glosskalanterinipissä ovat yleensä alempia, esim.

90-161 kp/cm, kuin superkalanterissa ja lämpötilaolosuhteet ovat tyypillisesti korkeammat 135-177°C,

Vesipitoiset paperinpäällystekoostumukset sisältävät yleensä mineraali- komponentin, joka edullisesti vallitsevasti on savea, mutta voi sisältää myös muita mineraalipigmenttejä, kuten titaanidioksidia, sinkkisulfidia tai kalsium- karbonaattia sekä termoplastista sideainetta. Äskettäin on ehdotettu (US-paten- tissa 3 583 88l), että niinsanottuja "kovia" polymeerejä käytettäisiin sitovana aineena paperinpäällystysyhdistelmässä suuren kiillon saamiseksi päällystettyyn paperituotteeseen. "Kovalla" tarkoitetaan, että termoplastisella polymeerillä on suhteellisen korkea näennäinen toinen transitiolämpötila, jota paperinjalos- tusalalla yleisemmin sanotaan lasipisteeksi (T ), joka saadaan piirtämällä 6

Yong'in moduulista lämpötilankestävyyden funktiona.

57799

Jokaisella polymeerillä on oma "lasipisteensä" (T ). Tämä käsite on alalla 6 hyvin tunnettu ja sitä käytetään yleisesti määrittelemään tai kuvaamaan lämpötilaa, jonka yläpuolella polymeeri on saanut riittävästi lämpöenergiaa, jotta molekyylien kiertoliikettä tai huomattavaa vääntövärähtelyä tapahtuu suurimmassa osassa pääketjun sidoksia. Tätä käsittelyä käytetään myös määrittelemään polymeeri -lateksi en "kalvonmuodostami s -vähimmäislämpötilaa" , jonka yläpuolella poly-meerihiukkaset pystyvät pintajännituksen vaikutuksesta vettä haihdutettaessa muodostamaan kalvon. Käytännössä käsite "lasipiste" tai "kalvonmuodostamis-vähimmäislämpötila" kuvaa eräänlaista polymeeri-lateksien sisäistä "sulamispistettä", mutta ei faasinmuutosta, jolloin polymeeri säilyttää ulkoisesti näkyvän kiinteytensä, mutta samalla käyttäytyy enemmän viskoosisen nesteen tavoin pystymällä plastiseen virtaukseen ja elastiseen muodonmuutokseen. Tämän keksinnön tarkoituksia varten käsitettä "lasipiste" voidaan käyttää vaihtoehtoisena ja määriteltynä, kuten polymeerilateksin "kalvonmuodostamis-vähimmäislämpötila". Itseasiassa tämä "lasipiste" käsittää kapean lämpötila-alueen pikemminkin kuin täsmällisen pisteen.

Tästä määritelmästä voidaan havaita, että jos lämpötila T otetaan huoneenlämpötilaksi (20-25°C) on mikä tahansa polymeeri, jonka T on oleellisesti suu- o . . ® rempx kuin T, esimerkiksi 32 C, ei-kalvoamuodostava T:ssa, samalla kun mikä tahansa polymeeri, jonka T on oleellisesti T:n alapuolella, esimerkiksi 16°C, β on suhteellisen hyvä kalvonmuodostaja T:ssä. Tämän keksinnön mukaisesti käytettynä tarkoittaa ilmaisu "kova" sideaineita, joiden T on oleellisesti suurempi kuin huoneen lämpötila ja yleensä niiden T on yli 3Ö°C.

S

Edellä mainitussa US-patentissa 3 583 881 on todettu, että päällysteen tarttumisen estämiseksi glosskalanterissä käytettyyn kuumaan terässylinteriin täytyy sideaineen kaikkien polymeeri-komponenttien keskimääräisen T^:n olla vähintäin 1+3°C. Edelleen on todettu, että päällysteen kuivaaminen suoritetaan lämpötilassa, joka takaa siinä olevan polymeerin yhteensulautumisen, jolloin lämpötila on noin 20-60°C korkeampi kuin päällysteeseen lisäty polymeerin T .

Toinen US-patentti, jonka kohteena on erittäin kiiltävien paperien valmistaminen päällystämällä paperit yhdistelmällä, joka käsittää pigmentin ja "kovan" sideaineen, 3 63^ 298, esittää teoreettisen selityksen, miksi "kovat" sideaineet parantavat kiiltoa. Pigmentti suuntautuu kuivausvaiheen aikana pintajännitysvoi-mien vaikutuksesta, jotka saattavat pigmentti-matriisin minimitilavuuteensa. Tämä on myös piste, jossa suuntautuminen ja kiilto viimeistelemättömässä tilassa ovat suurimmillaan. Sideaineet kuitenkin jähmettävät pigmentin mielivaltaisesti suun- 4 57799 tautuneeksi heti, kun pigmentin sitomista tapahtuu, mikä estää suurimpaan mahdolliseen suuntautumiseen ja kiiltoon pääsemisen ennen kalanteroimista. Tämä sitomisvaikutus alkaa, kun emulsio kuivausvaiheessa on hajonnut ja tapahtuu kalvon muodostumista. Koska kalvonmuodostumis-vähimmäisaika lisääntyy, pitenee aika ennen yhteensulautumista kuivauksessa lisäten siten aikaa suuntautumisen tapahtumiseksi. Tämän perusteella ajatellen kiillon voidaan katsoa olevan lasipisteestä johtuva.

Kuten jälkeentulevasta käy ilmi, on tällainen johtopäätös ainoastaan osittain oikea. Kummassakin edellä mainitussa patentissa esitetään lisäksi, että sideaine yhteensulautetaan kuivausvaiheen aikana, jotta se pitäisi pigmentin paikallaan. US-patentit-3 583 881 sarake U. rivit 18-22; 3 631* 298, sara ke 1, rivit 69-72.

Tässä keksinnössä on havaittu, että ottamatta huomioon alan aikaisempia opetuksia, nimittäin että sideaine tulisi sulauttaa tai saada yhdistymään kuivausvaiheen aikana ja sensijaan varovasti kuivaamalla päällystetty paperiraina T-lämpötilan alapuolella (siten yhteenliittymisen estämiseksi), päästään paljon parempaan kiiltoon jälkeentapahtuvassa kuumakalanteroinnissa.

Tämän keksinnön mukaisesti paperiraina päällystetään koostumuksella, joka sisältää "kovan" polymeerisen sideaineen, kuivataan päällyste lämpötilassa, joka on alempi kuin missä sideaine yhteensulautuu, ja päällyste kalanteroidaan lämpötilassa, joka on korkeampi kuin yhteensulautumislumpötila. Koska sideaine päällysteessä on yhteensulauttamattomana tai vain osittain yhteensulautettuna, ovat päällysteen pigmentit sitomattomina ja pinta sentähden paljon helpommin muovautuva ja pystyy antamaan paljon korkeampiasteisen kiillon, kuin jos sitä olisi kuumennettu T -lämpötilan yläpuolelle ennen reunan tuloa kalanteroimissylinte- 6 reiden väliin.

Toinen tärkeä keksinnön havainto kovia sideaineita käytettäessä on kovuuden ja lämpötilan välinen suhde. Käyrän muodolla, joka saadaan esittämällä kovuus lämpötilan funktiona, on havaittu olevan merkitystä helppouteen ja tehokkuuteen, jolla kovat sideaineet parantavat kiiltoa.

Kuviossa 1 on graafisesti esitetty tämän keksinnön edustavalle kovalle sideaineelle käyrän muoto, joka saadaan ilmaisemalla shorekovuus A lämpötilan funktiona; kuviossa 2 on esitetty käyrän muoto edustavalle pehmeälle sideaineelle, kun shorekovuus A on ilmaistu lämpötilan funktiona; kuviossa 3 on graafisesti esitetty toiselle kovalle sideaineelle käyrän muoto, joka saadaan, kun shorekovuus A ilmaistaan lämpötilan funktiona.

Piirroksiin viitaten on kuviossa 1 huomattava, että alue T on hyvin e lyhyt ja käyrän kaltevuus ylimenossa jäykkyydestä pehmeyteen on erittäin jyrkkä. Hiinpä polymeerit, joilla on kuviossa 1 esitetyn käyrän muodon edustR- 57799 mat kovuus/lämpötila-ominaisuudet, ovat edullisia käytettäviksi tämän keksinnön käytännössä ja esimerkkejä niistä on kuvattu seuraavissa esimerkeissä 1, 2, h ja 5· Tällaiset polymeerit ovat edullisia koska ne tulevat nopeammin juokseviksi joutuessaan kosketuksiin kuumennetun kiilloituspinnan kanssa ja samoin jähmettyvät nopeammin kun raina jäähtyy kiilloituspinnan jätettyään, koska ylimeno takaisin kovaksi tapahtuu hyvin kapealla lämpötila-alueella. Tämä nopea palautuminen kovaksi tekee mahdolliseksi sent että päällyste säilyttää tela-raossa saamansa suuren kiiltävyyden.

Kuviossa 2 esitetty käyrä on tyypillinen pehmeälle polymeerille, jollaista on kuvattu seuraavassa esimerkissä 3 ja jonka on alle kuvassa esitetyn länipötila-alueen. Esitetyllä lämpötila-alueella käyrä osoittaa ainoastaan loi-vuuden, joka on ominainen polymeerien kovuus/lämpötila-suhteelle alueella, joka on melkoisesti polymeerin T :n alapuolella. Voidaan havaita, että kuvion 1

O

esittämän sideaineen kovuus riittävän korkeassa lämpötilassa itseasiassa putoaa alle kuvion 2 esittämän pehmeän sideaineen samassa lämpötilassa. Niinpä on katsottu, että kovilla sideaineilla saavutettava parempi kiilto osittain johtuu siitä, että nämä kovat sideaineet T :ssä olevassa lämpötilassa itse- ££ asiassa ovat pehmeämpiä kuin pehmeät sideaineet ja tästä syystä antavat parempia tuloksia vaikka ne yhteensulautettaisiinkin ennen kiilloittamista.

Kuviossa 3 esitetyn sideaineen tapauksessa, samalla kun T - alue on hy-vin lyhyt ja käyrän kaltevuus ylimenoalueella on hyvin jyrkkä, on kovuuden muutos vähäisempi kuin kuviossa 1 kuvatussa tapauksessa. Kuvion 3 käyrä osoittaa, että jopa silloinkin kun tämä polymeeri on "pehmeässä tilassaan, se ei ole yhtä helposti muovattavissa kuin kuvion 1 edustama polymeeri. Niinpä kuvion 3 edustaman tyyppinen aine on vähemmän edullinen käytettäväksi tässä keksinnössä kuin kuviossa 1 esitetty, koska aine on kovempaa pintaviimeistelylämpötilassa ja siten vaikeammin muovattavissa.

Samalla kun kuvioissa 1 ja 3 esitetyt käyrät kuvaavat polymeeriä itseään, voidaan myös yhdistelmän, joka sisältää pigmenttiä ja sideainetta, kovuus /lämpötila-ominaisuuksia myös mitata. Syntyneen käyrän muoto on korreloitavissa kiiltoon, joka saatiin käyttämällä päällysteseosta.

Tämän keksinnön ytimenä on, että kovan sideaineen tehokkuus suurta kiiltoa antamaan paperin päällysteseoksissa käytettynä ei johdu ainoastaan sideaineen kemiallisesta koostumuksesta tai sen lasipisteesta, vaan ensisijaisesti kovuuden muutoksen terävyydestä ja suuruudesta T :ssä, lasipisteessä. Tässä 6 keksinnössä edulliset sideaineet ovat kovia lämpötiloissa T :n alapuolella ja 6 hyvin pehmeitä lämpötiloissa T :n yläpuolella.

Tämän keksinnön mukaisesti levitetään vesipitoista päällysteseosta, joka sisältää paperinpäällystyspigmenttiä sideaineessa, joka pääsisiallisesti 6 57799 käsittää polymeeri-lateksin, jonka T on suurempi kuin 3Ö°C, ja kuivataan 6 sellaisissa olosuhteissa, että päällysteen pinnan lämpötila pysyy T :n alapuo- 6 lella ja päällystetty paperi pintaviimeistellään, lämpötilassa, joka on T :n β yläpuolella. Kuten tästä huomataan, voidaan päällystyksen kuivaukseen käytettävä ilma kuumentaa lämpötilaan, joka on oleellisesti T :tä korkeampi. Vaikka-

O

kaan ilmiötä ei ole yleisesti tutkittu, voi paperirainan pinnan lämpötila tosiasiassa, esimerkiksi nopeasti toimivassa ilmakui vaimea s a, havaintojen mukaan olla noin 38° C alempi kuin kuivaajassa kiertävän ilman. Selitys tähän lämpötilaeroon on, että päällyste jäähtyy siitä tapahtuvan veden haihtumisen vaikutuksesta (haihtumisjäähtyminen). Rainan pintalämpötila ei saavuta kierto-ilman lämpötilaa ennenkuin pääasiallisesti kaikki kosteus on haihtunut päällystetystä rainasta. Kuten alaan perehtyneelle on selvää, ei päällystetyn rainan kosteutta tarvitse alentaa tällaiseen kuivausasteeseen kalanteroimista varten. Niinpä voidaan huomata, että nopea kuivaaminen voidaan saada aikaan käyttämällä erittäin kuumaa ilmaa, mutta kuivaaminen voidaan suorittaa tämän keksinnön mukaisesti, esimerkiksi lämpötilassa alle T^:n, poistamalla päällystetty raina kuivaajasta ennen jäähdyttävän haihtumisen päättymistä.

Ilmaisu "käsittää pääasiallisesti”, kuten sitä tässä on käytetty, osoittaa, että sideaine vaikuttavuudeltaan kokonaan on kovaa, termoplastista tyyppiä. Sideaine-komponentti voi sisältää vähäisen osan muuta kuin kovaa termoplastista tyyppiä edellyttäen, että tämän määrä on vähäisempi kuin mikä pigmentin sitomiseen tarvitaan. Yleensä tämä välttämätön määrä on alle 5 % laskettuna 100 osaa kohti pigmenttiä, mutta voi vaihdella sideaineen määrän mukaan, joka adsorboituu paperirainaan. Jos käytetään pehmeätä polymeeriä määrä, joka on riittävä sitomaan pigmentin, mäksimikiiltoon ei päästä.

Lisäkohtana keksinnössä on, että viimeisteltyyn päällysteeseen saadaan kehittymään useita ainutlaatuisia ja toivottavia ominaisuuksia. Uskotaan, että lopullinen kaivorakenne, joka saadaan aikaan keksinnön mukaisella menetelmällä, on erilainen kuin tavallisilla pehmeillä sideaineilla eaadut. Kuuma pintaviimeistely ei aivan täydellisesti sulauta lateksi-hiukkaaia yhteen kiinteäksi läpäisemättömäksi kalvoksi vain muodostavat kalvon, jota voitaisiin luonnehtia "mikrohuokoiseksi" ja jossa lateksi-hiukkaset ovat sulautuneet yhteen mutta muodostavat puoliyhtenäisen rakenteen.

Tällainen kalvo, sen lisäksi, että se varmasti sitoo pigmentin, antaa paperipäällysteille tiettyjä erittäin haluttuja ominaisuuksia. Päällystetyn paperin eräänä käyttömuotona on olla tasaisena pintana jälkeenpäin tapahtuvaa kiiltoväripainatusta varten. Muuan tärkeä tällaisen päällysteen ominaisuus on, että sillä on hieno huokoinen rakenne, mikä saa aikaan musteen tarttumisen päällysteen kapillaarivaikutuksen ansiosta useampinakin painomustekerroksina. Tämä ominaisuus vähentää painettujen kuvien taipumusta siirtyä tai "leimautua" 7 57799 seuraavan arkin takapintaan kun painoarkit kootaan painatuspuristimella. Tämän keksinnön tuloksena pystytään tarjoamaan päällystetty paperi, jolla on erinomaiset painomusteen imeyty s omi nai s uude t verrattuna tavanomaisiin päällystettyihin papereihin.

Toinen etu tällaisesta rakenteesta on, että saadaan papereita raina-siirto-painatusta varten. Jotta paperi olisi riittävän kestävä kupliutumista vastaan, sen huokoisuuden tulee olla riittävä laskemaan pois arkkikosteus, jonka uunikuivaimien korkeat lämpötilat siitä poistavat. Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan käytännössä tuote, jolla on erinomainen kestävyys kupliutumista vastaan verrattuna samanlaisiin päällystettyihin papereihin, jotka on valmistettu käyttäen tavanomaisia pehmeitä sideaineita.

Alaan perehtyneiden auttamiseksi tutustumaan tämän keksinnön käytäntöön esitetään valaisevina seuraavat toimintamallit. Keksinnön mukaisesti päällystettävä perusaine tai kuitumainen selluloosasubstraatti voi olla joku monista eri tyypeistä riippuen tuotteen käyttötarkoituksesta. Se voi olla massaliimat-tu tai pintaliimattu tuote ja voi painoltaan vaihdella kevyestä paperista, kuten aikakausilehtipaperista, kartonkiin. Kuten alaan perehtyneet hyvin tietävät , on korkeatasoisen pintaviimeistelyn aikaansaamiseksi suotavaa esipäällys-tää viimeisteltävä pinta. Tällaisen esipäällysteen koostumuksen eikä edes sen läsnäolon ole katsottu olevan tämän keksinnön kannalta ratkaiseva seikka.

Samalla kun tässä kuvauksessa mainitaan paperin yhden pinnan päällystäminen, voivat molemmat pinnat olla näin päällystettyjä, jos niin halutaan. "Rii-si", kuten sitä tässä käytetään, tarkoittaa 310 m :ä. Kaikki painot on ellei toisin ole ilmoitettu, laskettu kuiva-ainepohjalta. Kaikki tässä esitetyt kiiltolukemat saatiin 75°:ssa TAPPI-standardin T-U80 ts-65 mukaisesti.

Keksinnön periaatteet, ominaisuudet ja edut tulevat yksityiskohtaisemmin ymmärrettäviksi seuraavien spesifisten esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Massaliimattu raakapaperi esipäällystettiin kummaltakin puoleltaan tavan- 2 omaisella paperinpäällysteseoksella, joka käsitti tärkkelystä ja savea 3,8 g/m puolta kohti.

Valmistettiin päällysteseos, jonka koostumus oli seuraava:

Paino-osia

Mineraali-pigmenttiä 100 tetranatriumpyrofosfaattia (dispergoimisaine) 0,15 poly vi nyy 1 i as et aat t i -emuls i ot a ^ 20 T = k9°c e

Vettä riittävä määrä antamaan päällysteseos, jonka kiintoainepitoisuus on 65 % ^^"Gelva E-900", tuottaa Monsanto, 3 57799 ja siveltiin nopeudella 7»6 m/s esipäällystetyn rainan toiselle puolelle laa-haavalla virtauspäällystyskaapimella nopeudella, jolla päällystysvahvuudeksi saadaan 10 g/m . Välittömästi päällysteen levittämisen jälkeen se kuivattiin johtamalla ilmakuvun läpi, joka sisälsi nopeasti kiertävää noin 113°C:een kuumennettua kiertoilmaa sellaisissa olosuhteissa, että päällysteen lämpötila haihtumisjäähtymisen ansiosta ei ylittänyt lämpötilaa kO°C.

Kuivattu arkki johdettiin neljän peräkkäisen Gloss-kalanterinippien läpi johtorullien avulla, joita käytettiin ohjaamaan raina nippeihin. Kalan-teroimissylinterin lämpötila oli l60°C ja telojen viivapaine noin 89,5 kp/cm. Pintapäällysteen kiilto neljän sylinteriväliläpäisyn jälkeen Gloss-kalante-rissa oli 77"78.

Jos tämän esimerkin päällystetty paperi kuivataan lämpötilassa, joka on korkeampi kuin T^, esimerkiksi 150°C ilmastoituna ^5 #ϊη suhteellisessa kosteudessa ja jälkikäsiteltynä kuten edellä on kiiltolukema noin 10 yksikköä alempi.

Jos tämän esimerkin päällystetyn ja kuivatun paperirainan viimeistely- käsittely suoritetaan superkalanteroimalla, Gloss-kalanteroimisen asemesta, on kiilloitetun päällysteen kiilto 80. Jos tämän esimerkin päällystetty paperi kuivataan lämpötilassa, joka on korkeampi kuin T , esimerkiksi 150°C, δ ilmastoituna U5 #:n suhteellisessa kosteudessa ja kiilloitettu superkalanteroimalla, on kiiltolukema noin 7^.

Esimerkki 2

Valmistettiin päällysteseos, jonka koostumus oli seuraava:

Paino-osia

Mineraalipigmenttiä 100 tetranatriumpyrofosfaattia 0,15 (2) s ty reeni -l s opreem -s ekapolymeen-emuls ι ot a 20 T = 50°C δ vettä riittävä määrä antamaan päällysteseos, jonka kiintoainepitoisuus on 65 % (2) "XD 3709,08" tuottaa Dow Chemical Company kiintoainepitoisuudeltaan UU-#:isena ja levitettiin esimerkin 1 esipäällystetylle raakapaperille samalla tavalla ja samanpainoisena kuin esimerkissä 1. Päällysteen levittämisen jälkeen paperi kuivattiin ja viimeisteltiin kuten esimerkissä 1. Kalanteroimisen jälkeen oli päällysteen pintakiilto 76.

Jos tämän esimerkin päällystetty paperi kuivataan lämpötilassa, joka on korkeampi kuin T , esimerkiksi 150°C, ilmastoituna ja viimeisteltynä kuten edellä, on kiiltolukema noin 10 yksikköä alhaisempi.

9 57799

Esimerkki 3

Valmistettiin päällysteseos» jolla oli aeuraava koostumus

Paino-osia

Mineraalipigmenttiä 100 tetranatriumpyrofosfaattia 0,15 styreeni-butadieeni-lateksia lö

T « lö°C S

vettä riittävä määrä antamaan päällysteseos, jonka kiintoainepitoisuus on 6 2 % v 620" tuottaa Dow Chemical Company ja levitettiin esimerkin 1 esipäällystetylle raakapaperille samalla tavalla ja saman painoisena kuin esimerkissä 1. Päällysteen levittämisen jälkeen paperi kuivattiin (edellämainittu lämpötila T ) ja viimeisteltiin kuten esimerkissä 1. Gloss-kalanteroidun paperin kiilto oli 50.

Kuten edellä mainittiin, saadaan tällä keksinnöllä päällystettyjä papereita, joilla on erinomaiset painomusteen imeytymisominaisuudet verrattuina tavanomaisesti päällystettyihin papereihin. Tätä painomusteen imeytyskykyä voidaan kuvata testillä, joka ei ole standardisoitu testi, mutta on kuitenkin käyttökelpoinen vertailutarkoituksiin, ja sitä voidaan kuvata seuraavasti. Ennalta määrätty määrä spesifistä kaupallista painomustetta levitetään tasaiseksi kalvoksi testattavalle paperille. Säännöllisin väliajoin musteen levittämisen jälkeen paperiin, painomusteella käsiteltyä näytettä puristetaan pintaa vasten (jonka koostumus pysyy muuttumattomana joka kerran) yhtäläisissä olosuhteissa. Pinnalle siirtyneen painomusteen tiheys mitataan optisesti ja se edustaa imey-tyskyvyn määrää. Testin loppumispiste tapahtuu ajankohtana, jolloin siirtyneen painomusteen tiheys saavuttaa ennalta määrätyn arvon. Aikaa, joka kuluu mustekalvon levittämisestä testattavalle paperille siihen kunnes mueteen imey-tymistiheys saavuttaa hyväksyttävän arvon, sanotaan "painomusteen imeytymis-ajaksi".

Kuvaavana esimerkkinä mainittakoon, että esimerkissä 1 kuvattu Gloss-kalanteroitu arkki antoi musteenimeytysajaksi 275 sekuntia, mitattuna edellä-mainitulla testillä, kun taas esimerkin 3 gloss-kalanteroitu arkki antoi arvoksi 1,075 sekuntia.

Kuten edellä todettiin, tarjoaa tämä keksintö samalla tuotteen, jolla on erinomainen kestävyys kupliutumista vastaan verrattuna papereihin, jotka on päällystetty yhdistelmillä, jotka sisältävät tavanomaisia pehmeitä sideaineita. Kestävyyttä kupliutumista vastaan voidaan kuvata suorittamalla seuraava vertailu. Yhtenäinen mustekalvo levitetään kummallekin puolelle testattavaa arkkia, joka on ilmastoitu standardin mukaisessa suhteellisessa kosteudessa ja 10 57799 lämpötilaolosuhteissa. Kaupallisissa raina-offsetpainopuristimissa vallitsevien olosuhteiden simuloimiseksi musteella käsitelty arkki sitten välittömästi ajetaan kuumennetun uunin läpi sen kupliutumistaipumusten testaamiseksi. Näytteen pintalämpötilaa tarkkaillaan ja kupliutuminen arvostellaan silmämääräisesti.

Kokeessa todettiin, että esimerkin 1 gloss-kalanteroitu arkki näin testattuna osoittautui kupliraattomaksi lämpötilassa lU9°C, kun taas esierarkin 3 Gloss-kalanteroidussa arkissa näkyi selvää kupliutumista lä2°C:ssa.

Esimerkki h

Valmistettiin päällysteseos, jolla oli seuraava koostumus:

Paino-osia

Savea 100 tetranatriumpyrofosfaattia 0,15

(M

akryylipolymeeri-emulsiota 16

T = 68°C S

vettä riittävästi antamaan päällysteseos, jonka kiintoainepitoi3uus on 63 % ^ "B-83" tuottaa Rohm & Haas Company kiintoainepitoisuudeltaan kU #:sena ja levitettiin esimerkin 1 esipäällystetylle raakapaperille laahaavalla virtaus-

O

päällystyskaapimella nopeudella, jolla päällystysvahvuudeksi saadaan 12 g/m~. Päällysteen levittämisen jälkeen raakapaperi jaettiin kahteen osaan. Toista osaa ilmakuivattiin huoneenlämpötilassa yli yön ja toista uunikuivattiin yksi minuutti 150°C:ssa.

Kuivaamisen jälkeen kumpikin osa kiilloitettiin Gloss-kalanteroimalla. Gloss-kalanteroiminen tapahtui ajamalla kuivattua, päällystetty raina kolmen peräkkäisen Gloss-kalanteritelaparin raon läpi. Kalanteroimissylinterin lämpötila oli ll8°C ja sylintereiden välinen viivapaine oli Jl,6 kp/cm. Ilmakuivatun päällysteen kiilto oli kalanteroinnin jälkeen 63 ja uunikuivatun päällysteen pinnan kiilto 57·

Esimerkki 5

Valmistettiin päällysteseos, jolla on seuraava koostumus:

Paino-osia

Savea 100 tetranatriumpyrofosfaattia 0,05 akryylipolymeeri-emulsiota^^ l6 T = 103°C δ vettä riittävä määrä antamaan päällysteseos, jonka kiintoainepitoisuus on 63 % ^ "B-85", tuottaa Rohm & Haas Company 11 57799 ja levitettiin esimerkin k esipäällystetylle raakapaperille samalla tavalla ja saman painoisena kuin esimerkissä ä. Päällysteen levittämisen jälkeen paperi sitten kuivattiin ja viimeisteltiin kuten esimerkissä 1.

Ilmakuivatun päällysteen pinnan kiilto oli kalanteroimisen jälkeen 6k ja uunikuivatun päällysteen pinnan kiilto 56·

Claims (4)

12 57799

1. Menetelmä paperirainan viimeistelemiseksi päällystämällä ainakin paperirainan toinen puoli vesipitoisella koostumuksella, joka käsittää paperin päällystyspigmentin ja sideaineen, joka koostuu oleellisesti polymeerilateksista, jonka lasipiste T on yli 38°C, kuumentamalla ja kuumakalanteroimalla, tunnettu siitä, että (1) päällyste kuivataan lämpötilassa, joka on alempi kuin polymeerin lasipiste T^, (2) päällyste viimeistellään kuumakalanteroimalla sinänsä tunnetulla tavalla lämpötilassa joka on korkeampi kuin polymeerin laeipiste T .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään sideainetta, jonka kovuus/lämpötila-suhde on kuviossa 1 esitetyn mukainen* 3* Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sideaine on vinyyliasetaatti-, styreeni-isopreeni- tai akryylipolymeerilateksi. 4* Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällyste viimeistellään glosskalanteroi-malla. 3* Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällyste viimeistellään superkalanteroimalla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisessa menetelmässä käyttökelpoinen vesipitoinen paperinpäällystyskoostumus, joka käsittää paperinpäällystyapigmentin ja sideaineen, tunnettu siitä, että sideaine koostuu oleellisesti polymeerilateksista, jonka on yli 38°C ja jonka kovuus/lämpötila-suhde on kuviossa 1 esitetyn käyrän mukainen. 7* Patenttivaatimuksen 6 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että sideaine on vinyyliasetaatti-, styreeni-isopreeni- tai akryylipolymeerilateksi.