FI81158C - Papper eller papp avsedda foer offsettryckning. - Google Patents

Description

1 81158

Offsetpainopaperit tai -pahvit

Keksintö koskee selluloosakuituperustaisia papereita tai pahveja ja tarkemmin sanottuna uutta menetelmää sellaisten papereiden tai pahvien valmistamiseksi, jotka soveltuvat hyvin offsetpainantaan ja erityisesti offsetrotaatio- ja edelleen tarkennettuna offsetrullarotaatiopainantaan.

Keksintö koskee myös laitetta menetelmän suorittamiseksi sekä papereita tai pahveja (yksinkertaisuuden vuoksi seuraavassa käytetään vain termiä "paperi"), jotka on valmistettu mainitulla menetelmällä.

Offsetpainanta ja erityisesti offsetrotaatiopainanta on eräs ajankohtaisimmista painomenetelmistä ja myös eräs niistä, joiden kasvuprosentti on korkein. Sen vuoksi pyritään valmistamaan yhä erilaisempia offsetrotaatiopainantaan soveltuvia papereita, joiden neliömetripainot ovat mitä erilaisimpia ja jotka ovat joko himmeäpintaisia tai kiiltäviä ja viimeksi mainitussa tapauksessa aina vain kiiltävämpiä.

Offsetpainantaan soveltuvat paperit ovat päällystettyjä papereita, toisin sanoen papereita, jotka on päällystetty toiselta tai molemmilta puoliltaan yhdisteellä, joka sisältää väriaineita ja sideaineita. Päällystyksen jälkeen paperit kuivataan määrättyyn vesipitoisuuteen, esimerkiksi 6 painoprosenttiin paperin painosta papereissa, joiden neliömetripaino on pieni, 2 toisin sanoen alle 100 g/m . Tämä kuivaaminen tapahtuu ennen mahdollista kalanterointia.

Tämä vesipitoisuus määrätään erityisesti sen mukaan, mihin paperi on tarkoitettu, eli joko offsetrotaatiopainantaan tai offsetlaakapainantaan.

Offsetrotaatiopainannassa nimittäin paperin tultua painokoneesta painettu paperi kuivataan nopeasti painoväreissä olevien haihtuvien aineiden haihduttamiseksi ja painovärien 2 81158 kovettamiseksi. Tämän nopean kuivaamisen aikana, joka tapahtuu käyttämällä paperi uunissa, jonka lämpötila on tavallisesti yli 200°C, paperin lämpötila nousee yli 100°C:een ja sen sisältämä vesi pyrkii haihtumaan. Haihtumista estävät kuitenkin päällystyskerrokset ja ennen kaikkea tämäntyyppisessä painannassa käytettävät painovärit, sillä vesihöyry jää näiden kerrosten sisään; se muodostaa siellä rakkuloita ja paperi saattaa jopa puhjeta. Painettu paperi on tällöin käyttökelvotonta. Tällaista tapahtuu pääasiassa silloin, kun paperin vesipitoisuus on suhteellisen korkea, ja ennen kaikkea silloin, kun käytetään papereita, jotka on päällystetty usealla päällystyskerroksella ja joiden neliömetripaino on suuri: on esimerkiksi todettu, että tällaista ilmenee silloin, kun vesi- 2 määrä on suurempi kuin noin 5 grammaa vettä/m paperia huokoisuuden ollessa noin 120 sekuntia. Tämä huokoisuus mitataan BEKK-laitteella, joka mittaa miten nopeasti 10 cm^ ilmaa kulkee 2 1 cm läpi paperia 0,5 ilmakehän alipaineella. Luonnollisesti kun paperi on huokoisempaa, toisin sanoen kun sen huokoisuus on alle 120 sekuntia, näitä vahinkoja saattaa tapahtua, kun 2 vesipitoisuus on suurempi kuin 5 grammaa/m paperia. Sitä vastoin jos paperi on vähemmän huokoista, pienempikin vesipitoisuus saattaa olla syynä näihin vahinkoihin.

Offsetlaakapainannassa kuivaaminen painamisen jälkeen kestää tavallisesti pitempään ja se tapahtuu ilman suuria lämpökalo-reita eikä paperin rakkuloitumista ja puhkeamista tapahdu.

Niinpä kaikenlaisen rakkuloitumisen välttämiseksi on päädytty kuivaamaan paperi riittävästi päällystämisen jälkeen ja ennen mahdollista kalanterointia, toisin sanoen kuivaamaan se sellaiseksi, että sen vesipitoisuus on pieni, mitä soveltuvuus offsetrotaatiopainoon edellyttää.

Tähän voimakkaaseen kuivaamiseen liittyy useita haittatekijöitä.

Kuivaus kohdistuu koko paperirainaan, joka saattaa olla tarkoitettu useammanlaiseen käyttöön, joiden osalta vaadittava

II

3 81158 kuivausaste saattaa vaihdella. Tavallisesti muodostetaankin halkaisupisteessä yhdestä leveästä paperirullasta useita kapeampia rullia. Näin voidaan esimerkiksi 3,70 m leveästä paperirullasta muodostaa kolme 1 m:n levyistä offsetrotaatio-painoon tarkoitettua paperirullaa ja yksi 65 cm leveä offset-laakapainoon menevä rulla.

Tällöin offsetlaakapainoon menevän paperin vesipitoisuus on sama kuin offsetrotaatiopainantaan tarkoitetun paperin, toisin sanoen pieni vesipitoisuus, joka ei ole välttämätön offsetlaaka-painannassa. Näin tuhlataan varsin merkittävä määrä energiaa.

Lisäksi paperien pieni vesipitoisuus ennen kalanterointia on epäedullinen erittäin kiiltävän paperin saamisen kannalta. Kiillon aiheuttavat useat eri tekijät. Ensimmäinen tekijä on käytetyn päällystysyhdisteen koostumus, joka käsittää kiven-näisväriaineita kuten kaoliinia, kiiltovalkoista tai kalsium-karbonaattia, joiden raekoostumus ja muoto ovat käyttöön sopivat. Toinen tekijä, joka vaikuttaa papereiden kiiltoon, on kalanterointi, joka puristuksen ja lämpötilan vaikutuksesta antaa papereille hyvän sileyden, johon liittyy kiilto. Voimakkaampi kiilto voidaan kuitenkin saada aikaan vain, jos otetaan huomioon myös kolmas tekijä, joka on papereiden vesipitoisuus ennen kalanterointia. Jos vesipitoisuus on alle 6 % ennen kalanterointia, saadaan vain heikko kiilto, toisin sanoen vain noin 50 luokkaa oleva kiilto, joka arvo on mitattu Gardner-laitteella, joka mittaa prosentteina paperin pinnasta heijastuneen valon ja sen pintaan suunnatun valon, jonka tulovoimak-kuus on lOO, suhteen 75° asetuskulmassa.

Jotta saataisiin erittäin kiiltävää paperia, jonka kiilto olisi esimerkiksi 70, paperin vesipitoisuuden on ennen kalanterointia oltava suurempi kuin noin 6 painoprosenttia paperin painosta. Mutta edellä jo todettiin, että paperi, jonka vesipitoisuus on suuri, ei sovellu hyvin offsetrotaatiopainantaan.

4 81158

On kylläkin ehdotettu offsetpainannan jälkeisen kuivaus-vaiheen muuttamista korvaamalla äkkikuivaus hellemmällä kuivauksella, jotta paperin sisältämä vesi haihtuisi hitaasti ja vähitellen. Tässä tapauksessa kuitenkin painonopeus hidastuu ja/tai kuivausuunia joudutaan pidentämään ja se vie tällöin huomattavan tilan; lisäksi tämäntyyppinen kuivaus kuluttaa enemmän energiaa.

Tämän keksinnön avulla vältetään mainitut haitat ja siinä ehdotetaan uutta papereiden (tai pahvien) valmistusmenetelmää, joka tekee ne soveliaiksi offsetpainantaan, sekä offsetrotaa-tiopainantaan että offsetlaakapainantaan, ja joka säästää energiaa ja soveltuu yhtä hyvin himmeäpintaisiin kuin kiiltäviin ja erittäin kiiltäviin papereihin.

Keksinnön mukaan offsetpainantaan sopiva paperi valmistetaan suorittamalla peräkkäin seuraavat työvaiheet: - valmistetaan sinänsä tunnetulla tavalla paperi, joka käsittää selluloosakuituperustaisen paperipohjan, - päällystetään ainakin paperin toinen puoli ainakin yhdellä päällystysyhdisteellä, joka sisältää väriaineita ja sideaineita , - paperi kuivataan rajoitetusti päällystyksen jälkeen, niin että sen vesipitoisuus jää suureksi, - päällystetty paperi mahdollisesti kalanteroidaan, - kuivataan toisen kerran, mahdollisen kalanteroinnin jälkeen, vesipitoisuuden vähentämiseksi haluttuun arvoon.

Ensimmäinen, kalanterointia ennen tapahtuva kuivaus on rajoitettu kuivaus, joka jättää paperin vesipitoisuuden suuremmaksi kuin noin 6 paino-% ja noin 7 painoprosentin luokkaan, jolloin tarvittaessa saadaan erittäin kiiltävää paperia. Lisäksi tämä rajoitettu kuivaus on tavallisesti riittävä paperille, joka on tarkoitettu offsetlaakapainantaan.

Toisen keksinnön mukaisen kuivauksen, joka tehdään mahdollisen kalanteroinnin jälkeen, toisin sanoen sen jälkeen kun paperi on tullut viimeiseltä puristintelalta, tarkoituksena li s 81158 on supistaa vesipitoisuus haluttuun arvoon, toisin sanoen määrättyyn arvoon, jonka jälkeen ei ole enää mitään vaaraa paperin rakkuloitumisesta tai puhkeamisesta offsetrotaatio- painantamenetelmän aikana. Molemmilta puolin päällystetyn paperin, jonka huokoisuus on 120 sekuntia, mainittu vesipi- 2 toisuuden arvo on noin 5 g/m . Tämä arvo saattaa olla suurempi, jos paperi on huokoisempaa, ja pienempi, jos paperi on vähemmän huokoista.

Edullisesti toinen kuivaus suoritetaan vain osalle paperirataa, esimerkiksi sille osalle, joka on tarkoitettu offset-rotaatiopainoon.

Mieluiten toinen kuivaus suoritetaan halkaisun jälkeen ja edullisesti itse halkaisupaikalla heti sen jälkeen, kun paperi-rata on leikattu pituussuunnassa useampaan leveyteen mahdollisesti eri käyttöön tarkoitettujen paperirullien muodostamiseksi, nimittäin offsetrotaatiopainoon tarkoitettujen ja offset-laakapainoon tarkoitettujen rullien muodostamiseksi. Tässä tapauksessa toinen kuivaus suoritetaan ainoastaan määrätyille rullan leveyksille, erityisesti niille, jotka ovat tarkoitetut offsetrotaatiopainantaan.

Toisen kuivauksen puitteissa voidaan jokaisen leveyden tai leveysryhmän kuivaaminen suorittaa vielä eri tavoin ja/tai eriasteisena riippuen niiden myöhemmästä käyttötarkoituksesta.

Ensimmäinen kuivaus, joka tapahtuu päällystyksen jälkeen ja ennen kalanterointia, voidaan suorittaa perinteisellä tavalla kuljettamalla päällystetty paperirata kuumasylintereiden välistä.

Toinen, keksinnön mukainen kuivaus, joka tapahtuu mahdollisen kalanteroinnin jälkeen, voidaan suorittaa esimerkiksi sätei-lyttämällä kuten infrapunasäteilytyksellä tai hyperfrekvenssi-laitteella tai konduktiomenetelmällä esimerkiksi johtamalla kuivattava osa paperiradasta ainakin yhden kuumasylinterin kautta, tai konvektiomenetelmällä käyttämällä rata kuumailma- 6 81158 uunissa, tai millä tahansa muulla tunnetulla lämmityslait-teella.

Keksintö soveltuu kaikenlaisiin päällystettyihin papereihin, joissa saattaa tapahtua rakkuloitumista offsetrotaatiopainan-taprosessin aikana riippumatta siitä, ovatko ne himmeäpintai-sia vai kiiltäviä. Se soveltuu erityisesti päällystettyihin kiiltäviin papereihin, joissa on tavallisesti useita päällys-tekerroksia ja ennen kaikkea sellaisiin papereihin, joiden neliömetripaino on suurempi kuin 100 g/m .

Keksintö soveltuu erityisesti sellaisiin päällystettyihin kiiltäviin papereihin, jotka ovat tarkoitetut offsetrotaatiopainan-taan, jossa papereiden pintaan niiden molemmille puolille tulee painoväriä ja/tai useita kerroksia näitä painovärejä, toisin sanoen papereihin, jotka eivät painamisen jälkeen kovinkaan hyvin läpäise vesihöyryä.

Keksinnön kohteena on myös laite menetelmän suorittamiseksi. Tämä laite käsittää tavanomaisen päällystyksen jälkeen ja ennen kalanterointielimiä sijaitsevien kuivauslaitteiden lisäksi lisäkuivauselimiä, jotka ovat sovitetut kalanterin jälkeen toisin sanoen viimeisen puristussylinterin jälkeen ja mieluiten samaan tasoon halkaisijan kanssa heti sen vaiheen jälkeen jossa päällystetty ja mahdollisesti kalanteroitu paperirata leikataan useisiin leveyksiin offsetrotaatiopainopaperirullien muodostamiseksi ja mahdollisesti muihinkin leveyksiin offset-laakapainopaperirullien muodostamiseksi.

Nämä kuumennuslaitteet voivat olla sovitetut ainoastaan niiden paperiratojen ylä- ja/tai alapuolelle, jotka ovat tarkoitetut offsetrotaatiopainopaperirulliksi.

Kuumennuslaitteena voi olla vähintään yksi infrapunasarja, joka on sovitettu lähelle kuivattavan paperiradan kulkurataa. Kuumennuslaitteena voi olla myös hypertaajuuskuumennuslaite. Eräässä muunnelmassa nämä kuumennuslaitteet muodostuvat olennaisesti ainakin yhdestä metallisesta kuumasylinteristä, jonka 7 81158 kautta kuivattava paperirata kulkee. Eräässä toisessa suoritusmuodossa kuumennuslaitteena on kuumailmauuni, jonka kautta kuivattava paperi kulkee.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä. Kaksi ensimmäistä ovat vertailuesimerkkejä, kun sen sijaan seuraavat ovat keksinnön mukaisia esimerkkejä.

Esimerkki 1

Valmistetaan päällystetty paperi, jonka neliömetripaino on 110 g/m , perinteisellä tavalla johtamalla paperiviiralle selluloosakuituja sisältävää vesiyhdistettä ja sitten paperi-radan kuivaamisen ja selluloosakuitukerroksen päällystämisen molemmilta puoliltaan jollakin tunnetulla offsetpainopaperia varten tarkoitetulla päällysteyhdisteellä, jonka tehtävänä on tehdä paperi erittäin kiiltäväksi, jonka jälkeen paperi kuivataan päällystämisen jälkeen kuljettamalla se kuumien sylintereiden kautta. Sitten päällystetty paperi kalanteroi-daan, kun se sisältää vielä noin 7 painoprosenttia vettä. Kalanterointi tapahtuu noin 50°C:n lämpötilassa ja lineaaripu-ristuksella, joka on noin 150 kg/cm. Kalanteroinnin jälkeen vesipitoisuus on hieman yli 6 painoprosenttia ja paperiradan kiilto on GARDNER-laitteella mitattuna 70. Sitten paperi-rata, jonka leveys on 3,70 m, halkaistaan 3:ksi 1 metrin levyiseksi radaksi, jotka rullataan offsetrotaatiopainoa varten, ja yhdeksi 0,65 cm levyiseksi radaksi, joka rullataan offset-laakapainoa varten. Kolmea ensimmäistä paperirullaa käytetään offsetrotaatiopainantaan. Painamisen jälkeen paperissa on eri kohdissa runsaasti rakkuloita erityisesti niissä kohdissa, jossa painaminen on suoritettu usealla painovärikerroksella ja näin on paperin kummallakin puolella.

Esimerkki 2

Valmistetaan offsetpainopaperi, jonka neliömetripaino on sama kuin esimerkissä 1, Selmalla tavoin kuin edellä, paitsi että kalanterointi suoritetaan paperille, jonka vesipitoisuus on 8 81158 pieni, 4,5 painoprosentin luokkaa. Kalanterista tulevan paperin vesipitoisuus on noin 4 paino-% ja kiilto, joka mitattuna samalla tavoin kuin edellä, on vain noin 50. Paperi käytetään halkaisemisen jälkeen offsetrotaatiopainantaan. Painamisen jälkeen, joka suoritetaan samoissa olosuhteissa, erityisesti samalla nopeudella kuin esimerkissä 1, painetussa paperissa ei ole rakkuloita.

Esimerkki 3

Valmistetaan offsetpainopaperi, jonka neliömetripaino on sama kuin esimerkissä 1, samalla tavoin kuin edellä paitsi että halkaisuvaiheessa, kun päärata on leikattu 4 leveyteen kuten edellä, kolmelle 1 m:n levyiselle radalle suoritetaan nopea kuivaus johtamalla ne infrapunakuumennusrampin kautta. Tämän kuivauksen tarkoituksena on pienentää vesipitoisuus noin 4,5 2 painoprosentiksi, mikä vastaa suunnilleen 4,95 g vettä/m paperia.

Saatu paperi rullataan. Kun tätä paperia on käytetty offsetrotaatiopainantaan , siinä ei painamisen jälkeen ole esimerkin 1 mukaisen painetun paperin haittoja. Painettu paperi on erittäin kiiltävää eikä siinä esiinny rakkuloita eikä puhkeamia, ei edes niissä kohdin, joissa on useita kerroksia painoväriä, samalla puolen paperia eikä kummallakaan puolella.

Esimerkki 4

Valmistetaan offsetpainantaa varten tarkoitettu paperi kuten esimerkissä 3, paitsi että toinen kuivaus, joka suoritetaan vain offsetrotaatiopainantaan tarkoitetuille leveyksille, tapahtuu kuljettamalla paperirata 600 m/min nopeudella noin 8 metriä pitkän uunin läpi, jossa kiertää 210°C:n lämpötilassa oleva kuuma ilma noin 40 m/s nopeudella. Tämän kuivauksen vaikutuksesta vesipitoisuus pienenee suunnilleen 4,4 painoprosent-, o tiin, joka vastaa noin 4,85 g vettä/m paperia.

Kun tätä paperia käytetään offsetrotaatiopainantaan samoissa olosuhteissa kuin edellä, painetussa paperissa ei esiinny li 9 81158 vikoja kuten rakkuloita tai puhkeamisia.

Esimerkki 5

Valmistetaan offsetpainantaan tarkoitettu paperi, jonka neliö- 2 metripaino on 135 g/m , samalla tavoin kuin esimerkissä 1.

Ennen kalanterointia paperin vesipitoisuus on noin 6,5 %, joka pienenee 6 %:iin kalanteroinnin jälkeen. Saatu, erittäin kiiltävä paperi halkaistaan kuten edellä ja kuivataan nopeasti saattamalla se kosketukseen metallisylinterin kanssa, joka on kuumennettu noin 250°C:een, kunnes sen vesipitoisuus on noin 2 3,5 % paperin painosta, mikä vastaa noin 4,7 g vettä/m paperia. Kuivattu paperi rullataan. Sitten sitä käytetään offsetrotaatio-painantaan samoissa olosuhteissa kuin edellä. Samoin kuin esimerkissä 3, painetussa paperissa ei ole vikoja kuten rakkuloita tai puhkeamia.

Esimerkki 6

Valmistetaan offsetpainantaa varten tarkoitettu himmeäpintai- 2 nen päällystetty paperi, jonka neliömetripaino on 135 g/m johtamalla viiralle selluloosakuituja sisältävä vesiyhdiste ja sitten selluloosakerroksen kuivaamisen jälkeen päällystämällä se molemmilta puolilta jollakin tunnetulla offsetpainopaperia varten tarkoitetulla yhdisteellä, jonka tehtävänä on tehdä paperista himmeäpintainen. Päällystämisen jälkeen koko paperi-rata kuivataan, kunnes sen vesipitoisuus on noin 7 %, kuljettamalla rata kuumasylintereiden kautta. Sitten paperirata rullataan ja rulla halkaistaan (tai rata halkaistaan suoraan) useiksi leveyksiksi. Halkaisemisen jälkeen ainoastaan offsetrotaa-tiopainantaan tarkoitetut leveydet johdetaan noin 200°C:een kuumennetun uunin kautta ja niiden vesipitoisuus pienenee noin 5 %:iin paperin painosta. Kuivattu paperi rullataan. Sitten sitä käytetään of f setrotaatiopainantaan Selmoissa olosuhteissa kuin edellä. Painamisen jälkeen paperissa ei ole vikoja kuten rakkuloita tai puhkeamia.

Claims (10)

10 81158

1. Menetelmä offsetpainantaan, erityisesti of fsetrotaatio-painantaan soveltuvien papereiden tai pahvien valmistamiseksi, jossa menetelmässä paperiradan muodossa olevat paperit tai pahvit päällystetään ainakin yhteen kertaan ainakin toiselta puoleltaan, sitten ne kuivataan ja mahdollisesti kalanteroi-daan ennen niiden rullaamista, tunnettu siitä, että pää-kuivaus suoritetaan päällystyksen jälkeen, riippumatta kalante-roinnissa suoritettavasta sekundäärikuivauksesta, kahdessa vaiheessa, ensimmäinen rajoitettu, ennen mahdollista kalanteroin-tia tapahtuva kuivaus, joka jättää paperin vesipitoisuuden suureksi, yli 6 %, ja toinen mahdollisen kalanteroinnin jälkeen tapahtuva kuivaus, joka supistaa vesipitoisuuden haluttuun arvoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen kuivaus suoritetaan ainoastaan sille osalle paperirataa, joka on tarkoitettu offsetrotaatiopainantaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että toinen kuivaus suoritetaan halkaisun jälkeen leikatun radan ainoastaan yhdelle määrätylle tai useammalle määrätylle leveydelle.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen kuivaus suoritetaan halkaisupisteessä heti radan leikkaamisen jälkeen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen kuivaus on erilainen eri leveyksien tai eri leveysryhmien kohdalla.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ennen mahdollista kalanterointia tapahtuva kuivaus on rajoitettu, niin että se jättää vesipitoisuuden sellaiseksi, että se on 7 %:n luokkaa. li n 81158

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen kuivaus pienentää paperin vesi-pitoisuuden arvoon, joka on pienempi kuin 5 g/m , paperille, jonka huokoisuus on noin 120 sekuntia.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se soveltuu erittäin kiiltävään paperiin .

9. Laite jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää kuivauselimet, jotka ovat sovitetut kalenterin jälkeen, toisin sanoen viimeisen puristustelan jälkeen.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä että kalanterin jälkeen sovitetut kuivauselimet ovat halkai-supisteessä.