GESTRICHENE PAPIERE MIT VERBESSERTEN ETIKETTIEREIGENSCHAFTEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein gestrichenes Papier mit verbesserten Etiket- tiereigenschaften sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Papiers.
Gestrichene Papiere finden eine Vielzahl von Anwendungen. Sie zeichnen sich häufig durch eine sehr glatte, gestrichene Oberfläche aus, auf der hochwertige Drucke, insbesondere im Offset-Druck-Verfahren aufgebracht werden können. So finden gestrichene Papiere auch Verwendung zur Auszeichnung und Etikettierung von Waren. Hierbei ist ein Hauptanwendungsgebiet die Etikettierung von Flaschen. Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Etikettierung von Flaschen bekannt, zu denen unter anderem die Aufbringung von selbstklebenden Haftetiketten zählt, als auch die sogenannte "Nassetikettierung".
Bei der Nassetikettierung wird auf der Rückseite des bereits bedruckten Etikettes eine Klebstoffschicht aufgebracht, welche dann nachfolgend sofort auf die zu etikettierende Flasche aufgebracht wird. Der Klebstoff enthält in der Regel einen hohen Gehalt an Wasser und ist oft auf einer Kaseinbasis aufgebaut.
Die Etikettierautomaten verarbeiten bis zu mehreren zehntausend Flaschen pro Stunde, so dass eine hohe Zuverlässigkeit des Etikettierprozesses gewährleistet werden muss. Insbesondere ist es notwendig, dass die Etiketten passgenau auf den Flaschen aufgebracht werden können, so dass Schiefstellungen des Etikettes auf der Flasche verhindert werden. Außerdem ist es notwendig, dass die Etiketten sofort nach dem Aufbringen auf den Flaschen haften, da sie sonst durch weiteren mechanischen Kontakt, mit z.B. Bürsten, die dazu dienen, das Etikett der Flaschen festzudrücken, verrutschen können. Da die zu etikettierende Fläche (Klebefläche) entsprechend der Flaschenform gekrümmt ist, besteht ausserdem die Gefahr, dass das flächige Etikett trotz der Bürsteinwirkung sich nicht ideal der Krümmung anpaßt. Als Folge ungenügender Anpassung ist häufig zu beobachten, dass sich die Ecken und Kanten des Etiketts mit der darunter befindlichen Klebefläche nur unvollständig verbinden und demzufolge abstehen. Außerdem besteht grundsätzlich die Gefahr, das Etiketten von den Flaschen abrutschen und
somit Transportbänder oder weitere mechanische Einrichtungen der Abfüllanlage blockieren.
Im Stand der Technik hat es nicht an Bemühungen gefehlt, Papiere mit verbes- serten Eigenschaften für die Nassetikettierung herzustellen.
In dem U. S. -Patent Nr. 5,209,982 wird ein Verfahren zur Herstellung von Etikettierpapier für Flaschen offenbart. Das Etikettierpapier zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Rückseite des Etiketts, auf der bei der Etikettierung der Klebstoff aufgebracht wird, eine Beschichtung vorhanden ist, welche die Eignung des Etiketts zur Etikettierung verbessert. Durch die Beschichtung wird die Wasseraufnahme der Rückseite verbessert, so dass durch eindringendes Wasser die Stei- figkeit des Basismaterials verschlechtert wird. Hierzu wird vorgeschlagen ein be- — sonders aktives, absorbierendes Agens zu verwenden.
Aus dem Stand der Technik sind auch Verfahren bekannt, die Verbesserungen des Etikettierverhaltens auf gekrümmten Flächen auf Kosten der Festigkeitseigenschaften des Etikettenpapiers erzielen. Dabei werden auf dem Etikett Dehnungsgitter mit Hilfe von Schnittstanzungen erzeugt, die die Eigensteifigkeit des Etiketts bricht und das Abheben seiner Ecken und Kanten vom Untergrund verhindert. Nachteilig ist der zusätzliche Verfahrensschritt der Schnittstanzung, sowie die damit verbundene mechanische Materialschädigung.
Die deutsche Patentschrift DE 44 15 547 C2 beschreibt ein Papieretikett für FIa- sehen, welches bedruckt ist und mit Hilfe eines Leimes aufgebracht wird und dessen Fasern vornehmlich in in einer Richtung ausgerichtet sind. Um das Auftreten von abstehenden Kanten und Ecken beim Etikettiervorgang auf gekrümmten Flächen zu vermeiden, wird eine Prägung des Etiketts senkrecht zur Faserrichtung vorgeschlagen, die sicher stellt, daß das Etikett sich rascher und unproblemati- scher um Klebeflächen auch hoher Krümmung herumlegt. Nachteilig ist auch hier der zusätzliche Verfahrensschritt der Prägung, der ebenfalls zu einer Materialschwächung durch Faserbrüche im Faservlies führt.
Aus dem Stand der Technik sind auch zahlreiche metallisierte gestrichene Papiere bekannt. In der EP OO 98 368 A2 wird ein gussgestrichenes metallisiertes Papier offenbart, bei dem innerhalb der Gussstrichschicht neben anderen Inhaltsstoffen ein synthetisches Polymerpigment enthalten ist. Aufgrund der spezifischen Zusammensetzung des gussgestrichenen Papiers wird somit eine nachfolgende Behandlung der gussgestrichenen Schicht, durch z.B. eine Lackierung, vor Metallisierung vermieden. Auf einem solchen gussgestrichenen Papier kann sofort auf der hochglänzenden Oberflächenschicht eine Metallbedampfung durchgeführt werden, die einen sehr guten metallischen Glanz aufweist.
Typisch für alle gussgestrichenen Papiere (metallisiert oder nicht-metallisiert) ist deren geringe Verdichtung im Herstellungsprozeß - im Gegensatz zu Papieren, deren hochglänzende Oberflächenschichten durch Satinageverfahren gewonnen werden, die mit einer sehr starken Verdichtung insbesondere des Fasergefüges einhergehen. Die geringe Verdichtung gussgestrichener Papiere geht einher hoher Unversehrtheit des Papierfasergefüges, mit hohem Volumen (Dicke) und großer (Eigen-) Steifigkeit des Etiketts, Eigenschaften, die in der Regel die Etikettiereigenschaften zusätzlich verschlechtern bzw. unkalkulierbar, unbeherrschbar machen.
Somit ergibt sich aus dem Stand der Technik die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Papier zur Verfügung zu stellen, welches verbesserte Etikettiereigenschaften, insbesondere bei der Nassetikettierung von Flaschen, aufweist. So soll insbesondere die Zuverlässigkeit des Prozesses der Etikettierung durch die Zurverfügungstellung eines verbesserten Papiers erhöht werden. Außerdem soll das auf der Rückseite mit Klebstoff versehene Etikett nach Aufbringung auf die zu etikettierende Flasche besser auf der Flasche haften, so dass es in nachfolgenden Andrück- und Trocknungsschritten nicht mehr verrutscht, bzw. von der Flasche abfällt. Ecken und Kanten des Etiketts sollen nicht abstehen son- dem sich mit der Flasche vollständig verbinden. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Zurverfügungstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines gussgestrichenen Papiers mit verbesserten Etikettiereigenschaften.
Die technische Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Papiers gelöst, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellung eines Rohpapiers, wobei der Anteil an Langfaserzellstoff im Rohpapier mindestens 25 Gew-% ist, das Rohpapier ein Wasserabsorptionsvermögen gemäß ISO 535 bei einer Prüfzeit von 10 s (Cobbio) von 5 bis 20 g/m2 aufweist, und das Rohpapier eine Nassdehnung (nach Fenchel) gemessen parallel zur Maschinenrichtung von nicht größer als 0% und quer zur Ma- schinenrichtung von nicht größer als 3% hat,
b) Aufbringen von 10 bis 40 g/m2 (ofentrocken) einer wässrigen Be- schichtungsmasse auf mindestens eine Seite des Rohpapiers um ein beschichtetes Rohpapier zu erhalten, und
c) Konditionieren des in Schritt b) erhaltenen gestrichenen Papiers.
Vorzugsweise ist das gestrichene Papier der vorliegenden Erfindung ein gussgestrichenes Papier. Im Sinne dieser Erfindung werden die Begriffe gestrichenes Papier und beschichtetes Papier synonym verwendet.
Unter dem Begriff "Langfaserzellstoff1 wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Zellstoff verstanden, der eine längere Faserlänge aufweist als z.B. Kurzfaserzellstoff. Ein Beispiel für einen Langfaserzellstoff ist ein Nadelsulfat- oder Nadel- sulfidzellstoff. Vorzugsweise sind in dem Rohpapier mindestens 30 Gewichtsprozent, weiter bevorzugt mindestens 35 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt mindestens 40 Gewichtsprozent an Langfaserzellstoff enthalten.
Das Wasserabsorptionsvermögen wird in Übereinstimmung mit der ISO 535 be- stimmt. In der ISO 535 wird das sogenannte "Cobb-Verfahren" definiert. Hierbei wird die Wasseraufnahme eines Papiers, nachdem es Wasser ausgesetzt war, bestimmt. Im vorliegenden Fall ist die Testprüfzeit 10 Sekunden. Hierbei wird das zu prüfende Papier für 8 Sekunden einem Überschuss an Wasser ausgesetzt und
nach insgesamt 10 Sekunden wird das überschüssige Wasser mittels eines Löschblattes entfernt.
Das Rohpapier der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen Cobbi0-Wert von 5 bis 15 g/m2, weiter bevorzugt von 5 bis 13 g/m2 und am meisten bevorzugt von 6 bis 10 g/m2.
Die Nassdehnung nach Fenchel wurde mit einer Apparatur, wie von Siebel in "Handbuch der Werkstoffprüfung", 2. Auflage, 4. Band (1953, Springer-Verlag), Seite 241 ff beschrieben, bestimmt. Hierbei wird zur Prüfung des Dehnungs- oder Schrumpfungsverhaltens von Papieren oder Kartons mit Wasser ein 15 mm breiter Teststreifen aus dem zu testenden Papier oder Karton geschnitten. Der Teststreifen wird vor der Messung der Nassdehnung in einem Klima von 23°C und 50% relativer Feuchte konditioniert. Der Streifen wird in das Prüfungsgerät einge- spannt, wobei in Abhängigkeit vom Flächengewicht der Probe ein Zusatzgewicht angebracht wird. Die zu verwendenden Zusatzgewichte können der Tabelle 1 entnommen werden. Nachdem der Teststreifen eingeklemmt wurde, wird der mit Wasser von 23 0C (± 2 0C) gefüllte Wasserbehälter hochgezogen und festgeschraubt, so dass der Streifen vollständig in Wasser eingetaucht ist. Nach einer Minute wird der Wasserbehälter nach unten weggenommen und nach weiteren 3 Minuten (insgesamt 4 Minuten nach Benetzung des Teststreifens mit Wasser) wird die Dehnung in Millimetern abgelesen. Die Dehnung ergibt sich dann aus der gemessenen Dehnung (in Millimetern) dividiert durch die eingespannte Länge des Teststreifens (z.B. 200 mm), multipliziert mit 100.
Tabelle 1
Die Nassdehnung parallel zur Maschinenrichtung wird bestimmt, indem die Längsseite der Testprobe in Maschinenrichtung weist. Dementsprechend wird die Nassdehnung quer zur Maschinenrichtung gemessen, indem die Längsseite der zu vermessenden Probe quer zur Maschinenrichtung weist. Bei der Probennahme ist darauf zu achten, dass die Längsseite der zu vermessenden Probe exakt in die Maschinenrichtung bzw. exakt quer zur Maschinenrichtung weist, da sonst die entsprechenden Nassdehnungen in Querrichtung bzw. Längsrichtung entsprechend der Winkelabweichung der Probennahme gemittelt werden. Es ist also darauf zu achten, dass die Probennahme nicht diagonal zur Maschinenrichtung erfolgt. Eine negative Nassdehnung bedeutet, dass der Teststreifen in Messrichtung während der Messung geschrumpft ist.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform zieht sich das Rohpapier bei Messung der Nassdehnung zusammen, so dass eine negative Nassdehnung erreicht wird. Diese negative Nassdehnung parallel zur Maschinenrichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 0% bis -1 ,0%, weiter bevorzugt von -0,1 % bis -1 ,0% und am meisten bevorzugt im Bereich von -0,25% bis -1 ,0%. Insbesondere liegt die Nassdehnung vorzugsweise im Bereich von -0,5% bis -1 ,0%.
Die Nassdehnung des Rohpapiers, quer zur Maschinenrichtung gemessen, ist vorzugsweise nicht größer als 2,5 %, weiter bevorzugt nicht größer als 2,0 %, in einer weiter bevorzugten Ausführungsform nicht größer als 1 ,5 % und am meisten bevorzugt nicht größer als 1 %. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist
die Nassdehnung quer zur Maschinenrichtung gemessen nicht größer als 0,8 %, weiter bevorzugt nicht größer als 0,3 % und in einer bevorzugten Ausführungsform nicht größer als 0 %.
Die in Schritt b) aufgebrachte Beschichtung hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Nassdehnung des Rohpapiers. So weist vorzugsweise das gestrichene Papier nach Schritt c) im wesentlichen dieselbe Nassdehnung auf, wie das zu seiner Herstellung verwendete Rohpapier. Insbesondere sind in dieser bevorzugten Ausführungsform die für das Rohpapier angegebenen Nassdehnungen auf das ge- strichene Papier nach Schritt c) übertragbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nassdehnung des gestrichenen Papiers nach Schritt c), parallel zur Maschinenrichtung gemessen, 0 %. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform zieht sich das gestrichene Papier bei Messung der Nassdehnung zusammen, so dass eine negative Nassdehnung erreicht wird. Diese negative Nassdehnung parallel zur Maschinenrichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 0% bis -1 ,0%, weiter bevorzugt von -0,1 % bis -1 ,0% und am meisten bevorzugt im Bereich von -0,25% bis -1 ,0%. Insbesondere liegt die Nassdehnung vorzugsweise im Bereich von -0,5% bis -1 ,0%.
Die Nassdehnung des gestrichenen Rohpapiers nach Schritt c), quer zur Maschinenrichtung gemessen, ist vorzugsweise nicht größer als 2,5 %, weiter bevorzugt nicht größer als 2,0 %, in einer weiter bevorzugten Ausführungsform nicht größer als 1 ,5 % und am meisten bevorzugt nicht größer als 1 %. In einer weiter bevor- zugten Ausführungsform ist die Nassdehnung quer zur Maschinenrichtung gemessen nicht größer als 0,8 %, weiter bevorzugt nicht größer als 0,3 % und in einer bevorzugten Ausführungsform nicht größer als 0 %.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Rohpapier gem. ISO 287 eine ab- solute Feuchte von nicht weniger als 2,5 %. Weiter bevorzugt hat das Rohpapier in Schritt a) eine absolute Feuchte von nicht weniger als 3,0 %, insbesondere von nicht weniger als 3,5 % und am meisten bevorzugt weniger als 4,0 %.
Das Flächengewicht des Rohpapiers in Schritt a) kann, gemessen nach EN ISO 536, zwischen 20 und 150 g/m2 liegen. Vorzugsweise liegt das Flächengewicht zwischen 20 und 100 g/m2, weiter bevorzugt zwischen 30 und 90 g/m2 und am meisten bevorzugt zwischen 40 und 80 g/m2.
Vorzugsweise wird in Schritt b) nach Aufbringung der Beschichtungsmasse das beschichtete Rohpapier mit einer Hochglanzpresse behandelt um ein gussgestrichenes Papier zu erhalten, wobei das beschichtete Rohpapier vor Einlauf in die Hochglanzpresse eine absolute Feuchte gem. ISO 287 von größer 1 ,5% aufweist.
In Schritt b) des Verfahrens werden vorzugsweise 18 bis 30 g/m2 (ofentrocken) der wässrigen Beschichtungsmasse auf das Rohpapier aufgebracht. Weiter bevorzugt werden zwischen 20 und 25 g/m2 (ofentrocken) der wässrigen Beschichtungsmasse in Schritt b) aufgebracht.
Die Beschichtung enthält vorzugsweise ein oder mehrere Pigmente. Beispiele für geeignete Pigmente sind Kaolin, Clay, Aluminiumhydroxid, Glanzweiss, Bariumsulfat, Kalziumcarbonat, Talkum, kalziniertes Kaolin und Titandioxid, wobei die Pigmente einzeln oder in Mischungen verwendet werden können. Ein organisches Pigment, wie z.B. ein Plastikpigment kann außerdem in der Beschichtung enthalten sein. Mindestens 50 Gew.-% der eingesetzten Pigmente haben vorzugsweise eine Teilchengrösse von weniger als 2 μm.
Die Beschichtung enthält vorzugsweise ein Bindemittel, das üblich auf dem Ge- biet der vorliegenden Erfindung ist. Das Bindemittel kann ein synthetisches oder natürliches Bindemittel sein. Geeignete Bindemittel sind z.B. ein Styrol-Butadien- Latex, Methylmethacrylat-Butadiene Latex, Styrol-Vinylacetat-Latex, Vinylacetat- Acrylat-Latex, Styrol-Acrylat-Acrylonitril-Latex sein. Es kann aber auch Kasein, Sojabohnenprotein und/oder Polyvinylalkohol als Bindemittel verwendet werden.
Gebräuchliche Additive können in der Beschichtung vorhanden sein, wie z.B. Verdicker, oberflächenaktive Substanzen, optische Aufheller und Farbstoffe.
Der Feststoffgehalt der wässrigen Beschichtungszusammensetzung beträgt vor Auftragung auf die Papierbahn in Schritt b) vorzugsweise 5 bis 68 Gew.-%, weiter bevorzugt 10 bis 65 Gew.-% und am meisten bevorzugt 15 bis 65 Gew.-%.
Die Hochglanzpresse in Schritt b) des Verfahrens kann vorzugsweise ein Rückseitenbefeuchtungsaggregat aufweisen. Mit diesem Rückseitenbefeuchtungsaggregat kann dann die Rückseite des gestrichenen Rohpapiers mit einer Zubereitung, enthaltend Wasser, behandelt werden. Der Aufbau dieses Rückseitenbefeuchtungsaggregats kann dem entsprechen, was einem Fachmann geläufig ist. Insbesondere kann das Rückseitenbefeuchtungsaggregat eine Wasserpresse sein, bei der über 2 Walzen die Wasser enthaltende Zubereitung auf der Rückseite des gestrichenen Rohpapiers aufgebracht wird. Das Rückseitenbefeuchtungsaggregat ist in der Hochglanzpresse vor dem Zylinder mit der spiegelglänzenden Oberfläche angeordnet. Das gestrichene Rohpapier wird somit auf der Rückseite befeuchtet, bevor es mit der spiegelglänzenden Oberfläche des Gussstrichzylinders in Kontakt gebracht wird. Durch das Rückseitenbefeuchtungsaggregat werden Spannungen in dem Rohpapier gelöst, so dass das Etikettierverhalten des fertigen gussgestrichenen Papiers weiter verbessert wird. Insbesondere schmiegt sich bei dieser bevorzugten Ausführungsform das Etikett bei der Nassetikettierung noch besser um die zu etikettierenden Flaschen.
Das bevorzugte Gussstrichverfahren ist an sich nicht limitiert. Insbesondere kann als Gussstrichverfahren das direkte Verfahren, Wiederbefeuchtungsverfahren (Rewet-Verfahren) oder das Gelverfahren Anwendung finden. Bevorzugt ist das Rewet-Verfahren, bei dem die Beschichtungsmasse zunächst auf das Rohpapier aufgebracht und dann getrocknet wird. Nachfolgend wird bei Einlauf in den Hochglanzzylinder die Beschichtung wieder befeuchtet, so dass nach dem Verlassen der Hochglanzpresse die spiegelglatte Oberfläche des Gussstrichzylinders auf das Papier übertragen wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in Schritt b) die absolute Feuchte des beschichteten Rohpapiers vor Einlauf in die Hochglanzpresse 2 % bis 7 %. Falls in einer bevorzugten Ausführungsform das sogenannte "Wiederbefeuchtungsverfahren" (Rewet-Verfahren) verwendet wird, wird unter Einlauf in die Hochglanz-
presse der Zeitpunkt verstanden, bevor das bereits beschichtete und getrocknete Papier wieder befeuchtet wird. Falls die Hochglanzpresse ein Rückseitenbefeuchtungsaggregat aufweist, ist die absolute Feuchte des beschichteten Rohpapiers vor Einlauf in das Rückseitenbefeuchtungsaggregat in dem angegebenen Be- reich.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die absolute Feuchte des beschichteten Rohpapiers vor Einlauf in die Hochglanzpresse 2 % bis 6 %, weiter bevorzugt 2,5 % bis 4 % und am meisten bevorzugt 2,5 % bis 3,5 %.
In Schritt c) des hier beschrieben Verfahrens wird das gestrichene Papier konditioniert. Hier wird unter Konditionierung die Einstellung einer vorgegebenen Gleichgewichtsfeuchte des gestrichenen Papiers verstanden. Die vorgegebene Gleichgewichtsfeucht des gestrichenen Papiers beträgt vorzugsweise 50 % relati- ve Feuchte. Die Konditionierung kann mit jedem Aggregat durchgeführt werden, welches dem Fachmann bekannt ist, insbesondere mit einer Kammer, die eine vorgewählte relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Die Papierbahn wird dann durch eine solche Kammer geleitet, bis die Papierbahn die gewünschte Gleichgewichtsfeuchte aufweist. Hierbei wird das in der Kammer vorgewählte Klima der ge- wünschten Gleichgewichtsfeuchte des Papiers angepasst. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das gussgestrichene Papier in einer Atmosphäre konditioniert, die eine relative Luftfeuchtigkeit von mindestens 90 % aufweist.
Vorzugsweise wird die Konditionierung so durchgeführt, dass das gestrichene Papier nach Konditionierung auf eine Gleichgewichtsfeuchte von 50 % relativer Feuchte (Normklima) eine Abweichung von der Planlage, parallel zur Maschinenrichtung gemessen, von weniger als 10 mm in Richtung der gestrichenen Seite (Streckdehnung) und quer zur Maschinenrichtung von weniger als 10 mm in Richtung der gestrichenen Seite (Quelldehnung) aufweist.
Die Planlage wird vorzugsweise mit der Kreuzschnittmethode bestimmt. Hierbei wird ein ca. 20 x 20 cm großes quadratisches Stück aus der Papierbahn geschnitten. Es ist darauf zu achten, dass die Laufrichtung auf dem Testpapier angegeben wird und dass die Kanten des Teststückes parallel bzw. quer zur Laufrichtung an-
geordnet sind. Es wird dann ein kreuzförmiger Schnitt von ca. 18 cm Länge diagonal zu den Ecken des Quadrates innerhalb des Quadrates ausgeführt. Die Planlage wird dann an den dreieckigen Spitzen der vorgenommenen Einschnitte kontrolliert. Sie bestimmt sich aus dem Abstand der Spitzen von der Auflage des Testpapiers, so dass die Streckdehnung in Millimetern der Abstand der oberen bzw. unteren Spitze von der Auflagefläche des Papiers ist. Die Quelldehnung ist dementsprechend der Abstand der Spitzen des linken bzw. rechten ausgeschnittenen Dreieckes vom Auflagepunkt des Papiers.
In diesem Zusammenhang wird in Bezug auf die Quelldehnung auch von der Feuchteplanlage gesprochen, da sich die auftretende Quelldehnung in gewissen Grenzen durch ein Befeuchten des Papiers einstellen lässt. Dementsprechend wird die Streckdehnung als mechanische Planlage bezeichnet, da sie durch z.B. ein Brechrakel beeinflusst werden kann. Hierbei wird die Papierbahn unter Zug so deformiert, dass sich die gewünschte Streckdehnung einstellt.
Die Streckdehnung ist vorzugsweise weniger als 8 mm in Richtung der gestrichenen Seite, weiter bevorzugt weniger als 5 mm in Richtung der gestrichenen Seite und am meisten bevorzugt weniger als 3 mm in Richtung der gestrichenen Seite. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Streckdehnung 0 mm, was bedeutet, dass das Papier keine Streckdehnung aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Quelldehnung weniger als 8 mm zu der gestrichenen Seite, weiter bevorzugt weniger als 5 mm in Richtung der gestrichenen Seite und am meisten bevorzugt weniger als 3 mm in Richtung der gestrichenen Seite. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Quelldehnung 0 mm, was bedeutet, dass das Papier keine Quelldehnung aufweist und plan auf einer Unterlage aufliegt.
Das gestrichene Papier hat nach Konditionierung in Schritt c) vorzugsweise eine absolute Feuchte gem. ISO 287 von 2 % bis 10 %, weiter bevorzugt von 2 % bis 8 % und am meisten bevorzugt von 2 % bis 7 %.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann nach Schritt b) und vor Schritt c) eine Metallschicht auf die beschichtete Seite des gestrichenen Papiers aufgebracht werden. Diese Metallschicht kann vorzugsweise durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht werden. Die Metallschicht enthält vorzugsweise Aluminium. Weiter bevorzugt ist die Metallschicht eine Aluminiumschicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Aufbringen der Metallschicht auf die beschichtete Seite des gestrichenen Papiers die beschichtete Seite lackiert. Hierbei ist es möglich, dass alle Lackierungen verwendet werden können, die dem Fachmann geläufig sind, um die Oberfläche des gussgestrichenen Papiers weiter zu glätten. Diese Lackierung kann mit jedem Auftragsaggregat aufgebracht werden, das dem Fachmann bekannt ist. Vorzugsweise wird die Lackie- rung durch ein Flexodruck-Verfahren aufgebracht, wobei die Druckfarbe lösungs- mittelhaltig oder wasserbasierend sein kann.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird nach Aufbringen der Metallschicht, auf die Metallschicht eine Lackierung aufgebracht. Als Lackierung kann jede Lackierung verwendet werden, die dem Fachmann geläufig ist. Insbesondere kann die Lackierung mit jedem dem Fachmann bekannten Auftragsaggregat auf- gebracht werden, wobei vorzugsweise die Lackierung durch ein Flexodruck- Verfahren aufgebracht wird. Als Druckfarbe können sowohl lösungsmittelhaltige Druckfarben als auch wasserbasierende Druckfarben verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das gestrichene Papier vor dem Auf- bringen der Metallschicht eine absolute Feuchte gem. ISO 287 von 0,5 % bis 10 %. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat das gestrichene Papier vor Aufbringen der Metallschicht eine absolute Feuchte von 0,5 % bis 8 %, weiter bevorzugt von 1 % bis 7 %, bevorzugter von 1 ,5 % bis 6 % und am meisten bevorzugt von 2 % bis 5 %.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein gestrichenes Papier, enthaltend ein Rohpapier und eine Beschichtung die auf dem Rohpapier aufgebracht ist, wobei der Anteil an Langfaserzellstoff im Rohpapier mindestens 25 Gew-%, das Rohpapier ein Wasserabsorptionsvermögen gemäß ISO 535 bei ei-
ner Prüfzeit von 10 s (Cobtho) von 5 bis 20 g/m2 aufweist, und das Rohpapier eine Nassdehnung (nach Fenchel) gemessen parallel zur Maschinenrichtung von nicht größer als 0% und quer zur Maschinenrichtung von nicht größer als 3% hat, und die Beschichtung ein Strichgewicht von 10 g/m2 bis 40 g/m2 (ofentrocken) auf- weist.
Das gestrichene Papier ist vorzugsweise ein gussgestrichenes Papier.
Das gestrichene Papier hat eine Planlage parallel zur Maschinenrichtung von we- niger als 10 mm in Richtung der gestrichenen Seite (Streckdehnung) und quer zur Maschinenrichtung von weniger als 10 mm in Richtung der gestrichenen Seite (Quelldehnung), gemessen mit der Kreuzschnittmethode (wie oben beschrieben).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das gestrichene Papier durch ein Plan- lageverhalten in einem Zyklus der Konditionierung bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten gekennzeichnet. Hierzu wird das Papier, welches vorzugsweise eine Größe von 10 x 7 cm (rechteckig) aufweist bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten konditioniert. Bei der Herstellung eines solchen Testpapiers ist darauf zu achten, dass die Kanten des Rechtecks genau parallel zur Maschinenrichtung, bzw. Querrichtung der Papierbahn ausgerichtet sind. Die längere Seite des ausgeschnittenen Rechtecks ist vorzugsweise parallel zur Maschinenrichtung ausgerichtet, so dass die Maschinenrichtung (längere Seite des Rechtecks) nicht mit der Querrichtung verwechselt wird. Die Quelldehnung ist der Abstand der Kanten von einer planen Unterlage des rechteckigen Testpapiers, welcher an den Kanten gemessen wird, die parallel zur Maschinenrichtung ausgerichtet sind. Dementsprechend ist eine Streckdehnung die Entfernung der Kanten von einer ebenen Unterlage, die quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet sind. Da es sich bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise um ein einseitig gestrichenes Papier handelt, kann die Quelldehnung als auch die Streckdehnung entweder zur beschich- teten oder unbeschichteten Seite des Papiers weisen.
Bei der Durchführung des Zyklus ist darauf zu achten, dass das Papier bei den jeweilig angegebenen Feuchten vorzugsweise bis zur Gleichgewichtsfeuchte konditioniert wird.
Das erfindungsgemäße Papier zeigt hierbei ein Planlageverhalten, bei dem
a) bei einer relativen Feuchte von 50% das Papier eine Quelldehnung zwi- sehen 5 mm zur unbeschichteten Seite des Papiers und 5 mm zur beschichteten Seite des Papiers aufweist,
b) das Papier nach anschließender Konditionierung auf eine relative Feuchte von 80% eine Quelldehnung zur beschichteten Seite des Pa- piers von 0 bis 30 mm aufweist,
c) das Papier nach anschließender Konditionierung auf eine relative Feuchte von 45% eine Quelldehnung zur unbeschichteten Seite des Papiers von 0 bis 10 mm aufweist,
d) das Papier nach anschließender Konditionierung auf eine relative Feuchte von 80% eine Quelldehnung zur beschichteten Seite des Papiers von 0 bis 30 mm aufweist, und
e) das Papier nach anschließender Konditionierung auf eine relative
Feuchte von 45% eine Quelldehnung zur unbeschichteten Seite des Papiers von 0 bis 10 mm aufweist.
Außerdem weist das gestrichene Papier vorzugsweise ein sogenanntes "Arbeits- vermögen" auf. Das Arbeitsvermögen ist im Sinne dieser Erfindung der Mittelwert der Differenz der Quelldehnungen von Schritt b) und c) und der Differenz der Quelldehnungen von Schritt d) und e), wobei der Mittelwert vorzugsweise 2 mm bis 40 mm ist.
Wenn nun als Beispiel im Schritt b) eine Quelldehnung zur beschichteten Seite des Papiers von 28 mm gemessen wird, bei Schritt c) eine Quelldehnung von 8 mm zur unbeschichteten Seite, bei Schritt d) wieder eine Quelldehnung zur beschichteten Seite des Papiers von 27 mm und in Schritt e) eine Quelldehnung von 9 mm zur unbeschichteten Seite des Papiers gemessen wird, so ist das Arbeits-
vermögen in mm gleich (((28 mm - (-8 mm)) + (27 mm - (-9 mm))) / 2. Somit hätte das gussgestrichene Papier in diesem Beispiel ein Arbeitsvermögen von 36 mm.
Vorzugsweise weist das gestrichene Papier der vorliegenden Erfindung beim Durchlauf des oben beschriebenen Planlagezyklus keine Streckdehnung auf. Vielmehr wird das Papier bei unterschiedlicher Konditionierung vorzugsweise immer wieder eine Quelldehnung zur beschichteten bzw. unbeschichteten Seite des Papiers zeigen.
Überraschenderweise hat das gussgestrichene Papier der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Etikettierverhalten gegenüber den Papieren des Standes der Technik. Insbesondere legt sich das Papier der vorliegenden Erfindung bei der Nassetikettierung beim Aufbringen auf die zu etikettierende Flasche um die Flasche, so dass eine Art Umschlingung der Flasche durch das Etikett stattfindet. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Etikett durch das nachfolgende Festbürsten nicht verrutscht. Außerdem haften die Etiketten durch dieses Umschlingungs- verhalten fester auf den Flaschen, so dass ein Abfallen der Etiketten im Etikettierautomaten verhindert wird. Deshalb führt das Papier der vorliegenden Erfindung zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit des Etikettierprozesses. Die Stillstandszei- ten der Etikettieranlagen werden verringert, da sich die Zahl Reinigungszyklen, welche sonst notwendig wären, um die Etikettieranlage von herabgefallenen Etiketten zu säubern, vermindert.
Außerdem stehen bei dem Etikett der vorliegenden Erfindung nach dem Aufbrin- gen auf z.B. Flaschen die Ecken und Kanten nicht ab. Wie bereits dargelegt, legt sich das gestrichene Papier der vorliegenden Erfindung um die zu etikettierende Flasche. Hierdurch wird auch die Bildung von Falten auf dem Etikett verhindert. Selbst für den Fall, dass sich Falten beim Anlegen des Etiketts auf die Flasche bilden, werden diese Falten durch die Umschlingung des Etiketts wieder glattge- zogen. Das Etikett liegt somit plan auf z.B. einer Flasche auf.
Ein weiterer Vorteil ist bei den sogenannten „Halsetiketten" vorhanden. „Halsetiketten" sind Etiketten, die auf dem Flaschenhals einer Flasche aufgebracht werden. Da der Flaschenhals im Allgemeinen eine sehr große Abweichung von der
zylindrischen Grundform der Flasche aufweist, ist es an dieser Stelle besonders aufwändig ein exakt sitzendes Etikett anzubringen. Überraschenderweise zeigt das gestrichene Papier der vorliegenden Erfindung auch an dieser geometrisch sehr anspruchsvollen Stelle einer Flasche ein verbessertes Etikettierverhalten. Das gestrichene Papier der vorliegenden Erfindung schmiegt sich exakt an die Form z. B. eines Flaschenhalses an. Somit tritt ein verbesserter Maschinenlauf während der Etikettierung ein und das aufgebrachte Etikett weist keine Faltenbildung auf.
Als weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung tritt bei der Nassetikettierung unter Verwendung des gestrichenen Papiers der vorliegenden Erfindung, bei Aufbringung des beleimten Etiketts auf eine Flasche vorzugsweise ein Umspringen des Etiketts in eine Streckdehnung zur ungestrichenen, also beleimten Seite des Etiketts auf. Hierdurch wird die Umschlingung der z.B. Flasche durch das Etikett ge- fördert. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein wird angenommen, dass dieser Effekt auch auf die Nassdehnung (nach Fenchel) des gestrichenen Papiers der vorliegenden Erfindung zurückzuführen ist.
Auf das gestrichene Papier der vorliegenden Erfindung kann auch noch eine Me- tallschicht auf der Beschichtung des gestrichenen Papiers aufgebracht werden. Wie bereits dargelegt, können unterhalb der Metallschicht und/oder oberhalb der Metallschicht weitere Schichten vorhanden sein, die vorzugsweise Lackierungen sind. Die Metallschicht enthält vorzugsweise Aluminium, welches weiter bevorzugt aufgedampft wird.
Beispiele:
Erfindungsgemäßes Beispiel 1 :
Ein einseitig gestrichenes Papier wird wie folgt hergestellt:
In der Papiermaschine wird eine Fasergemisch mit folgender Zusammensetzung verarbeitet (Tabelle2):
Tabelle 2:
Das so hergestellte Streichrohpapier hat ein Flächengewicht von 50g/m2 (atro) und eine absolute Feuchte von 3%. Die Nassdehnung nach Fenchel ist parallel zur Maschinenrichtung - 0,1 %, quer zur Maschinenrichtung 2,4 %.
Das Streichrohpapier wird mit einer pigmenthaltigen Streichfarbenzusammensetzung einseitig beschichtet und nachfolgend in einem Konditionierer konditioniert.
Tabelle 3
Das so hergestellte gestrichene Papier (Fertigpapier) weist eine absolute Feuchte von 6% auf.
Das Fertigpapier weist ein Wasserabsorptionsvermögen der nicht beschichteten Seite nach ISO 535 bei einer Prüfzeit von 10s (Cobb-io) von 12g/m2 auf. Das Fertigpapier weist eine Planlage, gemessen parallel und quer zur Maschinen- richtung von 0 mm zur gestrichenen Seite auf und die Nassdehnung nach Fenchel, gemessen parallel zur Maschinenlaufrichtung ist - 0,1 % und quer zur Maschinenlaufrichtung 2,4 %.
Wird von diesem Fertigpapier das Planlageverhalten unter unterschiedlichen rela- tiven Feuchten bestimmt, so zeigt sich folgendes Verhalten (Tabelle 4).
Tabelle 4: Planlagezyklus
Dieses beschichtete Papier zeigt, während des Etikettierprozesses (Beleimen des Etiketts, Abnahme von Leimpalette), ein sehr gutes Verhalten. Erst bei der Übergabe von den Greiferfingern der Etikettieranlage auf das Behältnis „springt" das Etikett von einer Quelldehnung in eine Streckdehnung zur Rückseite um und „umklammert" somit das Behältnis. Etiketten, die oben beschriebenes Verhalten zeigen, lassen sich problemlos auf unterschiedliche Behältnisse etikettieren, ohne das es hierbei zu Faltenbildung, abstehenden Ecken o.a. Fehlern kommt. Zusätzlich kann, begünstigt durch obiges Verhalten, bis zu 10% der üblichen Leimmenge eingespart werden.
Erfindungsgemäßes Beispiel 2:
Ein aluminiumbedampftes Fertigpapier wird wie folgt hergestellt:
In der Papiermaschine wird ein Fasergemisch mit folgender Zusammensetzung verarbeitet (Tabelle 5):
Tabelle 5:
Das hergestellte Streichrohpapier weist ein Flächengewicht von 51g/m2 (atro) und eine absolute Feuchte von 3% auf.
Die Nassdehnung nach Fenchel parallel zur Maschinenrichtung ist -0,12 % und quer zur Maschinenrichtung 2,4 %.
Das Streichrohpapier wird unter folgenden Bedingungen mit einer pigmenthaltigen Beschichtungsmasse einseitig beschichtet (Tabelle 6).
Tabelle 6
Das so hergestellte gestrichene Papier weist eine absolute Feuchte von 2% auf.
In einer Aluminiumbedampfungsanlage wird, unter Hochvakuum eine dünne Schicht Aluminium auf die beschichtete Seite des vorgenannten beschichteten Papiers aufgebracht. Anschließend wird das aluminiumbedampfte Papier mit einem separatem Konditi- onierer konditioniert.
Das so hergestellte gestrichene, bedampfte Papier (Fertigpapier) weist eine absolute Feuchte von 6% auf.
Das Wasserabsorptionsvermögen der nicht beschichteten Seite nach ISO 535 bei einer Prüfzeit von 10s (Cobbio) ist 11g/m2 auf. Außerdem weist das hergestellte Fertigpapier eine Planlage, gemessen parallel und quer zur Maschinenrichtung von 0 mm auf.
Das so hergestellte Fertigpapier weist eine Nassdehnung nach Fenchel, gemessen parallel zur Maschinenlaufrichtung ist -0,12 % und quer zur Maschinenrichtung 2,4 %.
Wird von diesem Fertigpapier das Planlageverhalten unter unterschiedlichen relativen Feuchten bestimmt, so zeigt sich folgendes Verhalten (Tabelle 7).
Tabelle 7: Planlagezyklus
Dieses Fertigpapier zeigt, während des Etikettierprozesses (Beleimen des Etiketts, Abnahme von Leimpalette) ein sehr gutes Verhalten. Erst bei der Übergabe von den Greiferfingern der Etikettieranlage auf das Behältnis „springt" das Etikett von einer Quelldehnung in eine Streckdehnung zur Rückseite um und „umklammert" somit das Behältnis. Etiketten, die oben beschriebenes Verhalten zeigen, lassen sich problemlos auf unterschiedliche Behältnisse etikettieren, ohne das es hierbei zu Faltenbildung, abstehenden Ecken o.a. Fehlern kommt. Zusätzlich kann, verursacht durch obiges Verhalten, bis zu 10% der üblichen Leimmenge eingespart werden.
Vergleichsbeispiel 3
Bei diesem Beispiel handelt es sich um ein einseitig gestrichenes .aluminiumbedampftes Etikettenpapier mit einem Flächengewicht vom 80g/m2.
Das Wettbewerbsmaterial weist eine absolute Feuchte von 5,5% auf und ein Wasserabsorptionsvermögen nach ISO 535 bei einer Prüfzeit von 10s (Cobb10) von 8 g/m2.
Die Planlage, gemessen parallel und quer zur Maschinenrichtung ist jeweils 0 mm zur gestrichenen Seite.
Die Nassdehnung nach Fenchel, gemessen parallel zur Maschinenlaufrichtung ist 0,25 % und quer zur Maschinenrichtung 2,5% auf.
Von diesem Material wurde das Planlageverhalten, gemäß der in der Anmeldung beschriebenen Vorgehensweise, analysiert (Tabelle 8).
Tabelle 8: Planlagezyklus
Dieses Fertigpapier (Wettbewerbsmaterial) zeigt, während des Etikettierprozes- ses (Beleimen des Etiketts, Abnahme von Leimpalette) ein normales Verhalten. Bei der Übergabe von den Greiferfingern auf das Behältnis „springt" das Etikett jedoch nicht von einer Quelldehnung in eine Streckdehnung zur Rückseite um. Dieses Etikett muss zusätzlich mit den, in der Etikettierstation, vorhandenen Bürsten bzw. Andruckrollen an die Behältnisoberfläche gedrückt werden. Durch Span-
nungen im Etikettenpapier oder Fehler beim Positionieren des Etiketts treten oft Fehler, wie abstehende Ecken, Falten, Fehlpositionierung und oder ähnliches auf. Zusätzlich kommt es, durch die höhere notwendige Leimmenge zu Verschmutzung der Behältnisse oder der Etikettieranlage, was kürzere Reinigungszyklen der Etikettieranlage bedingt.