PT1303668E

PT1303668E - Processo e composição de revestimento para revestir uma teia de papel

Info

Publication number: PT1303668E
Application number: PT01903832T
Authority: PT
Inventors: Teuvo Ilmonen; Soili Hietanen; Markku Leskelae
Original assignee: M Real Oyj
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2008-08-26
Also published as: CA2397097A1; FI20000186A0; CN1227412C; DK1303668T3; JP4167829B2; US6893536B2; CN1396973A; ATE396301T1; AU777250B2; AU3180101A; DE60134144D1; US20030106658A1; FI20000186A; ES2306700T3; FI117874B; EP1303668B1; EP1303668A1; JP2003520911A; WO2001055506A1; CA2397097C

Description

DESCRIÇÃO

Processo e composição de revestimento para revestir uma teia de papel O presente invento refere-se a um processo de acordo com o preambulo da Reivindicação 1 para fabricar uma teia de papel revestida e calandrada.

De acordo com um tal processo, é formada uma teia de papel na máquina de papel a partir de uma matéria-prima fibrosa e a teia é revestida e calandrada. O invento refere-se, também, a uma composição de revestimento, de acordo com o preâmbulo da Reivindicação 19, cuja composição de revestimento contém um pigmento mineral, um ligante e aditivos conhecidos per se. A tendência associada vulgarmente aos papéis couchés é o de serem crescentemente usados para a impressão de imagens a cores. Em termos de qualidade das imagens a cores, o chamado espaço de cor é um conceito importante. Significa, na prática, que quanto maior a luminosidade do papel, mais tons de cor diferentes podem ser impressos na superfície do papel. Pelos mesmos motivos a superfície do papel tem de ser tão suave quanto possível. A luminosidade do papel pode ser aumentada revestindo a teia de papel com misturas de revestimento que contêm pigmentos minerais. As misturas de revestimento anteriores (deslizamentos) e os seus pigmentos têm a desvantagem da distribuição desigual do revestimento, isto é, uma cobertura pobre. Em particular com pequenas quantidades de revestimento, uma cobertura pobre provoca problemas de manchas na impressão e luminosidade de papel manchado. Foram feitas tentativas para reduzir o manchado, aumentando a quantidade de revestimento, 1 que leva, por seu lado, a outros problemas. De modo a manter a economia da produção de papel, é geralmente necessário reduzir o peso do papel suporte (o peso total do papel revestido é mantido inalterado), e, como resultado, o corpo e rigidez pioram e, possivelmente, a opacidade é reduzida. O objectivo do presente invento consiste em eliminar as desvantagens associadas com a técnica anterior e proporcionar uma nova opção para o revestimento de papel e teias de cartão. O invento baseia-se na observação surpreendente de que, quando o papel ou uma teia fibrosa correspondente ê revestida com uma mistura de revestimento que contém gesso como pigmento em conjunto com carbonato de cálcio finamente dividido, tal como carbonato moído ou, de preferência, precipitado, a luminosidade do papel melhora significativamente. Ao mesmo tempo, a suavidade e brilho do papel permanecem bons. A maior proporção do pigmento mineral na mistura de revestimento de acordo com o invento consiste numa mistura de gesso e carbonato, gesso constituindo pelo menos 10% da quantidade total de pigmento na mistura. As composições de revestimento contêm, para além dos pigmentos, pelo menos um ligante e possíveis aditivos conhecidos per se, tais como espessantes.

Mais especificamente, o processo de acordo com o invento é caracterizado principalmente pelo que está revelado na parte caracterizadora da Reivindicação 1. O invento proporciona benefícios consideráveis. Anteriormente, de modo a garantir um brilho e suavidade suficientes, era necessário usar, na mistura de revestimento, um caulino com uma forma particulada do tipo placa, mas agora, com misturas de carbonato de cálcio e caulino, obtêm-se um brilho e suavidade suficientes, assim como uma melhor luminosidade e opacidade do que com misturas de carbonato de 2 cálcio precipitado e gesso, tais como misturas de carbonato de cálcio e gesso e misturas de carbonato de cálcio precipitado, carbonato moído e gesso.

As vantagens conseguidas são parcialmente explicáveis pela compactação mútua vantajosa dos pigmentos, e parcialmente pela boa cobertura proporcionada pela composição de revestimento de acordo com o invento. Por meio do presente invento, é obtido um revestimento no qual o pigmento parece assumir um arranjo como um castelo de cartas na superfície da teia. Da literatura do assunto conhece-se bem o conceito de compactação do tipo castelo de cartas do pigmento. Este conceito contém, como parte essencial a ideia, por exemplo, que entre partículas de caulino do tipo placa é bom ter, por exemplo, partículas esféricas que evitam um assentamento apertado das partículas de caulino umas contra as outras tornando, assim, a estrutura porosa e vantajosa para a absorção de cor e o dispersão de luz. Na prática, a observação de uma estrutura do tipo castelo de cartas em, por exemplo, fotografias microscópicas é muito difícil ou impossível, e as vantagens de uma estrutura do tipo castelo de cartas são vistas de uma forma indirecta, de facto, nas outras propriedades do papel. Não se encontrou, na literatura, sugestão alguma que a estrutura do tipo castelo de cartas pudesse ser obtida com pigmento de gesso. 0 papel produzido pelo processo de acordo com o invento tem boas propriedades de impressão para impressão heatset, e a sua luminosidade, opacidade, brilho e suavidades são bons. O processo e composição de revestimento de acordo com o invento podem ser assim usado para a produção de diversos papéis de impressão. O invento é adequado, em particular, para o revestimento de papéis para utilização na impressão multi-cor. Um pigmento contendo gesso é bem adequado para o revestimento 3 de papéis para electrofotografia, uma vez que tem um efeito vantajoso nas propriedades eléctricas das superfícies do papel. 0 invento será examinado em baixo com maior detalhe com o auxilio de uma descrição detalhada e com referencia aos desenhos acompanhantes, em que: A figura l ilustra a luminosidade de papéis brilhantes em diferentes testes; A figura 2 ilustra a tonalidade b* de papéis brilhantes em diferentes testes; A figura 3 ilustra a opacidade de papéis brilhantes em diferentes testes; A figura 4 ilustra a suavidade de papéis brilhantes em diferentes testes; A figura 5 ilustra o brilho de papéis brilhantes em diferentes testes; A figura 6 ilustra o brilho na impressão de papéis brilhantes em diferentes testes; A figura 7 ilustra a luminosidade de papéis mate em diferentes testes; A figura 8 ilustra a opacidade de papéis mate em diferentes testes; A figura 9 ilustra a suavidade de papéis mate em diferentes testes; A figura 10 lustra a tonalidade b* de papéis mate em diferentes testes; e A figura 11 ilustra o corpo de papéis mate em diferentes testes.

Nas figuras, ts indica lado de cima (top side) do papel e ws o lado do fio .(wire side) do papel. 4

No presente invento, o termo "papel" identifica, quer o papel quer o cartão. 0 invento é adequado, de facto, para o revestimento de teias fibrosas tendo uma gramagem de aproximadamente 50 - 450 g/m2. O papel suporte pode ser papel contendo fibras de madeira ou papel sem fibras de madeira. Os papéis suporte contendo fibras de madeira podem conter polpa mecânica ou semi-química, tal como groundwood (GW), pressure groundwood (PGW), polpa termomecânica (TMP) ou polpa semi-química (CMP; CTMP). Na produção de polpa mecânica, a matéria-prima de madeira as fibras são isoladas moendo mecanicamente blocos a pressão normal (GW) ou com elevada pressão (PGW), ou refinando aparas com a presença de vapor (TMP). A produção de polpa semi-química inclui um passo de isolamento químico e mecânico das fibras. Os processos semi-químicos são os processos CMP e CTMP; no processo CMP, a matéria-prima de madeira é refinada à pressão normal, enquanto no processo CTMP é produzida polpa refinada sob pressão. 0 rendimento do processo CMP é geralmente inferior ao do processo CTMP (inferior a 90%) , que se deve ao facto da sua dosagem química ser maior. Em geral,· os papéis suporte contendo madeira contêm polpa de celulose química, em particular polpa de madeira de coníferas, que serve como polpa de reforço e confere à teia uma maior resistência. A quantidade de polpa química é de aproximadamente 1 - 60% em peso, de preferência cerca de 10 -40% em peso. A polpa mecânica pode derivar de madeira de conífera ou madeira lenhosa. No exemplo abaixo é descrito o revestimento de uma teia de papel contendo uma polpa semi-química preparada a partir de faia. Por meio de uma composição de revestimento de acordo com o invento, obtêm-se uma boa cobertura e uma elevada luminosidade, que são de especial benefício no revestimento de papéis suporte contendo madeira. Estes papéis são conhecidos por terem uma luminosidade inferior 5 à dos papéis suporte sem madeira, e, como consequência, um papel revestido convencionalmente tende a parecer manchado.

Os papéis suporte sem madeira podem conter polpa de madeira de conífera ou de madeira lenhosa produzida por meio de um processo de cozimento químico conhecido per se, tal como um processo convencional de cozimento ao sulfato, cozimento ao sulfato prolongado, processo ao sulfito, processo ao sulfito neutro, ou processo de organosolv (etanol/água) tal como cozimento com peróxido.

Os papéis suporte, quer contendo madeira, quer sem de madeira são lixiviados, de preferência, até atingirem uma luminosidade superior a 80% por meio de um processo de lixiviação convencional, tal como lixiviação ECF ou TCF (sem utilização de cloro elementar). É igualmente possível usar sequências de lixiviação que incluam etapas com cloro.

Deverá ser realçado que, mesmo tendo sido feita referência acima à madeira como a matéria-prima do papel, a matéria-prima fibrosa usada por ser de plantas anuais ou perenes, tais como bagaço (fibras esmagadas da cana do açúcar) e caniço-malhado (reed canary grass).

As misturas de revestimento de acordo com o invento podem ser usadas como misturas de revestimento simples, e como as chamadas misturas pré- e / ou de revestimento de superfície. Em geral, a mistura de revestimento de acordo com o invento contém uma mistura de pigmentos de gesso e carbonato de cálcio 10 -10 0 partes em peso, pelo menos um ligante 0.1 - 3 0 partes em peso, e outros aditivos conhecidos per se 0.1 - 10 partes em peso.

Uma composição típica da mistura de pré-revestimento é como segue:

Pigmento de revestimento 6 (gesso / carbonato de cálcio) no total 100 partes em peso

Ligante Aditivos e 1 - 20% do peso do pigmento agentes auxiliares Água 0.1 - 10% do peso do pigmento Para acertar

Na mistura de pré-revestimento a relação entre pigmentos de gesso e de pigmentos de carbonato de cálcio, calculada em peso, ê a mesma que está especificada abaixo para misturas de revestimento único ou misturas de revestimento de superfície, isto é, aproximadamente 20:80...95:5. É adicionada água à mistura de pré-revestimento de modo que o teor de sólidos seja, na generalidade, entre 40 - 70%.

De acordo com o invento, a composição de uma mistura de revestimento único (ou possivelmente mistura superfície revestimento) é, por exemplo, como segue:

Pigmento de revestimento I (gesso) 10 - 95 partes em peso

Pigmento de revestimento II (carbonato) 5-90 partes em peso

Pigmento de revestimento III

Aditivos e agentes auxiliares (p. ex. caulino) Pigmento no total Ligante

0-85 partes em peso 100 partes em peso 1 - 20% do peso do pigmento 0.1 - 10% do peso do pigmento para acertar É adicionada água de modo que o teor de sólidos secos numa mistura de revestimento semelhante seja tipicamente de 50 - 7 75%. A estrutura dada por uma mistura de pigmentos de gesso do tipo agulha e partículas esféricas de carbonato de cálcio (em particular partículas de carbonato de cálcio precipitado), a estrutura sendo, evidentemente, do tipo castelo de cartas proporciona, por si só, uma boa cobertura. De modo a melhorá-la ainda mais, nas composições de revestimento de acordo com o invento, apresentadas acima, são usados, de preferência, pigmentos tendo uma distribuição de dimensão desconexa de partículas, em cujo caso no máximo 35% das partículas de pigmento são inferiores a 0.5 pm, de preferência no máximo 15% inferiores a 0.2 μτη. A distribuição desconexa é vantajosa, quer no gesso, quer no carbonato de cálcio. O gesso representa no mínimo 10%, de uma forma mais adequada no mínimo 30%, de preferência no mínimo 50%, de forma particularmente preferida no mínimo 60% do peso do pimento de revestimento. O limite superior para o gesso é de aproximadamente 80% e, assim, um intervalo particularmente preferido é de 60 - 8 0% do peso do pigmento. Normalmente, a quantidade de carbonato é, no mínimo, 10%, de preferência pelo menos 20%.

Os pigmentos minerais utilizáveis para além do carbonato de cálcio e do gesso (sulfato de cálcio) incluem quaisquer pigmentos convencionais, alguns exemplos dos quais são silicato de alumínio, caulino (silicato de alumínio), hidróxido de alumínio, silicato de magnésio, talco (silicato de magnésio), dióxido de titânio e sulfato de bário, assim como as suas misturas. Também podem ser usados pigmentos sintéticos. De preferência, a composição de revestimento contém, no máximo, 10% de pigmento mineral que não gesso e carbonato.

Dos pigmentos mencionados acima, os pigmentos principais são carbonato de cálcio precipitados, ou moído, e gesso, que constituem, em geral, mais de 50% dos sólidos secos da mistura 8 de revestimento. 0 caulino calcinado, diôxido de titânio, branco de cetim, hidróxido de alumínio, sílico aluminato de sódio e pigmentos plásticos são pigmentos adicionais, e as suas quantidades são, em geral, inferiores a 25% dos sólidos secos na mistura. Os pigmentos especiais que podem ser referidos incluem caulinos e carbonatos de cálcio de especial qualidade, assim como sulfato de bário e óxido de zinco.

Deverá ser ainda realçado que o revestimento de superfície num revestimento duplo pode incluir qualquer um dos pigmentos acima mencionados, mas pode compreender, igualmente, um revestimento de acordo com o invento. 0 seguinte é um exemplo de uma composição de revestimento especialmente adequada de acordo com o invento:

Gesso (Gypsum.) Carbonato de cálcio precipitado Carbonato de cálcio moído Pigmento no total e Ligante Espessante 10 - 90 partes e (PPC) 10 - 90 partes ou 10 - 90 partes 100 partes 1 - 20% do pigmento 0.1 - 10% do pigmento

Para produzir uma superfície brilhante é incorporado, de uma forma adequada, um pigmento plástico numa quantidade de 1 -20% do peso do pigmento mineral na composição de revestimento.

De acordo com uma representação preferida do invento, o pré-revestimento em revestimentos duplos é uma mistura de gesso / carbonato de acordo com o invento, enquanto na superfície existe um revestimento convencional, em particular um por meio do qual o brilho de superfície pode ser melhorado. Uma tal mistura de revestimento contém, de preferência, pigmentos plásticos, tais como pigmentos de poliestireno. O revestimento de superfície pode conter, como pigmentos minerais, de um modo 9 conhecido per se, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, silicato de alumínio e hidróxido de alumínio, silicato de magnésio, dióxido de titânio e / ou sulfato de bário, ou uma mistura.

Quando o gesso e outro pigmento são misturados um com o outro, pode surgir um forte aumento na viscosidade da mistura. Isto é devido ao efeito, no sistema de dispersão dos outros pigmentos, do ião de cálcio dissolvendo-se do gesso. Este chamado choque de gesso pode ser evitado, por exemplo, misturando primeiro o gesso em água e adicionando seguidamente o carbonato de cálcio e quaisquer outros pigmentos com forte agitação. Um choque de gesso não é também um problema numa elevada concentração de gesso (>3% da quantidade de pigmento mineral). Pode afirmar-se que, como regra, sempre que uma quantidade suficiente de gesso estiver presente na mistura (por exemplo, pelo menos 10% em peso da quantidade de pigmento) e existir agitação forte suficiente na altura da mistura, o choque de gesso é evitado. É igualmente possível evitar o choque de gesso tratando o gesso e o outro pigmento com um dispersante, tal como está descrito na Patente FI 84380.

Os agentes ligantes usados na composição de revestimento podem ser ligantes conhecidos, usados vulgarmente na fabricação de papel. Para além de ligantes individuais é igualmente possível usar misturas de ligantes. Exemplos que podem ser referidos de ligantes típicos são látexes sintéticos, que são feitos de polímeros ou copolímeros de compostos insaturadòs de etileno, por exemplo copolimeros do tipo butadieno estireno, que também contêm, possivelmente, um comonómero contendo um grupo carboxil, tal como ácido acrílico, ácido itacónico ou ácido maleico, e acetato de polivinilo tendo comonómeros que incluem grupos carboxil. Em conjunto com as substancias referidas acima, é ainda possível usar como ligantes, por 10 exemplo, polímeros solúveis em água, amido CMC, hidroxietil celulose, e álcool polivinílico.

Além disso, é possível usar, na composição de revestimento, aditivos convencionais e agentes auxiliares, tais como dispersantes (por exemplo sal trisódico de ácido poliacrílico), agentes afectando a viscosidade e retenção de água da mistura (por exemplo CMC, hidroxietil celulose, poliacrilatos, alginatos, benzoatos), os chamados lubrificantes, espessantes usados para melhorar a resistência ã água, agentes auxiliares õpticos, agentes anti-espuma, agentes de controlo de pH, e preservantes. Exemplos de lubrificantes incluem óleos sulfonados, ésteres, aminas ou estearatos de amónio; de agentes que melhoram a resistência à água glioxal; os agentes õpticos auxiliares incluem derivados de ácido dissulfõnico diaminosetilbeno; os agentes anti-espuma incluem ésteres de fosfato, silicones, álcoois, éteres, óleos vegetais; os agentes de controlo de pH incluem hidróxido de sódio, amoníaco; e fínalmente os preservantes incluem formaldeído, fenol, sais quaternários de amónio. A mistura de revestimento pode ser aplicada à teia de material de uma forma conhecida per se. 0 processo de acordo com o invento para o revestimento de papel e / ou cartão pode ser executado com um aparelho convencional de revestimento, isto é, revestimento por lâmina, ou por meio de um revestimento por filme, ou por aplicação de jacto.

Durante o revestimento, pelo menos uma superfície, de preferência em ambas as superfícies, é formada uma camada de revestimento tendo uma gramagem de 5 - 30 g/m2.

Como foi referido acima, o produto de fibra é calandrado. A calandragem pode ser executada de uma forma conhecida per se, por exemplo com uma super calandra em ligação com o pós tratamento da teia. 11

De acordo com uma representação preferida do invento, a teia não revestida ou uma teia revestida da forma descrita acima é dirigida para a calandragem suave em linha. A pressão linear na calandragem é, geralmente, de pelo menos 200 kN/m e a velocidade da calandragem é de pelo menos 800 m/min. 0 brilho do papel ou do cartão pode ser significativamente afectado pela pressão linear e temperatura de calandragem. Em geral, os produtos de papel brilhante são obtidos quando a calandragem é executada a uma pressão linear elevada e a uma temperatura elevada (por exemplo, aproximadamente 120 - 170°C) . O brilho destes produtos é superior a 50%. A teia de papel é calandrada, neste caso, numa calandra em linha, tendo pelo menos duas linhas de contacto formadas entre um rolo macio e um rolo duro. A pressão linear na calandragem do papel ê, por exemplo, de aproximadamente 250 a 450 kN/m.

De acordo com outra representação, os rolos da calandra não estão substancialmente aquecidos. Esta alternativa é adequada para a produção de papéis mate, em cujo caso é produzida uma teia de papel calandrada tendo um brilho inferior a 50%. A teia de papel é calandrada, neste caso, a uma pressão linear de, por exemplo, 200 a 350 kN/m.

Por meio do invento é possível produzir teias revestidas e calandradas de material tendo propriedades de impressão excelentes, boa suavidade, e boa opacidade e luminosidade.

Um produto especialmente preferido é o papel offset revestido no qual o elevado brilho é combinado com uma elevada opacidade e elevado corpo. Assim, revestindo com pigmento de gesso um papel suporte feito em faia CTMP contendo, possivelmente, no máximo 20% de fibras de madeira de conífera e tendo uma luminosidade, no mínimo, de 70%, a luminosidade da teia pode ser facilmente aumentada para um valor de pelo menos 85%, e um valor de opacidade de pelo menos 90%, com uma 12 gramagem de 90 g/m2. A luminosidade do papel parece, visualmente, muito equilibrada.

Geralmente, a gramagem do papel pode ser de 50 - 450 g/m2. Em geral, a gramagem do papel suporte para papéis é de 3 0 -250g/m2, de preferência 30 - 80 g/m2, para cartões, a gramagem é de 90 - 400 g/m2.

Revestindo um papel suporte deste tipo, tendo uma gramagem de aproximadamente 50 - 70g/m2, com um revestimento de 10 - 20 g/m2 / lado e calandrando o papel, obtém-se um produto tendo uma gramagem de 70 - 110g/m2, uma luminosidade de pelo menos 90%, uma opacidade de pelo menos 90%, e uma rugosidade da superfície no máximo de 1.3 μπι para papel brilhante e no máximo de 2.8 pm para papel mate. 0 brilho obtido para papel brilhante vai até acima dos 65% (Hunter 75).

Os seguintes exemplos, não restritivos, ilustram o invento. Os resultados da medição indicados para as propriedades do papel nos exemplos foram determinados pelos processos padrão seguintes:

Luminosidade: SCAN-P66-93 (D65/100)

Freeness·. CSF: SCAN m 4:65 Opacidade: SCAN-P8.-93 (C/2)

Rugosidade de superfície: SCAN-P76:95 Rugosidade Bendtsen: SCAN-P21:67 Brilho: Tappi T480 (5/) e T653 (20/)

Exemplo 1. Produção de faia CTMP A faia CTMP foi preparada impregnando as aparas com químicos, refinando as aparas impregnadas em duas fases, e lixiviando a polpa com peróxido.

Cumpriram-se as seguintes condições no processo: 13

Impregnação da polpa:

Em duas fases, com peróxido e lixívia e DTPA (quelação de metais), para além da reciclagem dos filtrados, ambos os químicos são adicionados em dosagens de aproximadamente 10 - 15 kg/ton.

Refinação:

Io passo pressurizado 4-5 bar, capacidade de drenagem da polpa (CSF) de aproximadamente 300 - 400 ml 2° passo aberto /1-2 bar, capacidade de drenagem da polpa (CSF) de aproximadamente 150 - 180 ml, após peneiramento, o valor da capacidade de drenagem cai para o nível desejado, isto é, aproximadamente 90 - 100 ml.

Lixiviação

Em duas fases (consistência média e consistência elevada) com uma pequena quantidade de água, peróxido e lixívia, cada um aproximadamente 30 kg / ton de polpa, objectivo de luminosidade de aproximadamente 8 0.

Assim, pode ser fabricada uma polpa que tenha as propriedades seguintes; neste exemplo, 85% das fibras era faia e 15% era abeto. - freeness, CSF 90 - PFI fragmentos, 0.05% - Resultado do peneiramente Bauer McNett da fibra: 14

Retida numa malha 28 3.3% 28/48 31.9% 48/100 13.5% 100/200 13.5%

Tendo passado numa malha 200 32.3% - gramagem g/m2 64.2 - densidade, kg/m3 549 - resistência ao ar, Gurley, s 106 - Brilho % 77.5 - coeficiente de dispersão da luz m2/kg 58.0 - indice de tensão, Nm/g 35.0 - índice de rasgamento, mNm2/g 3.3 - Resistência interna de ligação, J/m2 135

Exemplo 2. Produção de papel suporte O papel suporte foi produzido num teste â escala real do CTMP de acordo com o exemplo 1, como segue: O papel suporte foi produzido a partir de uma mistura, na qual foram doseadas: 25% polpa rejeitada da produção normal do moinho consistindo em polpa ao sulfato de bétula, polpa de sulfato de madeira de conífera e espessante carbonato de cálcio precipitado [PP 6^ - 75% polpa fresca contendo 50% de polpa ao sulfato de madeira de conífera refinada até ao nível de SR25 e 50% de faia CTMP de acordo com o exemplo 1. A faia CTMP não foi não refinada de todo posteriormente em separado no moinho de papel; a polpa sofreu um tratamento de 15 refinação muito ligeiro na chamada refinação de polpa mecânica. A polpa mecânica é feita a partir do cozimento a sulfato de madeira de conífera e faia CTMP em conjunto.

Para além disso, foi adicionado carbonato de cálcio precipitado ao papel como um espessante, de modo que o teor total de espessante (incluindo o espessante rejeitado) nos rolos da máquina situava-se entre os 11.8 e 13.2%. A velocidade do fio da máquina de papel era de 895 m/min; o intervalo possível de velocidade para esta gramagem e esta fórmula de papel nesta máquina poderia ser de 1100 - 1200 m/min. 0 papel foi calandrado ligeiramente com uma calandra. Vários rolos de papel foram produzidos para ambos os testes; a gramagem num era de aproximadamente 65 g/m2 e a gramagem no outro de 55 g/m2. Os valores mais importantes de qualidade do papel foram: gramagem 65.6 g/m2 teor de espessante 12.0% corpo 1.65 kg/dm3 luminosidade (D65/10° luz), lado de topo do papel 95.2 luminosidade (D65/100 luz), lado de fio do papel 94.8 opacidade 89.6% porosidade Bendtsen 420 ml/min rugosidade Bendtsen, lado de topo do papel 306 ml/min resistência interna de ligação 300 J/m2 kN/m kN/m resistência de tensão, direcção da máquina do papel 4.1 resistência de tensão, direcção transversal do papel 1.3 16

- resistência de rasgamento, direcção da máquina do papel 439 mN

- resistência de rasgamento, direcção transversal do papel 545 mN

Exemplo 3. Revestimento e calandragem de papel brilhante

Seguidamente, um papel suporte de acordo com o exemplo 2 foi revestido e calandrado com um aparelho piloto. As fórmulas de revestimento estão na Tabela 1.

Tabela 1

Teste ηβ 1 Teste n° 2 Teste n° 3 Opacarb A 40 60 70 66 CoCoat (gesso) 30 30 Ropaque HP-1055 4 Hydragloss 90 (caulino) 40 Styronal FX 8740 10 10 10 Raisional RN 1116 4 4 4 FF-10 0.9 1.1 1.1 Blancophor PSF 1 1 0 objectívo do teor de sólidos para a pasta de revestimento era de 65 - 66% e o pH de 8.5. o revestimento foi executado através da aplicação de jacto a uma velocidade de 1000 m/min. 0 objectivo da quantidade de revestimento era de 13 g/cm2 em cada lado do papel.

Devido ao facto do pigmento de carbonato de cálcio precipitado e de gesso não serem, pela sua dimensão de partícula, bons pigmentos em termos de brilho de papel, foi 17 adicionada à mistura do Teste 3 um pigmento plástico, Ropaque HP-1055, que amolece durante a calandragem, aumentando assim fortemente o brilho do papel.

Após o revestimento, o papel foi calandrado como segue: - velocidade 1100 m/min - intervalo de pressão linear 250, 300 e 350 kN/m

- temperatura de calandragem 150°C - Linha: dura/ macia + macia / dura

Assim, foi obtido um papel que tinha muitas propriedades de qualidade para a impressão em heatset-offset. As propriedades técnicas do papel estão ilustradas nas figuras 1 -5. É visível nos resultados da figura 1 que a luminosidade do papel melhora em mais de 3 unidades quando é usado o pigmento de gesso. A referência é uma mistura de carbonato de cálcio precipitado e caulino. Enquanto a luminosidade aumenta, o valor da tonalidade b (figura 2) diminui, o que na prática é uma propriedade desejável, e estes fenómenos estão associados, de facto, uns com os outros. Na generalidade, uma diminuição na opacidade está associada com uma aumento na luminosidade, mas de acordo com os resultados (figura 3), as misturas de revestimento contendo gesso não sofrem por isso. As opacidades (figura 3) e suavidade (figura 4)em todos os testes comparáveis no que diz respeito â pressão linear da calandragem estão ao mesmo nível. 0 brilho dos papéis contendo pigmento de gesso (figura 5) caiu para um nível inferior aos dos papéis de referência (pastas de carbonato de cálcio precipitado caulino), mas adicionando à mistura um pigmento plástico é possível rectificar o brilho enquanto as outras propriedades permanecem a um nível vantajoso. 18 É aconselhável examinar os resultados acima do ponto de vista da luminosidade destes pigmentos.

Os valores de luminosidade medidos a partir de pastilhas de pigmentos foram: - caulino (Hydragloss 90): 88.5 - 90.5% - carbonato de cálcio precipitado (Opacarb A40): 95% - gesso (CoCoat): 94%

Na base destas figuras, pode esperar-se que a luminosidade do papel revestido com uma mistura de carbonato de cálcio precipitado e gesso (PPC - gypsum)seja melhor do que a luminosidade do papel revestido com uma mistura de carbonato de cálcio precipitado e caulino (PPC - kaol). Normalmente, os valores de luminosidade de misturas de pigmentos podem ser calculados como valores médios pesados em proporções de massa, começando nos valores de luminosidade dos pigmentos. Assim, obteve-se: - mistura de carbonato de cálcio precipitado - caulino (PPC - kaol) numa relação de 60/40,- luminosidade 92.8% - mistura de carbonato de cálcio precipitado - caulino (PPC - kaol)numa relação de 70/30; luminosidade 94.7%.

Desta melhoria de luminosidade de aproximadamente 2 unidades, em geral uma melhoria de 1 - 1.5 é vista no papel acabado, se os outros parâmetros de fabrico de papel se mantiverem inalterados. O resultado depende da luminosidade do papel suporte e da quantidade de revestimento, mas pelo menos na situação dos exemplo 1 - 3 é fácil de fazer a estimativa acima. Quando os resultados na figura 1 são examinados deste ponto de vista, a melhoria de aproximadamente 3.5 unidades na luminosidade é surpreendentemente elevada. 19 O facto de, simultaneamente, a opacidade permanecer inalterada é também surpreendente, porque normalmente a opacidade diminui quando a luminosidade aumenta. A medição do brilho de impressão, figura 6, indica também a surpreendentemente vantajosa estrutura em castelo de cartas da mistura de carbonato de cálcio precipitado - gesso (PPC -gypsum). Em geral, especificamente as pastas contendo caulino são boas no que diz respeito ao brilho de impressão, uma vez que a tinta de impressão assenta na superfície das partículas de caulino do tipo placa e nos poros estreitos entre elas sem penetrar fundo no revestimento. Para o revestimento carbonato de cálcio precipitado - gesso esperar-se-iam brilhos de impressão claramente mais baixos do que para a mistura carbonato de cálcio - gesso, mas os brilhos de impressão são, ou ao mesmo nível, ou mesmo melhores.

Exemplo 4. Revestimento e calandragem de papel mate O papel suporte de acordo com o Exemplo 2 foi seguidamente revestido e calandrado com um aparelho piloto. As fórmulas de revestimento estão descritas na Tabela 2.

Tabela 2

Teste n° Teste n° Teste Teste Teste n° 1 2 n° 3 n° 4 5 Opacarb A60 80 20 40 60 HC-90 40 CoCoat (gesso) 80 60 40 60 Suprawhite 80 20 Styronal FX 8740 13 13 13 13 13 FF-10 0.7 1.2 1.2 1.2 1.2 20

Sterocoll FD 0.3 Dispersante 0.15 0.15 0.15 Blancophor PSF 1 1 1 1 1 O objectivo do teor de sólidos para a pasta de revestimento era de 65 - 66% e o pH de 8.5. o revestimento foi executado através de aplicação de jacto a uma velocidade de 1000 ra/min. O objectivo de quantidade de revestimento era de 13 g/cm2 em cada lado do papel.

Após o revestimento, o papel foi calandrado como segue: - velocidade 1100 m/min - intervalo de pressão linear 300 kN/m - os rolos não estavam aquecidos - Linha de contacto: 1 macia / macia

Assim, foi obtido um papel que tinha muitas propriedades de qualidade para a impressão em heatset-offset. As propriedades técnicas do papel estão ilustradas nas figuras 7 -11; "uncal" indica amostras não calandradas.

De uma forma correspondendo à do papel brilhante no exemplo 3, a luminosidade da mistura de pigmento estimada para o papel mate, com início dos valores de luminosidade do pigmento, são: - mistura de carbonato de cálcio precipitado - caulino (PPC - gypsum) numa relação de 80/20; luminosidade 93.9 - mistura de carbonato de cálcio precipitado - caulino (PPC - gypsum)numa relação de 20/80; brilho 94.2

De acordo com os cálculos, um aumento de cerca de 0.2 unidades na luminosidade seria, na prática, expectável de 21 acordo com a figura 7, no entanto, o aumento na luminosidade foi de aproximadamente 3.5 unidades, o que ê um resultado surpreendentemente elevado.

Também para os papéis mate, as medições anteriores do brilho na impressão são surpreendentes. Aqui também se esperava que, sob efeito do gesso, o brilho na impressão caísse quando comparado com a mistura de carbonato de cálcio precipitado -caulino (PPC - kaol) . No entanto, os valores do brilho na impressão da mistura de carbonato de cálcio precipitado - gesso (PPC - gypsum) são apenas ligeiramente inferiores às da mistura de carbonato de cálcio precipitado - caulino (PPC ~ kaol).

Além disso, verifica-se que, em vez de carbonato de cálcio precipitado, é também possível usar carbonato moído (HC-90). 0 resultado na figura 8, no entanto, mostra que o carbonato de cálcio precipitado é mais vantajoso do que o carbonato moído em termos de opacidade. No que diz respeito à suavidade (figura 9) pode verificar-se que as misturas de carbonato de cálcio precipitado - caulino correspondem às outras pastas. Além disso, uma vantagem proporcionada pela luminosidade crescente é visto na tonalidade b (figura 10) , isto é, a tonalidade b diminui. Em relação ao .corpo (figura 11), a substituição do caulino tipo placa com gesso do tipo agulha é vantajosa e o corpo melhora em cerca de 5%.

Lisboa, 14 de Agosto de 2008 22

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo para produzir uma teia de papel couché, processo de acordo com o qual - uma teia de papel tendo uma gramagem de 3 0 a 250g/m2 ê formada a partir de uma matéria-prima fibrosa numa máquina de papel, - a teia de papel é revestida com uma mistura de revestimento contendo um pigmento, e - a teia de papel revestido é calandrada, caracterizado por a teia de papel ser revestida com uma composição de revestimento que contém, como pigmento mineral, principalmente uma mistura de gesso e de carbonato de cálcio precipitado, a quantidade de gesso sendo, no mínimo, de 10% em peso da quantidade total de gesso e de carbonato de cálcio precipitado, para formar uma camada de revestimento tendo uma gramagem de 3 a 30 g/m2 em pelo menos uma das superfície das teia de papel.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a teia de papel ser revestida com uma composição de revestimento contendo: Carbonato de cálcio moído 10 a 90 partes em peso e 90 a 10 partes em peso 100 partes em peso 1 a 20% em peso do pigmento ou precipitado Gesso Pigmento no total e Ligante 1 Espessante 0,1 a 10% em peso do pigmento
3. Processo de acordo com a reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a composição de revestimento conter um pigmento plástico numa relação de 1 a 20% em peso do pigmento mineral.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a composição de revestimento conter um outro pigmento mineral numa relação, no máximo, de 10%.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o gesso representar no mínimo 10%, de uma forma mais adequada no mínimo 30%, de preferência no mínimo 50%, de forma particularmente preferida no mínimo 60% do peso do pimento de revestimento.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o revestimento ser feito por aplicação de jacto.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por uma camada de revestimento tendo uma gramagem de 5 a 30 g/m2 ser formada sobre as duas superfícies da teia de papel.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o papel revestido ser calandrado numa calandra macia em linha. 2
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a teia de papel ser calandrada a uma pressão linear no mínimo de 200 kN/m.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a temperatura da calandra ser de 120 a 170°C.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por uma teia de papel calandrada tendo um brilho superior a 50% ser produzida.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a teia de papel ser calandrada numa calandra em linha tendo pelo menos duas linhas de contacto formadas entre um rolo macio e um rolo duro.
13. Processo de acordo com as reivindicações 11 ou 12, caracterizado por a teia de papel ser calandrada a uma pressão linear de 250 a 450 kN/m.
14. Processo de acordo com as reivindicações 8 a 13, caracterizado por os rolos de calandragem não estarem substancialmente aquecidos.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a teia de papel calandrada tendo um brilho inferior a 50% ser produzida.
16. Processo de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizado por a teia de papel ser calandrada a uma pressão linear de 200 a 350 kN/m.
17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser 3 revestida uma teia de papel na qual pelo menos uma parte do material fibroso ser constituído por polpa químico-mecânica de uma espécie da família Populus.
18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a mistura de revestimento contendo gesso ser utilizada como uma mistura de revestimento único ou uma mistura de pré-revestimento. Lisboa, 14 de Agosto de 2008 4