NO324374B1 - Fremgangsmate for forbedring av trykkepapir - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for forbedring av dyp- og offsetbetrykkbarheten av bestrøkne og ubestrøkne trykkepapir ved forhøyelse av fyllstoffandelen i disse papirene på over- og undersiden, henholdsvis i ytterlagene av papirbanen, ved anvendelse av retensjonsmidler.

For anvendelsen av store trykkopplag anvendes innen teknikkens stand såkalte SC- og LWC-rulletrykkepapir som må oppfylle økede krav med hensyn til trykkutfall. Under SC-papir forstås derved rulletrykkepapir som inneholder inntil 35 % mineralsk fyllstoff og som ved etterbehandling i en superkalander oppviser høy glans og glatthet. Forkortelsen SC står derved for "superkalandert".

Under LWC-papir forstår man rulletrykkepapir som i massen inneholder inntil 15 % mineralsk fyllstoff og som innenfor eller utenfor papirmaskinen på begge sider er utstyrt med en pigmentholdig overflatebesjiktning, bestrykningen. Disse trykkepapirene behandles etter bestrykningen likeledes med en superkalander for å oppnå en høy glans og glatthet. Forkortelsen LWC står derved for "light weight coated".

SC- og LWC-trykkepapir ble først fremstilt på såkalte planviremaskiner. Disse papirene oppviser ulempen med den såkalte tosidigheten, dvs. at det på den ene siden ved avvanning på viren vaskes ut fyll- og finstoffer på undersiden, slik at viresiden av papiret alltid er ruere enn oversiden og papirbanen, sett i Z-retning, oppviser en ujevn, henholdsvis skjev, asket tverrsnittsprofil. Forskjellige fyllstoff- eller askeinnhold be-tinger imidlertid nødvendigvis ujevnt trykkutfall på over- og viresiden, slik at papir ikke lenger oppfyller dagens krav.

For å unngå slike problemer er følgelig vireinnretninger med avvanning på begge sider, den såkalte hybriddanneren, utviklet.

Den tyske publikasjonen "Wochenblatt fur Papierfabirkation", 1987, side 461 til 478, gir en oversikt over moderne arkdannelsessystemer, bestående av innløpskasse og arkdannelse. Under kapittel 3 beskrives spesielt hybrid- og dobbeltviredanneren og dens fordeler sammenlignet med den klassiske planviren.

Flersjikts-trykkpapir, dannet ved hjelp av flersjikts-innløpskasse og dobbeltviredanner, er beskrevet i den tyske publikasjonen "Wochenbladd fur Papierfabirkation", 1987, side 662 til 667. Der beskrives det også at fyllstoff-fordelingen i papirbanen i yttersj iktene kan påvirkes målrettet ved hjelp av fyllstofftilsetning i ytterkanalene av en fiersjikt-innløpskasse.

DE-42 37 309 lærer endelig en fremgangsmåte for fremstilling av en fiberbane, hvorved en massestoffsuspensjon ved hjelp en innløpskasse fordeles jevnt på en vire, henholdsvis mellom to virer. For å unngå variasjoner i flatevektstverrprofil påvirkes retensjonen av massesuspensjonen på viren seksjonsvis, ved at retensjonsmidlet doseres seksjonsvis i innløpskassen.

Moderne dobbeltvireformere for fremstilling av SC- og LWC-papir drives i dag med arbeidshastigheter inntil 1500 m/min. Det er også kjent hermed fremstilte SC-papir som oppviser en fyllstoffandel på inntil 34 % med en meget jevn fordeling i Z-retning. Disse SC-trykkepapirene utgjør i dag den fremste klassen når det gjelder betrykkbarhet.

Ytterligere økning av produksjonshastigheten også ved dobbeltvireformere for å oppnå forbedret økonomi er tvingende nødvendig. Dermed oppstår imidlertid det problem å intensivere awanningen av massesuspensjonen mellom de to virene på en gitt veg-strekning. Dette skjer ved at de enkelte awanningselementene, som står i inngrep med over- og underviren, pålegges et høyere vakuum. Dermed følger imidlertid nødvendigvis den ulempen at ved den høyere bortføringen av vann og den dermed forbundede høyere strømningshastigheten i Z-retning føres det fra den dannede våte papirbanen i økende grad bort fyllstoff. Følgen er en utarming av yttersidene av fyllstoff, dvs. en vesentlig forverring av trykkbarheten.

US-A-5482595 beskriver en fremgangsmåte for å forbedre drenering og retensjon av en massesuspensjon ved tilsats av alum, ionisk polyakrylamid og kationisk stivelse. Det angis intet om at denne tilsatsen vil øke fyllstoffandelen slik at betrykkbarheten forbedres.

DE-A1-4436317 angir at forbedret retensjon oppnås ved tilsats av anionisk vannoppløselig polymer flokkuleirngsmiddel og et kationisk vannoppløselig kopolymer flokkuleringsmiddel. Heller ikke her sies det noe om tilsats av ytterligere retensjonsmiddel for å forhøye fyllstoffandelen i papiret.

DE-37 20 618 vil her tilveiebringe en forbedring ved at det tilveiebringer en fremgangsmåte som skal forbedre fyllstoffretensjonen. Herved oppdeles massesuspensjonen som tilføres en eventuelt flerlags-innløpskasse ved hjelp av fraksjonering først i en langfiber- og kortfiberandel, som også inneholder alle fyllstoffer. Langfiberandelen underkastes en ytterligere fibrilering ved maling og etter fortynning og samtidig tilsats av retensjonsmiddel før stoffpumpen ved hjelp av denne tilført til de ytre kanalene av en flerlags-innløpskasse. Ved den etterfølgende awanningen mellom de to virene av en dobbeltvireformer danner de lange, fibrilerte fibrene et fint nettverk, som som filtersjikt ytterligere holder tilbake fyll- og finstoffer av det midlere sjiktet og bevirker en forhøyelse av fyllstoffene.

Uheldig ved denne fremgangsmåten er at ved det forhøyede fin- og fyllstofifnnholdet i det midlere sjiktet forverres forankringen av yttersjiktet som inneholder lange fibre og det inntrer en reduksjon av Z-fastheten. Papiret viser tendens til spaltning når det belastes i Z-retning, som f.eks. ved offsettrykk.

Løsningen av problemet foregår ved den karakteriserende delen av krav 1 og under-kravene som refererer til dette.

Fremgangsmåten for forbedring av dyp- og offsetbetrykkbarheten av bestrøkne og ubestrøkne trykkepapir for forhøyelse av fyllstoffandelen i disse papirene på over- og undersiden, henholdsvis i ytterlagene av papirbanen ved anvendelse av retensjonsmidler er kjennetegnet ved at før eller under arkdannelsen på, eller mellom, virene av en papirmaskin utstyres de ytre sjiktene av massesuspensjonen som danner papirbanen ytterligere med retensjonsmiddel.

Anvendelsen av i og for seg kjente retensjonsmidler ved papirfremstillingen har lenge vært kjent og muliggjør en god fyll- og fiberstoffretensjon for arkdannelsesviren. Slike retensjonsmidler tilsettes generelt foran et blandeorgan, som f.eks. innløpskassepumpen for massesuspensjonen, slik at disse før utløp fra leppen eller dysen av innløpskassen er blandet jevnt med retensjonsmidlet. Med utgangspunkt fra den erkjennelsen at det indre laget av en papirhane på grunn av filtereffekten i og for seg allerede oppviser en tilstrekkelig retensjon for fyll- og finstoffer, har oppfinneren erkjent at en anrikning av retensjonsmiddel i ytterlagene er formålstjenlig. Følgelig ble problemet løst ved ytterligere retensj onsmiddeldosering.

Avhengig av papirtype kan retensjonsmidler anvendes med forskjellig sterk kationisk eller anionisk ladning. Sterkt ladede retensjonsmidler forbedrer riktignok tilbake-holdelsen av fyll- og finstoffer, men kan imidlertid avhengig av reaksjonstid danne store fiberfnokker med fiberstoffsuspensjonen, som har en negativ virkning på fiberdannelsen i det dannede papirarket.

Man taler da om et tåket gjennomsyn.

Det er imidlertid erkjent at denne negative effekten kan undertrykkes ved forkortelse av reaksjonstiden. I en hensiktsmessig utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes derfor et retensjonsmiddel som oppviser en høy kationisk ladning.

Det er også blitt kjent såkalte dual-retensjonssystemer. Derved utstyres massesuspensjonen før stofftilførselen med et et første, eksempelvis kationisk retensjonsmiddel og blandes godt. Et andre, nå anionisk retensjonsmiddel, tilsettes deretter, men fremdeles før innløpskassen av massesuspensjonen og blandes. De motsatt ladede retensjonsmidlene reagerer med hverandre selv og med fiber-, fyll- og finstoffene av massesuspensjonen og bidrar til en vesentlig bedre totalretensjon. I en ytterligere hensiktsmessig utførelse av oppfinnelsen oppviser det ytterligere retensjonsmidlet en motsatt ladning overfor det i fibersuspensjonen som tilføres til innløpskassen tilstedeværende retensjonsmidlet.

Som ytterligere retensjonsmidler kan de i og for seg kjente polyetyleniminene, poly-akrylamidene, epiklorhydrinharpiksene og/eller polyvinylaminene tilsettes enkeltvis eller i blanding.

Også kationiske hydrokolloider anvendes hensiktsmessig. Disse kan bestå av i og for seg kjent kationisk stivelse eller kationisert guar. Ved anvendelsen av kationisk stivelse eller guar består den ytterligere muligheten, via kationiseringsgraden av kjedelengden av stivelsen, henholdsvis guaren, å påvirke ladningen og nettverkdannelsen.

En hensiktsmessig fremgangsmåte for å utstyre de ytre sjiktene av massesuspensjonen som danner papirbanen med ytterligere retensjonsmiddel består i å injisere retensjonsmidlet i en innløpskasse nedstrøm for turbulensfrembringeren over bredden av massesuspensjonsstrømmen i dennes randsjikt på over- og undersiden. En slik énsjikt-innløpskasse er blitt kjent under fagbegrepet trinndiffusor.

I en ytterligere hensiktsmessig fremgangsmåte injiseres det ytterligere retensjonsmidlet i en innløpskasse med flerlags-innretning i kammeret for over- og undersjiktet.

En ytterligere hensiktsmessig fremgangsmåte består i at ved anvendelse av en dobbeltviredanner sprøytes det ytterligere retensjonsmidlet på virevevnaden i returnerende løp av øvre og nedre virer.

En innløpskasse for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppviser på tvers av strømningsretningen for massesuspensjonen innretninger for jevn dosering av det ytterligere retensjonsmidlet. Denne innretningen består i det enkleste tilfellet av i utløpsdysen i en linje som strekker seg på tvers av strømningsretningen anordnede utboringer, som oppviser tilførselsinnretninger for retensjonsmidlet.

En ytterligere innretning, spesielt for en flerlags-innløpskasse med tre lag og med trinn-diffusorer, består i at det nedstrøm for den aktuelle trinndiffusoren for de øvre og nedre lagene er anordnet utboringer for injisering av retensjonsmiddel.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for forbedring av dyp- og offsetbetrykkbarheten av bestrøkne og ubestrøkne trykkepapir for forhøyelse av fyllstoffandelen i disse papirene på over- og undersiden, henholdsvis i ytterlagene av papirbanen ved anvendelse av retensjonsmidler, karakterisert ved at før eller under arkdannelsen på, eller mellom, virene av en papirmaskin utstyres de ytre sjiktene av massesuspensjonen som danner papirbanen ytterligere med retensjonsmiddel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere retensjonsmidlet oppviser en høy positiv ladning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytterligere retensjonsmidlet oppviser en overfor det i massesuspensjonen allerede tilstedeværende retensjonsmidlet motsatt ladning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at det ytterligere retensjonsmidlet består av polyetylenimin og/eller polyakrylamid og/eller epiklorhydrinharpikser og/eller polyvinylamin.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at det ytterligere retensjonsmidlet består av kationiske hydrokolloider.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at det ytterligere retensjonsmidlet består av kationisk stivelse.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at det ytterligere retensjonsmidlet består av kationisk guar.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert v e d at det ytterligere retensjonsmidlet injiseres i en innløpskasse nedstrøm for turbulensfrembringeren over bredden av suspensjonsstrømmen i dens randsjikt på over-og undersiden.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert v e d at ytterligere retensjonsmiddel tilsettes øvre og nedre sjikt i en innløpskasse som har flere sjikt.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert v e d at ved en dobbeltviredanner sprøytes det ytterligere retensjonsmidlet på virevevnaden i returnerende løp av øvre og nedre virer.

11. Innløpskasse for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at den på tvers av strømningsretningen av massesuspensjonen inneholder innretninger for jevn dosering av ytterligere retensjonsmiddel.