NO822321L - Papirprodukt og fremgangsmaate til fremstilling derav - Google Patents

Abstract

Karbonpapir omfattende et råpapir basert på cellulose og et på dette påført fargeavgivende lag, hvor råpapiret inneholder en hygroskopisk substans i det vesentlige jevnt fordelt deri, hvilken virker til å øke råpapirets likevekts-vanninnhold, samt en fremgangsmåte til fremstilling derav.

Description

OPPFINNELSENS BENEVNELSE:

PAPIRPRODUKT OG FREMGANGSMÅTE FOR. DETTES FREMSTILLING.

TEKNISK OMRÅDE:

Den foreliggende oppfinnelse, angår papirprodukter, nærmere bestemt karbonpapir omfattende et råpapir basert på cellulose og et på dette påført farge-avgivende lag, og en fremgangsmåte for fremstilling derav.

Fremstillingen av karbonpapir, spesielt éngangstypen, såkalt. OTC-papir (one time carbon) frembyr mangeartede praktiske problemer.' Kravene til sådant karbonpapir er høye med hensyn til dets funksjon i forbindelse med den tilsiktede bruk, som ofte består i anvendelse i flerlagsprodukter, f.eks. for-trykte debitnotaer, konsignasjonspapirer o.l.- Således fordres, for fremstilling av karbonpapir et tynt og fleksibelt råpapir som er i stand til å gi god kopierings-skarphét også når flere kopier skal skrives. Videre må råpapiret ha til-strekkelig styrke til at papirbane-svikt unngås i' forbindelse

med fremstillingen av karbonpapiret. Det må oppvise gode avgivelses-egenskaper hva angår det farge-avgivende lag og må

ikke gi opphav til såkalt - "krølling." , d..v.s. at råpapiret må

bibeholde sin planhet 'etter fremstillingen foråt håndteringen av det ferdige karbonpapir skal lettes i forbindelse med auto-matisert produksjon. Ved denne håndtering blir det ofte an-vendt såkalte- "vacuum heads" for transport av produktet mellom de forskjellige stasjoner, og denne transportteknikk kre-ver blant annet planhet hos råpapiret og flerlagsproduktet, d.v.s. frihet for krølling...'■

Den konvensjonelle teknikk har ikke på en tilfredsstil-lende og praktisk måte vært i stand til å løse de problemer som er forbundet med fremstillingen av karbonpapir, hvilket er indikert ved de tekniske problemer som er illustrert ovenfor, og den. foreliggende oppfinnelse har derfor som formål å tilveiebringe et produkt og en fremgangsmåte for dettes fremstilling, hvori manglene ved den. konvensjonelle teknikk eli-mineres eller i hvert fall reduseres vesentlig under angi- ■ velse av en teknikk som godt oppfyller de praktiske fordringer.

RESYMÉ AV OPPFINNELSEN:

I forbindelse med frembringelsen av den foreliggende oppfinnelse er det overraskende blitt funnet at man ved å tilsette til råpapiret en hygroskopisk substans som fordeles jevnt i råpapiret, oppnår en betydeligøkning i råpapirets vanninnhold ved likevekt, og at det derved oppnås vesentlige fordeler, hvilket vil bli nærmere diskutert nedenfor. Oppfinnelsen tilveiebringer således et karbonpapir bestående av et råpapir basert på cellulose og et på dette påført .farge-avgivende lag.' Karbonpapiret ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat.råpapiret inneholder en hygroskopisk substans i det vesentlige jevnt fordelt deri med den funksjon å øke vanninnholdet i råpapiret ved likevekt.

Oppfinnelsen;tilveiebringer også en fremgangsmåte for fremstilling av sådant karbonpapir, og ved denne fremstilling blir råpapiret ved et stadium før den endelige tørking, f.eks. på en såkalt glittings-kalander, forsynt med en egnet hygroskopisk substans. Nevnte hygroskopiske substans kan tilføres allerede i massen eller ved et senere stadium etter at massen er tatt opp på viren eller umiddelbart før over-føringen av papirhanen til den sylinder som skal anvendes for den endelige tørking.'Det er spesielt hensiktsmessig å til-føre på papirbanen over dennes fulle bredde, f.eks. ved dus-jing eller sprøyting, en vandig oppløsning av den hygroskopiske s.ubstans, f.eks. et uorganisk salt, idet råpapiret forsynes med et innhold av jevnt fordelt materiale som resulterer i en.økning av likevekts-vanninnholdet i papiret.

Med uttrykket "hygroskopisk substans" menes i den fore- • liggende beskrivelse en substans som ved sitt nærvær i råpapiret på grunn av sine iboende egenskaper resulterer,i et øket likevekts-vanninnhold i råpapiret. Denne hygroskopiske substans består fortrinnsvis a<y>et uorganisk, vannoppløselig •salt, idet saltene av alkali- og jordalkali-metallene' fore-trekkes. Som mot-ioner er klorid-, sulfat-, nitrat- og kar-bonat-ioner tenkelige, og spesielt foretrukne salter er mag-nesium- og kalsiumsalter, særlig kalsium- eller magnesiumklorid...

Som allerede nevnt, blir råpapiret eller ut<g>an<g>smate-^rialet herfor hensiktsmessig forsynt med den hygroskopiske substans i form av en vandig oppløsning. Således er det spesielt foretrukket å benytte.en vandig.oppløsning av kalsiumklorid eller magnesiumklorid. Den mengde av den hygro^-skopiske substans som tilføres råpapiret, kan "variere innen-for relativt vide områder, men en hensiktsmessig øvre grense er ca. 8 vekt% basert på papirets tørrvekt. Dette tilsvarer en økning av likevekts-vanninnholdet i papiret på opp' til ca. 15 ve'kt% vann. Et spesielt hensiktsmessig område når det gjelder den hygroskopiske substans, er ca. 1-7 vekt%, spesielt 3-6 vekt%.

Det råpapir som ér egnet for fremstilling av karbonpapiret', i henhold til teknikken ifølge denne oppfinnelse, er fortrinnsvis et såkalt lettvekt-papir, d.v.s. et papir som har en spesifikk flatevekt av størrelsesordenen 15-30 g/m 2.. Ved å anvendé teknikken ifølge foreliggende oppfin-'neise kan man anvende som utgangsmateriale for fremstillin-. gen av råpapiret sulfitt-masser og mekaniske, masser som ut-gangsmaterialer, f.eks. ublekede sulfatmasser, under oppnåelse av et produkt som oppviser ganske gunstige egenskaper, som nærmere beskrevet nedenfor.

EKSEMPLER:

Oppfinnelsen skal -nå ytterligere illustreres ved ikke-begrensende eksempler. J eksemplene er prosentangivelsene

på vektbåsis hvis ikke annet er sagt.

. Eksempel 1

a) ' Fremstilling av råpapir

Ut fra konvensjonell ubleket sulfatmasse med en SR° på

ca. 70-80 i form av en vandig oppslemning inneholdend.e ca. 0,10% tørre faststoffer blir det i en konvensjonell papir-maskin (Yankee) fremstilt et råpapir av MG-typen (maskin-glittet). Papirbanens hastighet i maskinen er ca. 400 m/min.

■ Før overføring til Yankee-sylinderen for endelig tørking og glitting blir papirhanen ved hjelp av en tverr-rampe med dyser sprøytet med en vandig oppløsning inneholdende ca. 40-

50% kalsiumklorid i en sådan mengde regulert etter papirbanens fremmatingshastighet at det erholdte produkt vil inneholde ca. 5% kalsiumklorid basert på papirets tørrvekt.

Fra papirmaskinen erholdes et råpapir med en spesifikk • flatevekt på ca. 20 g/m 2 og et likevekts-vanninnhold på ca. 10-13%. Det normale likevekts-vanninnhold for lettvekt-papir av denne type, men uten hygroskopisk substans tilsatt, er ca. 6%.

b) Fremstilling av karbonpapir

En såkalt karbonmasse eller-pasta av konvensjonell

type fremstilles bestående av kjønrøk (ca. 50%), parafiner og' voks (ca. 25%) -og mineraloljer (ca. 25%) , idet nevnte karbonmasse skal utgjøre farge-avgivende lag i det fremstilte karbonpapir.

Den' tilberedte karbonmasse oppvarmet til ca. 100°C for oppnåelse av hensiktsmessig konsistens tilføres den ikke-glittede side av det i.henhold til ovenstående fremstilte råpapir. ved hjelp.av en belegningsvalse i denønskede mengde, hensiktsmessig • ca. 4-7 g/m 2, og den belagte papirbane føres til kjøling ved at den føres over en sylinder kjølt med kaldt vann, idet den glittede side av råpapiret vender mot ,kjølesylinderen. Etter kjøling er det erholdte karbonpapir klart for den tilsiktede anvendelse. I betraktning av det økede likevekts-vanninnhold i papiret får produktet meget gode egenskaper, hvilket forklares nærmere nedenfor.

Eksempel 2

Fremgangsmåten i Eksempel 1 gjentas, men i dette til-, felle.under fremstilling av et råpapir inneholdende - ca. 7% kalsiumklorid. Dette økede kalsiumklorid-innhold resulterer i en økning av likevekts-vanninnholdet til ca. 14-15%. Det erholdte karbonpapir har lignende egenskaper som det i Eksempel 1 fremstilte papir....'

Eksempel 3

Fremgangsmåten i Eksempel 1 gjentas, men for fremstilling av et råpapir inneholdende ca. 3,5% kalsiumklorid. Denne modifikasjon av råpapiret resulterer i en økning av likevekts-

vanninnholdet til'ca.. 9-10%-.

Eksempel. 4

Fremgangsmåten.i Eksempel 1 gjentas, men i dette tilfelle under anvendelse av en vandig oppløsning av magnesiumklorid. Magnesiumkloridet tilsettes råpapiret til et innhold på ca..7%, hvilket■resulterer i et likevekts-vanninnhold i råpapiret på ca. 10-11%. Herav kan det utledes at magnesiumkloridet har en noe lavere effekt enn kalsiumklorid i en tilsvarende mengde med hensyn til økningen i likevekts-vanninnhold. Det erholdte råpapir har imidlertid egenskaper som.kan"sammenlignes med det i Eksempel 1 erholdte papirs

egenskaper.

Eksempel 5

Eksempel 1 gjentas, men under anvendelse av en vandig oppløsning av magnesiumsulfat i en tilsvarende mengde på molar basis. Det oppnås et råpapir som har i det vesentlige de samme gode egenskaper som det i Eksempel 1 erholdte råpapir.

Den forbedring i egenskapene hos det-karbonpapir som oppnås ved anvendelse av teknikken ifølge denne oppfinnelse, synes hovedsakelig å 'være et resultat av økningen i det likevekts-vanninnhold som bevirkes ved tilførselen av hygroskopisk 'substans. Som nevnt ovenfor er likevekts-vanninnholdet for de typer av råpapir som er relevante i sammenhengen, ca.

.6%, dette ved en relativ fuktighet på ca. 50%. Blant de

fordeler som er resultat av teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse kan de følgende nevnes..

a. I forbindelse med fabrikasjonen av karbonpapir, d.v.s. påføringen av det fargeavgivende lag på råpapiret, kan en redusert papirbane-svikt ofte observeres, hvilket synes å være et resultat av det faktum at råpapiret viser re.-^dusert skjørhet, som i sin tur bevirker øket strekkbarhet.

b. Karbonpapiret ifølge foreliggende oppfinnelse viser forbedrede avgivelsesegenskaper, d.v.s. forbedret avgivelse av 'kopieringsfafgen. Selv om oppfinnelsen ikke er begrenset til noen teori, ser det ut til at dette, i det minste ved anvendelse•av hydrofob karbonpasta av tradisjonell type, er

et resultat av redusert penetr.asjon av pastaen inn i. råpapiret. Dette resulterer'i sin tur i.forbedret økonomi i form av redusert -forbruk av pasta. c. Ved anvendelse av flerlagsprodukter oppnås det med karbonpapiret ifølge foreliggende oppfinnelse forbedret kopi- skarphet også når det gjelder de underste kopier, og dette synes å komme av at papiret i betraktning av det økede likevekts-vanninnhold er mer fleksibelt. d. Karbonpapiret ifølge foreliggende oppfinnelse viser forbedret planhet, d.v.s. eliminert krølling, hvilket er vesentlig for å lette håndtering i forbindelse med automati-sert produksjon. Alternativet for å unngå krølling er igjen å fukte det fabrikerte papir og fornyet tørking, eller anvendelse av en masse av høyere, kvalitet (f.eks. sulfittmasse), men i dette tilfelle erholdes imidlertid et papir som har lavere styrke.

e. Fabrikasjonen' av råpapiret involverer lavere energi-forbruk i forbindelse med tørking, alternativt høyere pro-duksjonshastighet ved de samme energibehov, dette i betraktning av at det økede likevekts-vanninnhold betyr at en mindre mengde vann må fjernes ved fordampning.

f. I betraktning av det høyere endelige vanninnhold i råpapiret vil g.littingen av papiret bli mindre uttalt,, hvilket resulterer i fordelen av øket friksjon mellom lagene, som i sin tur letter fabrikasjonen av flerlagsprodukter.

Claims (10)

1. Karbonpapir omfattende et råpapir basert på cellulose og et på dette påført fargeavgivende lag, karakterisert ved at råpapiret inneholder en hygroskopisk substans i det vesentlige jevnt fordelt deri, hvilket virker til å øke likevekts-vanninnholdet i råpapiret.

2. Karbonpapir ifølge krav 1', karakterisert ved at den hygroskopiske substans, består av et uorganisk vannoppløselig salt.

3. Karbonpapir ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte salt er valgt fra salter av alkali- og jordalkali-metaller.

4. Karbonpapir ifølge krav 3, karakterisert v e. d at saltet som et anion inneholder klorid-, sulfat-, nitrat- eller karbonat-'ioner.

5. Karbonpapir ifølge krav 4, karakterisert ved at saltet er kalsiumklorid eller magnesiumklorid.

6. Karbonpapir ifølge.hvilket som helst av de foregående krav,, karakterisert ved at nevnte substans er tilstede i råpapiret i en mengde opp til ca. 10 vekt% basert på råpapirets tørrvekt.

7. Karbonpapir ifølge krav 6 i avhengighet av hvilket som helst av kravene 2-5, karakteris é r t v e d at nevnte mengde er. ca. 1-8 vekt%, spesielt ca. 3-6 vekti.

'8. Karbonpapir ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det fargeavgivende låg består av en hydrofob karbonmasse, eksempelvis inneholdende kjønrøk i en matriks av parafin, voks og mineralolje.

9. Fremgangsmåte til fremstilling av et. karbonpapir omfattende et råpapir basert på cellulose og et på dette påført fargeavgivende lag, karakterisert ved at råpapiret før den endelige tørking derav forsynes med en vandig oppløsning av en hygroskopisk. substans som virker til å øke råpapirets likevekts-vanninnhold.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,. karakterisert ved at råpapir-banen over hele sin bredde sprøytes med en vandig oppløsning av et uorganisk salt, fortrinnsvis kalsium-eller magnesiumklorid.