NO142268B - Fremgangsmaate for finish-behandling av en papirbane - Google Patents
Fremgangsmaate for finish-behandling av en papirbane Download PDFInfo
- Publication number
- NO142268B NO142268B NO740376A NO740376A NO142268B NO 142268 B NO142268 B NO 142268B NO 740376 A NO740376 A NO 740376A NO 740376 A NO740376 A NO 740376A NO 142268 B NO142268 B NO 142268B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coating
- temperature
- gloss
- paper
- binder
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 63
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 63
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 41
- 238000003490 calendering Methods 0.000 claims description 34
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 19
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 19
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 7
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 7
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 56
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 4
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
- D21H25/08—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material
- D21H25/12—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material with an essentially cylindrical body, e.g. roll or rod
- D21H25/14—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material with an essentially cylindrical body, e.g. roll or rod the body being a casting drum, a heated roll or a calender
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
- Y10T428/3188—Next to cellulosic
- Y10T428/31895—Paper or wood
- Y10T428/31906—Ester, halide or nitrile of addition polymer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31971—Of carbohydrate
- Y10T428/31993—Of paper
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å finish-behandle papir i oppvarmet kalandreringsapparatur ved anvendelse av bestrykningsmasse som omfatter pigment og bindemiddel, idet bindemidlet i alt vesentlig består av polymerlateks. Ved denne behandling får man papir med høy glans.
Bestrøket papir med høy glans kan fremstilles ved påføring av en vandig bestrykningsmasse som inneholder pigment og termoplastisk bindemiddel, hvoretter glans utvikles i det bestrøkne papir ved hjelp av varmekalandrering, f.eks. superkalandrering eller glanskalandrering. En superkalander består av en rekke valser som avvekslende er stålvalser og elastiske mot-trykksvalser, med midler for oppvarmning av stålvalsene eller oppvarmning som utvikles på grunn av friksjon. Vanligvis tres papirbanen gjennom valserekken og omhyller således mesteparten av den oppvarmede valses omkrets. Alternativt kan papirbanen føres direkte gjennom nippet som dannes av den oppvarmede valse og mottrykksvalsen ved hjelp av ledevalser. Anvendelsen av superkalander omfatter relativt høye nipptrykk, i alminnelighet i området 178-356 kg pr. lineær cm og vanligvis 214-286 pr. lineær cm. Temperaturen på stålvalsene er vanligvis 60-82°C. Mens superkalandreringen har den ulempe at man får en komprimering av den bestrøkne papirhane og at banen blir tettere under kalandreringen, har den fordelen av større hastighet og lavere omkostninger på utstyr sammenlignet med glanskalandrering som nesten utelukkende gjøres samtidig med bestrykningen.
Metoden for finish-behandling av bestrøket papir
ved hjelp av varmkalandrering er kjent som "glanskalandrering"
og omfatter tilveiebringelse av en glansfull overflate på papir
eller beslektede materialer ved å bringe overflaten av et bestrøket substrat i berøring med en polert finish-sylinder under temperaturbetingelser som er tilstrekkelige til å gi en temporær plastisitetstilstand på overflaten, hvorved man oppnår en høy grad av finish eller glans uten overdreven komprimering av substratet. Denne høyere volumgivning sammenlig-
net med den som kan oppnås ved superkalandrering fører til øket lyshet og opasitet, som er ønskede egenskaper i bestrøket trykk-papir, og muliggjør anvendelse av lavere gramvekter for å gi en gitt tykkelse. Ved glanskalandrering av papir påføres en vandig bestrykningsmasse på papirbanen, banen kalandreres i nippet som dannes mellom en glanskalandervalse og den elastiske mottrykks-valse, og papirbanen fjernes fra kontakt med valsen idet den forlater nippet. Trykkbetingelsene i glanskalandernippet er vanligvis lavere enn i superkalanderen, f.eks. 89-160 kg pr.
lineær cm, og temperaturbetingelsene er vanligvis høyere, 135-177°C.
Vandige papirbestrykningsmasser består vanligvis av
en mineralkomponent, som fortrinnsvis hovedsakelig er clay, men som også kan omfatte andre mineralpigmenter slik som titandioksyd, sinksulfid eller kalsiumkarbonat,og et termoplastisk bindemiddel. Det er i US-patent nr. 3 583 881 foreslått å anvende de såkalte "hårde" polymerer som bindemiddelmateriale i papirbestrykningsmasser for å oppnå høy glans på det bestrøkne papirprodukt. Med "hård" forstås at den termoplastiske polymer har en relativt høy tilsynelatende annen ordens omvandlingspunkt eller infleksjons-temperatur, som vanligvis på bestrykningsområdet kalles glasstemperatur (T ), som man finner ved å tegne Youngs skyvemodul mot temperaturen.
Hver polymer har sin egen "glassovergangstemperatur"
(T ), en betegnelse som er velkjent på området og vanligvis anvendes for å definere eller beskrive en temperatur hvor polymeren har fått en tilstrekkelig varmeenergi for molekylær rotasjonsbeve- . geise eller det finner sted en betraktelig torsjonssvingning rundt hovedbindingene i hovedkjeden. Denne betegnelse anvendes også for å definere en "minste filmdannende temperatur" av polymer-lateksene, og over denne er polymerpartiklene i stand til å flyte sammen ved hjelp av overflatespenningen ved fordampning av vann slik at man får en film. I virkeligheten beskriver således beteg-
nelsen "glassovergangstemperatur" eller "minste filmdannende temperatur" en type innvendig "smelte"-punkt for polymere la-tekser, men ikke en faseforandring, hvor polymeren visuelt er et fast stoff, men på samme tid oppfører seg mer som en viskøs væske i sin evne til å gjennomgå plastisk flyt og elastisk defor-masjon. "Glassovergangstemperaturen" kan anvendes istedenfor "minste filmdannende temperatur" for en polymerlateks. I virkeligheten finner denne "overgang" sted over et smalt temperaturområde snarere enn ved et nøyaktig punkt.
Ut fra denne definisjon ser man at dersom T er værelsetemperatur (20 til 25°C) så vil enhver polymer som har en T som er vesentlig høyere enn T, f.eks. 32 oC, være en ikke-filmdanner ved T, mens enhver polymer med en T som er vesentlig under T, f.eks. 16°C, vil være en relativt god filmdanner ved T. På bestrykningsområdet refererer uttrykket "hård" til bindemidler som har en T^ som er vesentlig større enn værelsetemperatur og vanligvis en Tg som ligger over 38°C.
I det ovenfor nevnte US-patent nr. 3 583 881 hevdes det at for å hindre klebing av bestrykningsmassen til den varme stål-valse som anvendes ved glanskalandreringen, bør den gjennomsnittliga verdi av T for alle polymerkomponenter i bindemidlet'være minst 4 3 oC. Det hevdes dessuten at tørkingen av bestrykningsmassen ut-føres ved en forhøyet temperatur for å sikre smeltingen av polymeren, idet temperaturen er ca. 20° til 60°C høyere enn T^ av polymeren som er tilsatt i bestrykningsmassen.
Et annet US-patent som er rettet på fremstilling av høyglanspapirer ved å belegge papirer med en bestrykningsmasse som består av et pigment og et "hårdt" bindemiddel, nr. 3 634 298,
gir en teoretisk forklaring på hvorfor "hårde" bindemidler fremmer glansen. Pigmentet orienteres under tørkecyklusen ved hjelp av overflatespenningseffekter som bringer pigmentmatriksen til det minste volum. Dette er også punktet for maksimal orientering og høyeste glans i ubehandlet tilstand. Bindemidlene størkner imid-lertid pigmentet i en tilfeldig orientering såsnart som pigmentbin-ding finner sted, og dette hindrer maksimal orientering og glans før kalandreringen. Denne bindevirkningen begynner når emulsjonen brytes i tørkecyklusen og filmdannelse finner sted. Når en minste filmdannende temperatur økes, økes tiden inntil sammenflytning ved tørkingen, og derved øker det tidsrom hvor orienteringen finner sted. Ifølge dette resonnement er glansen en funksjon av glassovergangstemperaturen .
Som det vil fremgå av det følgende er en slik kon-klusjon bare delvis korrekt. Begge de ovenfor nevnte patenter lærer dessuten at bindemidlet flyter sammen under tørkecyklusen for at det skal holde pigmentet på plass. US-patent 3 583 881, spalte 4, linjene 18-22; US-patent 3 634 298, spalte 1, lin-
jene 69-72.
Ifølge foreliggende oppfinnelse har det vist seg at man ved å ignorere det som tidligere er kjent, nemlig at bindemidlet bør sammensmeltes eller flyte sammen under tørketrinnet, og i ste-det ved forsiktig tørking av den bestrøkne papirhane under T -temperaturen (og således unngå sammenflytning), kan få et meget høyere glansnivå ved påfølgende varmekalandrering.
Ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse be-legges en papirhane med en bestrykningsmasse som inneholder et "hårdt" polymert bindemiddel, bestrykningsmassen tørkes ved en temperatur som ligger under den hvor bindemidlet flyter sammen og bestrykningsmassen kalandreres ved en temperatur som er over sammen-flytningstemperaturen. Fordi bindemidlet i bestrykningsmassen ikke er sammensmeltet eller bare delvis sammensmeltet er pigmentene i bestrykningsmassen ikke bundet, og overflaten er således mer formbar og i stand til å gi et meget høyere glansnivå enn dersom den var blitt oppvarmet over T g-temperaturen før banen nådde kalandernippet.
Det karakteristiske ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at (1) belegget tørkes ved en temperatur under polymerens glassovergangstemperatur T y, og (2) belegget finish-behandles ved i og for seg kjent varmkalandrering ved en temperatur over polymerens glassovergangstemperatur T^.
Et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse er den viktige oppdagelse av forholdet mellom hårdhet og temperatur ved anvendelse av hårde bindemidler. Kurveformen man får når hårdheten tegnes mot temperaturen har vist seg å ha betydning for
hvor lett og hvor effektivt hårde bindemidler fremmer glansen.
Fig. 1 viser et representativt hårdt bindemiddel iføl-
ge foreliggende oppfinnelse, kurveformen man får når Shore A-hårdhet tegnes opp mot temperaturen; Fig. 2 viser et representativt bløtt bindemiddel, kurveformen man får når Shore A-hårdhet tegnes mot temperaturen; Fig. 3 viser for et annet hårdt bindemiddel den kurve-form man får når Shore A-hårdhet tegnes mot temperaturen.
Når det gjelder fig. 1 skal bemerkes at området for
Tg er meget kort og stigningen for kurven ved overgangen fra stiv-het til bløtnet er megét bratt. Polymerer som har hårdhet/temperatur -karakteristika som er representert ved kurveformen i fig. 1
er foretrukket ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse og eksempler er illustrert i eksemplene 1, 2, 4 og 5 i det følgende. Slike polymerer er foretrukne siden de begynner å flyte lettere
når de bringes i berøring med en oppvarmet finish-overflate og størkner likeledes hurtigere når banen avkjøles etter å ha for-
latt den finish-givende overflate fordi overgangen tilbake til -sv hårdhet finner sted over et meget snevert temperaturområde. Den-
ne hurtige tilbakegang til hårdhet gjør at bestrykningsmassen bibeholder den meget blanke overflate eller glans som oppnås i nippet.
Fig. 2 viser en bløt polymer, slik som illustrert i eksempel 3 nedenfor, som har en T^ under temperaturområdet vist i figuren. I det viste temperaturområde utviser kurven bare flathetskarakteristikken til polymerens, hårdhet/temperatur-for-
hold i området på den annen side av T^ av polymeren. Man ser at hårdheten til bindemidlet som er angitt i fig. 1, ved en tilstrekkelig høy temperatur, virkelig faller til under verdier for
det bløte bindemidlet som er__ angitt, i fig. 2 ved samme temperatur. Det postuleres således at den oppnådde bedre glans med hårde bindemidler skyldes delvis det faktum at disse hårde bindemidler, ved en temperatur over T , faktisk er bløtere enn de bløte bindemid-
ler og av denne grunn gir bedre resultater selvom de flyter sam-
men eller sammensmeltes før finish-behandlingen.
Når det gjelder bindemidlet i fig. 3, mens området av
T er meget kort og stigningen for kurven i overgangsområdet er meget bratt, er forandring i hårdhet mindre enn det som er vist i fig. 1. Kurven i fig. 3 viser at selvom denne polymer er i sin "bløte" tilstand, er den ikke så lett formbar som polymeren i fig. 1. Materialtypen som er representert ved kurven i fig. 3 er således mindre foretrukket for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse enn den som er vist i fig. 1, idet materialet er hårdere ved finish-temperaturen og således er mindre lett formbart.
Mens kurvene som er vist i fig. 1 til 3 beskriver polymeren selv, kan hårdhet/temperatur-karakteristika for en blanding som inneholder pigment og bindemiddel også måles. Formen av den resulterende kurve kan korreleres med den glans man oppnår ved anvendelsen av bestrykningsmassen.
Kjernen ved foreliggende oppdagelse er at effektivi-teten av et hårdt bindemiddel når det gjelder å fremstille høy glans i forbindelse med papirbestrykningsmasser ikke bare er en funksjon av den kjemiske sammensetning av bindemidlet eller av dets glasstemperatur, men primært av skarpheten og bredden overgangen i hårdhet ved T , glasstemperaturen. De foretrukne bindemidler for anvendelse i foreliggende oppfinnelse er hårde ved temperaturer under T og meget bløte ved temperaturer over
T .
g
Ifølge foreliggende oppfinnelse påføres en vandig bestrykningsmasse som består av papirbestrykningspigment i et bindemiddel som hovedsakelig består av en polymerlateks som har en T som er større enn 38°C til en papirbane og tørkes under slike betingelser at temperaturen av bestrykningsoverflaten hol-der seg under T og den bestrøkne papirbane finish-behandles ved en temperatur over T^. Som det vil fremgå kan
luften som anvendes for å tørke bestrykningsmassen oppvarmes til en temperatur som er vesentlig over T . Selvom fenomenet ikke er ålment kjent så har man funnet at den virkelige overflatetempe-ratur av en papirbane under tørkingen, f.eks. i en lufttørker med høye hastigheter, er ca. 38°C under temperaturen av luften som sirkulerer i tørkeren. Forklaringen på denne temperaturdifferan-
se er at bestrykningsmassen avkjøles ved fordampning av vann, "for-dampningskjøling". Temperaturen på overflaten av banen nærmer seg ikke temperaturen av sirkulasjonsluften før hovedsakelig all fuktighet er fordampet fra den bestrøkne bane. Som fagmannen vil forstå bør ikke den bestrøkne bane reduseres til en slik grad av tørrhet for å bli kalandrert. Det vil således fremgå at hurtig tørking kan oppnås ved å anvende meget varm luft, og allikevel kan tørkingen utføres i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, dvs.
ved en temperatur under T y ved å fjerne den bestrøkne bane fra
tørkeinnretningen før fordampningskjølingen har opphørt.
Uttrykket "i alt vesentlig består av" som anvendes indikerer at bindemidlet er av den hårde, termoplastiske typen. Bindemiddelkomponenten kan inneholde en mindre mengde av bindemiddel som er forskjellig fra den hårde, termoplastiske typen, for-utsatt at mengden er mindre enn den som er nødvendig for å binde pigmentet. Denne nødvendige mengde er vanligvis mindre enn 5 % basert på 100 deler pigment, men kan variere avhengig av mengden av bindemiddel som absorberes av papirbanen. Dersom det anvendes en mengde av bløt polymer som er tilstrekkelig for å binde pigmentet vil en ikke oppnå maksimal glans.
Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er utviklingen
av en rekke særegne og ønskelige trekk ved det finish-behandlede belegg. Det antas at den resulterende filmstruktur som fremstil-
les ifølge oppfinnelsen er forskjellig fra den som fremstilles med de vanlige bløte bindemidler. Den varme finish-behandlingen vil ikke få latekspartiklene til fullstendig å flyte sammen til en fast ugjennomtrengelig film, men heller etterlate hva man kan karakterisere som en "mikroporøs" film hvor latekspartiklene er flytt sammen men danner en semi-kontinuerlig struktur.
En slik film gir, foruten å være sterk nok for å sik-
re binding av pigmentet, visse meget ønskelige egneskaper til pa-pirbestrykningsmassene. Én av funksjonene til et bestrøket papir er f.eks. å gi en glatt overflate for den etterfølgende trykking med glansfarver. En nødvendig egenskap av belegget er at det har en finporet struktur som gjør at fargen fikseres via kapillar-virkningen av belegget på fargen eller visse mer mobile deler av dette. Denne oppførsel reduserer tendensen til at trykkbildet smitter av eller overføres til baksiden av det følgende ark som legges ned på brettet når arkene samles opp på trykkpressen. Re-sultatet av foreliggende oppfinnelse er at man får et bestrøket papir med utmerkede "fargefikserende"-egenskaper sammenlignet med konvensjonelle bestrøkne papirer.
En annen fordel ved en slik struktur er ved frem-stillingen av papirer for trykking i "web offset". For at et papir skal ha en egnet motstandsdyktighet mot btering må det ha en tilstrekkelig porøsitet slik at fuktigheten i arket kan unn-slippe, når denne drives av ved de høye temperaturer i tørke-innretningene. Foreliggende oppfinnelse resulterer i et produkt som har utmerket motstandsdyktighet mot blæring sammenlignet med et lignende bestrøket papir som er fremstilt ved hjelp av konvensjonelle bløte bindemidler.
Den tørking som foretas ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, medfører følgende fordeler: I. Man kan anvende bestrykningsmasser med høyere faststoffinnhold enn vanlig (f.eks. 60 % mot vanligvis ikke over 40 %), og det er derfor mindre vann som må fjernes ved tørkingen. II. Man må ikke tørke så hårdt som det må gjøres i henhold til kjente metoder, og det blir derfor kortere oppholdstid i tørkerne. Tørking i ca. 1 eller 2 sekunder kan være nok, mens mange tidligere prosesser bruker 5-60 sekunder. III. Man kan bevare en vesentlig vannmengde i bestrykningsmassen etter tørking da dette er fordel-aktig i glanseoperasjonen.
For å hjelpe fagmannen på området til å utføre foreliggende oppfinnelse foreslås følgende driftsmetoder som eksempler. Råpapiret eller det fiberformede cellulosesubstratet som skal bestrykes ifølge foreliggende oppfinnelse kan være av forskjellige slag avhengig av produktets anvendelse. Det kan være et masselimet eller et overflatelimet råpapir og kan variere i vekt fra lave vekter, slik som magasinpapir, til kartong. Som det vil være klart for fagmannen er det foretrukket å gi et grunnstrøk til overflaten som skal finish-behandles for å gi en finish av høy kvalitet. Sammensetningen av et slikt grunnstrøk, eller hvorvidt det er til stede eller ei, anses ikke som et kritisk trekk ved foreliggende oppfinnelse.
Selv om det tidligere er angitt bestrykning av én side av papiret, kan selvfølgelig begge sider være bestrøket om ønsket. Alle vekter er på tørr basis dersom intet annet er angitt. Alle glansavlesninger er utført ved 75° etter TAPPI T-480 ts-65.
De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.
Eksempel 1
Et masselimet papir ble bestrøket med et grunnstrøk på begge sider med en konvensjonell vandig bestrykningsmasse av stivelse og clay på 3,8 g/m 2.
Det ble så laget en bestrykningsmasse bestående av:
T = 4 9°C
g
Tilstrekkelig vann slik at man får en bestrykningsmasse med
65 % tørrstoff.
(<1>)"Gelva E-900" (Monsanto)
Massen påføres med en hastighet på 460 m/min. på én side av den grunnstrøkbehandlede bane ved hjelp av en "flooded-nip trailing-blade"-bestrykningsmaskin med en slik hastighet at man får 10 gram/m 2. Umiddelbart etter påføringen av bestrykningsmassen tørkes den ved føring gjennom en lufthette hvor det sirkulerer varm luft som er oppvarmet til ca. 113°C, med stor hastighet under slike betingelser at temperaturen av bestrykningsmassen, på
V
grunn av fordampningsavkjøling, ikke overskrider 40°C.
Det tørkede ark føres gjennom fire påfølgende glanskalandernipp med ledevalser som anvendes for å føre banen mellom nippene. Temperaturen på kalandreringsvalsen var 160°C og nipptrykket var ca. 8 929 kg/m. Overflatebelegget hadde en glans på 77 - 78 etter fire nipps glanskalandrering.
Dersom det bestrøkne papir i dette eksempel tørkes ved en temperatur over T y , f.eks. 150°C, kondisjoneres ved 45 % relativ fuktighet og finish-behandles som ovenfor er glansavlesningen ca. 10 enheter lavere.
Dersom den bestrøkne og tørkede papirbane i dette eksempel finish-behandles ved superkalandrering istedenfor ved glanskalandrering har overflaten av belegget en glans på 80. Dersom det bestrøkne papir i dette eksempel tørkes ved en temperatur over Tg, f.eks. 150°C, kondisjoneres ved 45 % relativ fuktighet og superkalandreres er glansavlesningen ca. 74.
Eksempel 2
Det ble fremstilt en bestrykningsmasse med den føl-gende sammensetning:
T = 50°C
9
Tilstrekkelig vann slik at man får en bestrykningsmasse som har 65 % tørrstoff
(<2>),,XD 3709.08" (Dow Chemical Company) ved 44 % tørrstoff og påføres det grunnstrøkbehandlede papir i eksempel 1 på samme
måte og i samme mengde som i eksempel 1. Etter påføringen av bestrykningsmassen tørkes papiret og finish-behandles som i eksempel 1. Overflaten av belegget har en glans på 76 etter kalandreringen.
Dersom det bestrøkne papir i dette eksempel tørkes ved en temperatur over T g, f.eks. 150°C, kondisjoneres og finish-behandles som ovenfor får man en glansavlesning på ca. 10 enheter lavere.
ETfcsempel 3
Det ble fremstilt en bestrykningsmasse som har den følgende sammensetning:
i
Tilstrekkelig vann slik at man får en bestrykningsmasse med et tørrstoffinnhold på 62 %
^"620" (Dow Chemical Company)
og påføres det grunnstrøkbehandlede papir i eksempel 1 på samme måte og i samme mengde som i eksempel 1. Etter påføringen av bestrykningsmassen ble papiret tørket (over T ) og finish-behandlet som i eksempel 1. Glansen av glanskalandrert papir var 50.
Som tidligere påpekt gir foreliggende oppfinnelse et bestrøket papir med utmerkede "fargefikserende"-egenskaper sammenlignet med konvensjonelt bestrøkne papirer. Denne fargefikserende egenskap kan beskrives ved hjelp av en test som ikke er en stan-dardisert test, men som ikke dessto mindre er nyttig for sammenligning og kan beskrives som følger. En foreskrevet mengde av en gitt kommersiell trykkfarve påføres som en jevn film til papiret som skal undersøkes. Ved gitte tidsintervall etter påføringen av farven til papiret trykkes den innfarvede prøve mot den overflate (hvilken sammensetning forblir konstant i hvert intervall) under like betingelser. Tettheten av farven som overføres til overflaten måles optisk og representerer avsmittet mengde. Endepunktet av testen er tidspunktet når tettheten av overført farve når en foreskrevet lav verdi. Tidsrommet mellom påføringen av farvefil-men til papiret som skal undersøkes og når tettheten av avsmittet farve når den akseptable verdi kalles fargefikseringstid ("inkset time").
Det glanskalandrerte ark som er beskrevet i eksempel
1 gir f„eks. en fargefikseringstid på 275 sekunder målt på den ovenfor angitte måte^ mens det glanskalandrerte ark fra eksempel
3 gir en verdi på 1 075 sekunder.
Som angitt ovenfor gir også foreliggende oppfinnelse et produkt med en utmerket motstandsdyktighet mot blæring sammenlignet med papirer som er bestrøket med bestrykningsmasser som inneholder konvensjonelle bløte bindemidler. Motstandsdyktighet mot blæring kan illustreres ved å utføre følgende sammenligning. En jevn film av farve påføres til hver side av arket som skal undersøkes og som har blitt kondisjonert under standardbetingelser for relativ fuktighet og temperatur. For å etterligne betingel-sen i kommersielle trykkpresser for web offset føres det innfarvede ark umiddelbart gjennom en varm ovn for å undersøke tendensen til blæring. Det er muligheter for å regulere overflate-temperaturen av prøven og blæringen bedømmes visuelt.
Det glanskalandrerte ark i eksempel 1 viser f.eks. ingen tendens til blæring når det undersøkes ved en temperatur på 149°C, mens det glanskalandrerte ark i eksempel 3 viser ut-preget blæring ved 142°C.
Eksempel 4
Det ble fremstilt en bestrykningsmasse som har den følgende sammensetning:
Tilstrekkelig vann for å gi en bestrykningsmasse med et tørr-stoffinnhold på 63 %
^"B-83" (Rohm & Haas Company)ved 44 % tørrstoff
og påføres på det grunnstrøkbehandlede papir i eksempel 1 ved hjelp av en "flooded-nip trailing-blade"-bestrykningsmaskin med en hastighet som gir 12. g/, m 2. Etter påføringen av bestrykningsmassen oppdeles papiret i to deler. Én del lufttørkes ved værelsetemperatur natten over og den annen del ovnstØrkes i ett minutt ved 150°C.
Etter tørking blir hver del finish-behandlet ved hjelp av glanskalandrering. Glanskalandreringen består av at man fører det tørre, bestrøkne ark gjennom tre påfølgende glanskalandernipp. Temperaturen på kalandersylinderen var 118°C og nipptrykket var 7 148 kg/m. Overflaten av det lufttørkede belegg hadde en glans på 63 etter kalandreringen og overflaten av det ovnstørrede belegg en glans på 57.
Eksempel 5
Det ble fremstilt en bestrykningsmasse med den følgen-de sammensetning:
T = 103°C
g
Nok vann til å gi en bestrykningsmasse med tørrstoff 63 %.
^"B-85" (Rohm & Haas Company)
og påført det grunnstrøkbehandlede papir i eks. 4 på samme måte og i samme mengde som i eks. 4. Etter påføringen av bestrykningsmassen ble papiret tørket og finish-behandlet som i eks. 1.
Overflaten av det lufttørkede belegg hadde en glans
på 64 etter kalandreringen og overflaten av det ovnstørkede belegg en glans på 56.
Det er klart at andre variasjoner og modifikasjoner
kan gjøres ifølge foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan de nye "plastiske" pigmenter, vanligvis polystyrenkuler, an-
vendes istedenfor mineralpigmenter.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte for finish-behandling av en papirbane,
som består i å bestryke overflaten av minst én side av papirbanen med en vandig blanding som omfatter papirbestrykningspigment og et bindemiddel som i alt vesentlig består av en polymerlateks som har en glassovergangstemperatur T høyere enn 38 C, tørking og finish-behandling ved varmkalandrering, karakterisert ved:
(1) tørking av belegget ved en temperatur under polymerens glassovergangstemperatur T ;
(2) finish-behandling av belegget ved i og for seg kjent varmkalandrering ved en temperatur over polymerens glassovergangstemperatur Tg.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes et bindemiddel som har et hårdhets/temperatur-forhold som er representert ved formen på den kurve som er vist i den ledsagende fig. 1.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som bindemiddel anvendes en vinylacetat-, styren/isopren- eller akrylsyrepolymerlateks.
4. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at bestrykningen finish-behandles ved glanskalandrering.
5. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av de foregående krav 1 til 3,karakterisert ved at bestrykningen finish-behandles ved superkalandrering.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US331815A US3873345A (en) | 1973-02-12 | 1973-02-12 | Method of finishing coated paper |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO740376L NO740376L (no) | 1974-08-13 |
NO142268B true NO142268B (no) | 1980-04-14 |
NO142268C NO142268C (no) | 1980-07-23 |
Family
ID=23295491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO740376A NO142268C (no) | 1973-02-12 | 1974-02-05 | Fremgangsmaate for finish-behandling av en papirbane |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3873345A (no) |
JP (1) | JPS537964B2 (no) |
AT (1) | AT348328B (no) |
BE (1) | BE810823A (no) |
CA (1) | CA1044538A (no) |
DE (1) | DE2406795B2 (no) |
ES (1) | ES423166A1 (no) |
FI (1) | FI57799C (no) |
FR (1) | FR2217475B1 (no) |
GB (1) | GB1466698A (no) |
IT (1) | IT1002904B (no) |
NL (1) | NL7401852A (no) |
NO (1) | NO142268C (no) |
SE (1) | SE413153B (no) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1483441A (en) * | 1975-01-31 | 1977-08-17 | Star Paper Ltd | Cast coated paper and its production and compositions for making it |
JPS54125712A (en) * | 1978-03-17 | 1979-09-29 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Production of high glazed coated paper |
US4265969A (en) * | 1978-05-19 | 1981-05-05 | Mitsubishi Paper Mills, Ltd. | Method for manufacturing cast-coated paper |
JPS5588878A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-04 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Method and apparatus for finishing coated paper |
CA1112959A (en) * | 1979-04-05 | 1981-11-24 | Pierre F. Lepoutre | Coating of paper |
JPS6018840Y2 (ja) * | 1979-10-17 | 1985-06-07 | エルナ−株式会社 | 電解コンデンサ |
US4317849A (en) * | 1979-11-06 | 1982-03-02 | Mitsubishi Paper Mills, Ltd. | Process for producing high-gloss coated paper |
JPS5690502U (no) * | 1979-12-14 | 1981-07-20 | ||
US4308320A (en) * | 1980-08-20 | 1981-12-29 | Consolidated Papers, Inc. | Method for coating and drying paper |
DE3103463A1 (de) * | 1981-02-02 | 1982-08-26 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verwendung von emulsionscopolymerisaten auf basis von acrylaten als alleiniges bindemittel fuer papierstreichmassen |
US4636409A (en) * | 1983-09-19 | 1987-01-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording medium |
GB8326902D0 (en) * | 1983-10-07 | 1983-11-09 | Wiggins Teape Group Ltd | Removal of formaldehyde from micro-capsules |
US4749445A (en) * | 1984-05-18 | 1988-06-07 | S. D. Warren Company | Method of finishing paper utilizing substrata thermal molding |
US4624744A (en) * | 1984-05-18 | 1986-11-25 | S. D. Warren Company | Method of finishing paper utilizing substrata thermal molding |
US4978560A (en) * | 1989-07-13 | 1990-12-18 | The Mead Corporation | Hot roll glosser method with glossing temperature below free air glass transistion temperature of resin utilized |
US5308890A (en) * | 1993-02-26 | 1994-05-03 | Rohm And Haas Company | Emulsion polymer blend of a multi-stage latex and a non-film forming latex |
US5837383A (en) * | 1993-05-10 | 1998-11-17 | International Paper Company | Recyclable and compostable coated paper stocks and related methods of manufacture |
US5989724A (en) | 1993-05-10 | 1999-11-23 | International Paper Company | Recyclable and repulpable ream wrap and related methods of manufacture |
US6254725B1 (en) | 1997-06-20 | 2001-07-03 | Consolidated Papers, Inc. | High bulk paper |
US6680103B1 (en) * | 2000-10-10 | 2004-01-20 | Graphic Packaging International, Inc. | Packaging material and method |
US20020114933A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-08-22 | Gould Richard J. | Grease masking packaging materials and methods thereof |
US7235308B2 (en) * | 2003-10-31 | 2007-06-26 | Appleton Papers Inc. | Recyclable repulpable coated paper stock |
US20070166512A1 (en) * | 2004-08-25 | 2007-07-19 | Jesch Norman L | Absorbent Release Sheet |
US20070292569A1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-12-20 | Bohme Reinhard D | Packaging material for food items containing permeating oils |
US8826959B2 (en) | 2006-06-29 | 2014-09-09 | Graphic Packaging International, Inc. | Heat sealing systems and methods, and related articles and materials |
US8753012B2 (en) * | 2006-06-29 | 2014-06-17 | Graphic Flexible Packaging, Llc | High strength packages and packaging materials |
US20090263048A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | Iannelli Ii Michael Louis | Bag Structures And Methods Of Assembling The Same |
US9358576B2 (en) | 2010-11-05 | 2016-06-07 | International Paper Company | Packaging material having moisture barrier and methods for preparing same |
US9365980B2 (en) | 2010-11-05 | 2016-06-14 | International Paper Company | Packaging material having moisture barrier and methods for preparing same |
MX2019010115A (es) * | 2017-02-27 | 2019-11-21 | Westrock Mwv Llc | Carton de barrera sellable termicamente. |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2554662A (en) * | 1947-08-16 | 1951-05-29 | Us Rubber Co | Process of glossing paper |
US2554663A (en) * | 1949-12-15 | 1951-05-29 | Us Rubber Co | Method of glossing paper |
US2949382A (en) * | 1958-02-28 | 1960-08-16 | Cons Water Power & Paper Co | Method of making printable coated paper |
US3132042A (en) * | 1962-03-01 | 1964-05-05 | Kimberly Clark Co | Manufacture of cellulosic product |
NL290530A (no) * | 1962-03-23 | |||
NL297070A (no) * | 1962-08-23 | |||
US3583881A (en) * | 1968-04-25 | 1971-06-08 | Rohm & Haas | Mineral-coated paper and method of producing it |
US3634298A (en) * | 1969-04-11 | 1972-01-11 | Celanese Coatings Co | High gloss paper coating composition of a latex interpolymer of alkyl acrylate-monovinyl aromatic-unsaturated carboxylic acid-acrylonitrile |
-
1973
- 1973-02-12 US US331815A patent/US3873345A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-02-01 CA CA191,568A patent/CA1044538A/en not_active Expired
- 1974-02-04 GB GB503574A patent/GB1466698A/en not_active Expired
- 1974-02-05 NO NO740376A patent/NO142268C/no unknown
- 1974-02-08 SE SE7401735A patent/SE413153B/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-02-11 FI FI383/74A patent/FI57799C/fi active
- 1974-02-11 BE BE1005702A patent/BE810823A/xx unknown
- 1974-02-11 FR FR7404524A patent/FR2217475B1/fr not_active Expired
- 1974-02-11 DE DE19742406795 patent/DE2406795B2/de not_active Ceased
- 1974-02-11 NL NL7401852A patent/NL7401852A/xx active Search and Examination
- 1974-02-11 AT AT107974A patent/AT348328B/de not_active IP Right Cessation
- 1974-02-12 JP JP1707774A patent/JPS537964B2/ja not_active Expired
- 1974-02-12 ES ES423166A patent/ES423166A1/es not_active Expired
- 1974-02-14 IT IT48325/74A patent/IT1002904B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1466698A (en) | 1977-03-09 |
ATA107974A (de) | 1977-05-15 |
FR2217475A1 (no) | 1974-09-06 |
FI57799C (fi) | 1980-10-10 |
US3873345A (en) | 1975-03-25 |
JPS537964B2 (no) | 1978-03-24 |
NO142268C (no) | 1980-07-23 |
NO740376L (no) | 1974-08-13 |
DE2406795A1 (de) | 1974-10-10 |
BE810823A (fr) | 1974-08-12 |
CA1044538A (en) | 1978-12-19 |
ES423166A1 (es) | 1976-09-16 |
AT348328B (de) | 1979-02-12 |
FI57799B (fi) | 1980-06-30 |
SE413153B (sv) | 1980-04-21 |
DE2406795B2 (de) | 1977-01-20 |
FR2217475B1 (no) | 1976-06-25 |
JPS49110906A (no) | 1974-10-22 |
IT1002904B (it) | 1976-05-20 |
NL7401852A (no) | 1974-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO142268B (no) | Fremgangsmaate for finish-behandling av en papirbane | |
US4112192A (en) | Method of finishing coated paper | |
US10774187B2 (en) | Organic polymeric particles, paper coating compositions, and methods | |
US20030175501A1 (en) | Burnish resistant printing sheets | |
US5360657A (en) | Coated printing paper and process for producing the same | |
CN101389727A (zh) | 处理衬底的方法 | |
US6410158B1 (en) | High gloss coated paper | |
CN101821454B (zh) | 涂布纸的制造方法 | |
US3963820A (en) | Coated substrates production | |
US5215812A (en) | Coated printing paper | |
EP1403427B1 (en) | Coated paper for printing | |
JP2862787B2 (ja) | 塗被紙の製造方法 | |
CA1169306A (en) | Method for coating and drying paper | |
CN107109791A (zh) | 用带组件制造用作释放衬层的支撑层的高质量低定量纸的方法 | |
NL8001937A (nl) | Werkwijze voor het bekleden van papier. | |
JPH0813390A (ja) | 印刷用塗被紙 | |
US3472674A (en) | Pressure sensitive paper and method of producing same | |
EP0513452B1 (en) | Coated printing paper and process for producing the same | |
DK151852B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af en formet, glat polymerbelaegning paa et permeabelt, fladt substrat | |
CN101827974A (zh) | 处理基材的方法 | |
JPH05254242A (ja) | 感熱記録紙の製造方法 |