FI121018B - Päällystetty syväpainopaperi - Google Patents

Description

\ \ t )

PÄÄLLYSTETTY SYVÄPAINOPAPERI TAUSTA

5 Keksinnön ala Tämä keksintö liittyy syväpainatukseen tarkoitetun päällystetyn paperin valmistamisprosessiin käyttäen korkealämpöti-laista kalanteripintakäsittelyä, ja erityisesti prosessiin, 10 jolla tuotetaan tehokkaasti erinomaista päällystettyä syvä- painopaperia, jolla on esim. erinomainen painettavuus ja valkoisen arkin ulkonäkö, ilman päällystyspastan kasaantumista kalanterille käytön aikana tai päällekkäisten paperi-pintojen tarttumista toisiinsa paperirullissa.

15

Tieteen taso

Syväpainatus on yksi kuparipainatustyyppi, jossa syväpaino-20 laatassa oleva muste siirretään painopaperiin paineen vaikutuksesta. Koska syväpainatus on erinomainen sävyasteiden toistossa, sitä käytetään kaupallisessa painamisessa, kuten aikakauslehdissä, katalogeissa ja esittelylehtisissä.

• > *·ί· 25 Syväpainatuksessa käytetty painolaatta on muodostettu ko-• ♦ ·.1· vasta metallitelasta verrattuna of f setpainatuksessa käytet- ·.1.1 tyyn telaan. Tästä syystä laatan painopinta ei ole helposti *:·1 täysin kosketuksissa painopaperiin, mistä on tuloksena ·1·. puuttuvia pisteitä, "missing dots". Siksi sileys ja kokoon- • 30 puristuvuus ovat raakapaperille ja päällystetyn syväpaino-paperin päällystyskerrokselle tärkeitä ominaisuuksia.

Päällystetyn syväpainopaperin päällystyskerroksen sileyden .. parantamiseksi käytetään päällystysaineen koostumuksessa • · • ** 35 yleensä täyteainetta, jolla on korkea sivusuhde (savi, • · *.1 delaminoitu savi, talkki, jne.). Päällystyskerroksen saat- • » tamiseksi sileäksi käytetään menetelmää, jossa synteettistä • · .···. kopolymeerilateksia, jolla on alhainen lasittumislämpötila • · · #1t· (suunnilleen -40°C) , käytetään sideaineena. Päällystetyn • · • · · · · · · 2 syväpainopaperin päällystyskerroksen silittämiseksi mekaanisesti käytetään pintakäsittelyyn yleensä superkalante-ria. Myös päällystetyn paperin painokiillon parantamiseksi käytetään päällystyspastakoostumuksessa pigmenttiä, jolla 5 on korkea sivusuhde, ja joka siten tekee päällystyskerroksen sileämmäksi.

Kuitenkin, kun päällystyspastakoostumuksessa käytetään suuria määriä pigmenttiä, jolla on korkea sivusuhde, pääl-10 lystyspastan viskositeetti kohoaa, jolloin käsittely valmistusprosessissa tulee vaikeaksi, ja päällystysprosessissa esiintyy vikoja, kuten viiruuntumista, naarmuuntumista ja värin leviämistä. Yllä mainitun syyn takia päällystyspastan kokonaiskiintoaineen määrä ei voi olla merkittävän suuri, 15 ja siksi kuivauksen vaatimukset kasvavat, mikä johtaa kustannusten nousuun.

Kopolymeerilateksi on polymeeri, jota saadaan pääasiassa polymeroimalla sellaisia monomeereja kuin styreeni, butadi-20 eeni ja metyyli(met)akrylaatti. Monissa tapauksissa styreeni ja butadieeni ovat pääasialliset komponentit. Polybuta-dieenin lasittumislämpötila on -82°C ja polystyreenin . 100°C. Siten muuttamalla aineosamonomeerien suhdetta voi- « · » · daan kopolymeerilateksin lasittumislämpötilaa säädellä.

**/25 Päällystetyssä syväpainopaperissa käytetyllä kopolymeerila-• · *’1· teksilla (johon tässä tekstissä myöhemmin viitataan syvä- * 1 painolateksina) ja offsetpäällystetyssä paperissa käytetyl- • » • 1· lä kopolymeerilateksilla (johon tässä tekstissä myöhemmin : : viitataan offsetlateksina) on erilaiset monomeerirakenteet 30 johtuen erilaisista painomekanismeista. Lateksilla, joka tunnetaan syväpainolateksina, on noin -40°C:n lasittumislämpötila, tarkoituksena parantaa päällystyskerroksen ko- ··. koonpuristuvuutta nostamalla butadieenin, jolla on alhainen • · ]... lasittumislämpötila, pitoisuutta päällystyskerroksen peh- » · *..35 mentämiseksi. Esimerkiksi julkiseksi tulleessa ja-* · ·,1. panilaisessa patenttihakemuksessa (patent laid-open) 60- • ♦ · 224895 todetaan, että "kun laisttumispiste on -25°C tai alhaisempi, polymeeri saa joustavuutta, joka lisää päällys- • » · 1 · 3 tetyn paperin kokoonpuristuvuutta, mikä johtaa erinomaiseen syväpainatuksen painettavuuteen." Se tarkoittaa, että, kun lasittumislämpötila on korkea, päällystyskerros tulee jäykäksi, mikä lisää puuttuvien pisteiden mahdollisuutta.

5 Kuitenkin, huolimatta siitä, että lateksi, jolla on alhainen lasittumislämpötila, parantaa syväpainettavuutta, lateksin käytössä on seuraavia hankaluuksia: Päällystetty syväpainopaperi käsitellään superkalanterilla 10 paineen alaisena käyttäen telaa, joka on kuumennettu päällystyksen jälkeen 60-80°C:een. Syväpainolateksilla, jolla on alhainen lasittumislämpötila, on taipumus sulaa helposti ja siten, kun se koskettaa kuumennettua telaa, ongelman esiintyminen, s.o. kalanterin likaantuminen, on todennä-15 köistä. Lisäksi paperipintojen tarttuminen toisiinsa on todennäköistä, mikä tarkoittaa etupintojen ja takapintojen liimautumista, kun päällystetty paperi rullataan paperirul-latuotteen saamiseksi.

20 Lisäksi syväpainolateksin partikkelikoko on tavallisesti 1500 Ä:n luokkaa tai suurempi. Esimerkiksi julkiseksi tulleessa japanilaisessa patenttihakemuksessa Hei2-139500 : selostetaan lateksin partikkelikokoa välillä 2000-4000 Ä ja todetaan, että, kun koko on pienempi kuin 2000 Ä, pelkis-25 tysominaisuuksia ei voida täysin osoittaa. Kuitenkin mitä suurempi on lateksin partikkelikoko, sitä korkeammaksi « » päällystyspastan viskositeetti nousee, erityisesti korkeil- • · · . la leikkausnopeusalueilla.

• · · 30 Tähän asti vesiretentioaineina on käytetty tärkkelystä, kaseiinia, karboksimetyyliselluloosaa ja muita vastaavia aineita nostamaan päällystysnesteen vesiretentiokykyä. Yllä • « • *·· mainitut vesiretentioaineet edesauttavat päällystysnesteen vedenpidätyskapasiteetin parantumista nostamalla päällys- • V 35 tysnesteen viskositettia alhaisilla leikkausnopeusalueilla.

M Vastaavasti, perinteisellä syväpainopaperin päällystyspas- *·.*. talla on viskositeetti, joka nousee korkeilla leikkausno- • · · peusalueilla pigmentin, sideaineen tai vesiretentioaineen, 4 joita käytetään parantamaan painettavuutta ja ajettavuutta, ominaisuuksien takia. Viskositeetin kasvu korkeilla leik-kausnopeusalueilla nostaa päällystyspastan leikkausjännitystä ja siksi tarvitaan päällysteen painon kontrollointia 5 suhteessa leikkausjännityksen asteeseen. Tämän seurauksena teräpäällystyksessä, jota tavallisesti käytetään, lapaan kohdistuvaa painetta tulee nostaa. Muissa kuin yllä mainitussa päällystystyypissä pitää esimerkiksi tangon tai rullan tai ilman painetta nostaa samalla tavalla kuin lavan 10 painetta. Kun päällystys toteutetaan korkean paineen alaisena, päällysteen pinta pyrkii karhentumaan, huonontaen siten sileyttä ja vähentäen arkin kiiltoa. Lisäksi lavan paineesta johtuen paperiradan katkokset lisääntyvät ja päällystyksen viat, kuten viirut ja naarmut, ovat todennä-15 köisiä ja lapa kuluu merkittävästi, mikä johtaa ajettavuuden huononemiseen.

Yllä kuvattu pyrkimys on merkittävämpi, kun päällystysno-peutta nostetaan tai päällystyspastan konsentraatio on 20 korkea. Viime aikoina on käytetty nopeaa päällystystä pääl-lystysnopeudella 1000 m/min tai yli ja päällystystä paljon kiintoainetta sisältävällä päällystyspastalla, jonka koko-naiskiintoainepitoisuus on 60% tai yli, ja päällystysmate-riaalilla, jolla on sopiva viskositeetti korkeilla leik-25 kausnopeusalueilla, on kova kysyntä. Painomenetelmiä aja-telien, koska useita painomenetelmiä tulee käyttöön, kor- ;·. keatasoisten painopaperien kysyntä tulee merkittäväksi ja • · · erilaisia tekniikkoja on kehitetty. Esimerkiksi kalanteri-viimeistelymenetelmissä monia tekniikkoja, joissa käytetään 30 korkealämpötilakalaterointia, joka korvaa perinteisen su- perkalanteroinnin, on esitetty. On raportoitu, että käyttämällä korkealämpötilakalanterointia, voidaan viimeiste- • « • ’·· lynopeutta nostaa ja arkin kiilto, painatuksen kiilto, ·«· opasitetti ja jäykkyys paranevat.

//. 35 • · l.'.' Tavallisen päällystetyn paperin valmistusprosessissa, joka *!’. käsittää korkealämpötilakalanteroinnin, japanilainen julki- • · · · seksi tullut patenttihakemus Hei7-300799 esimerkiksi ehdot- 5 taa käytettäväksi lateksia, jonka lasittumislämpötila on 25°C tai korkeampi. Kuitenkin käytettäessä lateksia päällystetyn syväpainopaperin valmistamiseksi päällystyskerros tulee jäykäksi lateksin jäykkyyden takia. Siten sileys pyr-5 kii olemaan alhaisella tasolla kalanteroinnin takia, pääl-lystyskerroksen kokoonpuristuvuus tulee alhaiseksi ja siten puuttuvien pisteiden mahdollisuus syväpainatuksen aikana kasvaa. Tämän takia lateksi ei ole sopiva aine syväpainola-teksiksi.

10

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Käsillä olevassa keksinnössä on hyödynnetty päällystetyn 15 syväpainopaperin valmistusprosessia. Käsillä olevan keksinnön kohde on tarjota menetelmä, jolla voidaan tehokkaasti tuottaa päällystettyä syväpainopaperia ilman päällystyspas-tan kasaantumista kalanterille käytön aikana tai ilman päällekkäisten paperipintojen tarttumista toisiinsa paperi-20 rullissa, jolla päällystetyllä paperilla on erinomainen arkin ulkonäkö, arkin kiilto, jäykkyys ja alhainen mat-riisipisteiden poisjääminen syväpainatuksessa. Tämä tar-koittaa, että päällystettyä paperia, jolla on erinomainen :*·.! syväpainettavuus, voidaan valmistaa tehokkaasti.

25 • · • ·

Nimittäin yksi käsillä olevan keksinnön tärkeä puoli on ;·# päällystetyn syväpainopaperin valmistusprosessi, missä • · · . pohjapaperin pinta päällystetään päällystyspastalla, joka • · * ‘ sisältää pigmenttejä ja sideaineita pääasiallisina kom- 30 ponentteina, ja kuivauksen jälkeen kalanterikäsitellään, tunnettu siitä, että päällystyspasta sisältää kopolymeeri-lateksia, jonka lasittumislämpötila on välillä -20°C - • ’·· 20°C, määrän, joka on 3-10 paino-osaa kiinteää ainetta : : laskettuna 100 paino-osasta pigmenttiä, ja että kalanteri- .·[· 35 käsittely on korkealämpötilakalanterointi, jossa käytetään M elastista telaa ja metallitelaa, joka kuumennetaan lämpö- • · tilaan 100°C tai yli. Koko yllä kuvatussa prosessissa edel- • · · • · · • · 6 lä mainitut edut voidaan saavuttaa. Niinpä käsillä oleva keksintö tehtiin loppuun.

On tärkeää, että kopolymeerilateksilla, jota käytetään 5 sideaineena päällystyspastassa, on lasittumislämpötila välillä -20°C - 20°C. Käyttämällä kopolymeerilateksia, jolla on yllä mainittu lasittumislämpötila-alue, saadaan päällystettyä paperia, joka soveltuu korkealämpöt Hakalan -terointiin, ja kokoonpuristuvuus, joka soveltuu syväpaina-10 tukseen. Tämä tarkoittaa, että, kun päällystyskerrokset muodostetaan käyttämällä kopolymeerilateksia, jolla on suurempi lasittumislämpötila kuin 20°C, päällystyskerros menettää kokoonpuristuvuutta, ja nostaa siten matriisipis-teiden poisjäämistä, so. lateksi ei sovellu syväpainatuk-15 seen. Toisaalta, kun päällystyskerrokset on muodostettu käyttämällä kopolymeerilateksia, jonka lasittumislämpötila on alhaisempi kuin -20°C, lateksin liimautuvuus on merkittävää ja siksi, kun kalaterikäsittely toteutetaan yli 100°C:n lämpötilassa, tela pyrkii likaantumaan helposti ja 20 paperin pinnat tarttuvat toisiinsa, kun paperi rullataan, so. lateksi ei sovi ajettavuuden takia.

Edelleen on tärkeää, että kalanterikäsittelynä käytetään korkealämpötilakalanterointia, jossa käytetään elastista •

25 telaa ja metallitelaa, joka kuumennetaan lämpötilaan 100°C

• · .... tai yli. Niin kauan kuin päällystetyn paperin kosteuspitoi- ··. suus on sopiva ja/tai mitä korkeampi metallitelan lämpötila • · '. . on, sitä alhaisemmaksi tulee kahden telan välisen kosketus- • · ' pinnan paine ja sitä lyhyemmäksi tulee teloilla oloaika, 30 minkä tarkoituksena on silittää pohjapaperia ja/tai pääl-lystyskerrosta. Kuitenkin, kun lämpötila on alle 100°C, yllä mainittuja vaikutuksia ei ole odotettavissa. Edulli- • · • *· sesti käsittely toteutetaan lämpötilavälillä 150°C - 250°C.

• · ·

Kun korkealämpötilakalanterointi toteutetaan olosuhteissa, .·.· 35 jotka on määritetty saavutettavissa olevan arkin kiillon ja • · !.I painokiillon saamiseksi käyttämällä perinteisiä superkalan- *!’. tereita, so. kun kalanterin paine laskee tai aika kahden • · · ‘ telan välisessä kosketuspinnassa lyhenee, päällystyskerrok- • « · · 1 7 sen ja pohjapaperin tiheys laskee, opasiteettiaste nousee, jäykkyys kasvaa, mistä seuraa, että poisjääneiden mat-riisipisteiden määrä syväpainatuksessa on sama tai parempi kuin perinteisillä menetelmillä. Toisin sanoen, jos saatu 5 arkin kiilto ja painokiilto ovat samat korkealämpötilaka-lanteroinnin ja perinteisen superkalanteroinnin välillä, korkeapainekalanteroinnin tuottavuus on merkittävästi suurempi kuin perinteisen superkalanteroinnin. Edelleen, kun korkealämpötilakalanterointi toteutetaan olosuhteissa, 10 jotka on määritetty saavutettavissa olevan opasiteetin ja jäykkyyden saamiseksi käyttämällä perinteisiä superkalante-reita, saadaan korkea arkinkiilto ja korkea painokiilto. Lisäksi verrattuna perinteiseen superkalanterointiin, pro-sessinopeus on suurempi ja rullausprosessi voidaan poistaa, 15 ja siten saavutetaan korkea tuotantotehokkuus ja erinomainen ajettavuus.

Käsillä olevassa keksinnössä käytetään edullisesti lisäaineena synteettistä akryylivesiretentioainetta ja/tai hyd-20 roksietyyliselluloosaa. Erityisenä esimerkkinä synteetti sestä akryylivesiretentioaineesta voidaan luetella Aero gum L-37 (tavaramerkki, Aero Chemical) ja ASE-95 (tavaramerkki, Rohm & Haas), jotka ovat hyvänä esimerkkinä normaaleista synteettisistä akryylivesiretentioaineista. Erityisesti .'.*· 25 liittyvätyyppiset synteettiset akryylivesiretentioaineet, .... joista hyvänä esimerkkinä ovat Aero gum L-83 ja L-89 (tava- • ... ramerkki, Aero Chemical) ja TT-935 (tavaramerkki, Rohm & • · . Haas), ovat edullisia.

t » I • · · 30 Liittyvätyyppiset synteettiset akryylivesiretentioaineet edesauttavat päällystyspastan vesiretentiokyvyn parantumista ja päällystyspastan korkean leikkausnopeuden viskositee- • · • ’· tin alenemista. Siksi aineet ovat sopivia nopeaan päällys- • · · tykseen ja aineiden ansiosta päällystyspasta ei tunkeudu ,V 35 pohjapaperin sisään, päällystyskerroksen kuohkeus kasvaa, • · päällystyskerroksen kokoonpuristuvuus parantuu, ja siksi * *;. matriisipisteiden poisjääntiaste syväpainossa todennäköi- • · · sesti pienenee. Hydroksietyyliselluloosalla on samat vaiku- • · · · 8 tukset ja vaikutukset ovat ilmeisiä, kun käytetään päällys-tyspastaa, joka sisältää runsaasti savea.

5 YKSITYISKOHTAINEN EDULLISTEN SUORITUSMUOTOJEN KUVAUS

Mitään erityistä rajoitusta ei käsillä olevassa keksinnössä käytettäville pigmenteille määrätä. Pigmentit sisältävät epäorgaaniset pigmentit, kuten kaoliinin, saven, dela-10 minoidun saven, jauhetun kalsiumkarbonaatin, saostetun kalsiumkarbonaatin, talkin, titaanidioksidin, bariumsulfaa-tin, kalsiumsulfaatin, sinkkioksidin, piihapon, silikaatin, kolloidisen piidioksidin ja kiiltovalkoisen, sekä orgaaniset täyteaineet, kuten muovipigmentit. Tällaista pigmenttiä 15 voidaan tarpeen mukaan käyttää yksinään tai kahden tai useamman pigmentin yhdistelmänä.

Käsillä olevassa keksinnössä voidaan käyttää sideaineena kopolymeerilateksia, jolla on lasittumislämpötila välil-20 lä -20°C - 20°C, joko yksinään tai kahden tai useamman yhdistelmänä. Lisäksi voidaan käyttää yhdessä muita sideaineita, kuten tärkkelystä, pysymällä keksinnön tarkoitukses- :sa. Kopolymeerilateksi sisältää kumilateksin lisäksi syn-··« :1·. teettisen hartsiemulsion. Esimerkiksi kopolymeerilateksi 25 sisältää konjugoidut dieenipohjaiset kopolymeerilateksit, • · .... kuten styreenibutadieenikopolymeerin ja metakrylaattibuta- dieenikopolymeerin; vinyylipohjaiset polymeerilateksit, • · *. . kuten akrylaatin ja/tai metakrylaatin kopolymeerit; muunne- • · * tut polymeerilateksit, kuten alkaliliukoiset, alkalilla 30 turpoavat tai alkaliin liukenemattomat polymeerilateksit, joita saadaan edeltävistä latekseista muuntamalla käyttäen karboksyyliryhmää tai vastaavaa; ja erilaiset syntettiset • · * 1· polymeerit, joita kutsutaan sideainepigmenteiksi. Yksi tai useampi kopolymeerilateksi voidaan valita sopivasti ja yy 35 käyttää.

• · • · • · · t··· 11. Lateksin lisäksi voidaan käyttää tarpeen mukaan yhtä tai • · · useampaa normaalia päällystykseen tarkoitettua sideainetta, 9 jotka sisältävät proteiinit, kuten kaseiinin, soijapapupro-teiinin ja synteettiset proteiinit; synteettiset sideaineet, kuten polyvinyylialkoholin, olefiinimaleiinianhydri-dihartsin ja melamiinihartsin; tärkkelyksen kuten hapettu-5 neen tärkkelyksen, kationisen tärkkelyksen, ureafosfories-teröidyn tärkkelyksen, eetteröidyn tärkkelyksen, kuten hydroksietyloidun tärkkelyksen, ja dekstriinin; sellu-loosaderivaatat, kuten karboksimetyyliselluloosan, hydrok-sietyyliselluloosan ja hydroksiraetyyliselluloosan. Näiden 10 sideaineideiden joukossa voidaan vesiretentioaineina käyttää tärkkelyspohjäisiä sideaineita ja selluloosapohjaisia sideaineita, joilla on korkea vesiretentiokapasiteetti.

Valmistettu päällystyspasta levitetään pohjapaperille (yh-15 delle puolelle kerrallaan) yhden tai useamman kerroksen muodostamiseksi pohjapaerin molemmille puolille, käyttämällä teräpäällystintä, tankopäällystintä, telapäällystintä, ilmapyyhkäisypäällystintä, käänteistä telapäällystintä, verhopäällystintä, liimapuristinpäällystintä, kanavatela-20 päällystintä, jne.

Pohjapaperina voidaan tarkoituksenmukaisesti käyttää papein ria ja pahvia, jonka neliömassa on välillä 30-400 g/m2.

Paperin valmistusmenetelmiä ei ole rajoitettu ja voidaan 25 käyttää pohjapaperia, joka on valmistettu millä tahansa • · .... happamalla paperin valmistusmenetelmällä, jossa joko on tai ;·, ei ole yläviiraa, neutraalilla paperin valmistusmenetelmäl- t · . lä tai emäksisellä paperin valmistusmenetelmällä käyttäen • · * Foudrinier-paperikonetta tai lieriöviirakonetta, jne., tai 30 pahvin valmistuskoneella käyttäen kahden yllä mainitun koneen yhdistelmää, tai jenkkisylinterikonetta. Lisäksi voidaan käyttää mekaanista massaa sisältävää paperia ja • · • *· kierrätysmassaa sisältävää pohjapaperia. Edelleen voidaaan • t · käyttää tärkkelyksellä, polyvinyylialkoholilla, jne., esi- • * ,·.· 35 päällystettyä pohjapaperia ja esipäällystettyä pohjapape- • · I.! ria, jossa on yksi tai useampi päällystyskerros päällystys- » Ί*. pastaa, joka sisältää pigmenttejä ja sideaineita käyttäen • · · • · • · · · 10 liimapuristinta, Bill-terää, kanavatelapäällystintä tai esimetallointiliimapuristinta.

Märän päällystyskerroksen kuivausmenetelmänä voidaan käyt-5 tää yksin tai yhdistelminä useita menetelmiä käyttäen run-kokuumennussylinteriä, kuumailmakuivuria, sähkökuumennus-kuivuria, infrapunakuivuria, korkeataajuuskuumennuskuivu-ria, jne.

10 Käsillä olevassa keksinnössä, sen jälkeen, kun päällystys-pasta, joka sisältää kopolymeerilateksia, jonka lasittumis-lämpötila on välillä -20°C - 20°C, on levitetty ja kuivattu kuten aiemmin on kuvattu, viimeistelykäsittely tehdään paineen alaisena käyttäen korkealämpötilakalanteria, joka 15 on kuumennettu lämpötilaan 100°C tai yli. Yllä mainitusta korkealämpötilakalanterista on hyvä esimerkki korkealämpö-tilapehmytnippikalanteri tai vastaava, joka pystyy viimeistelemään suurella nopeudella käyttäen elastista telaa, jolla on korkea kovuus, ja metallitelaa.

20

Korkealämpötilapehmytnippikalanterille on lämpötilan lisäksi tärkeää viipymisaika kahden telan välisessä kosketuspin- i nassa. Tästä näkökulmasta katsottuna käytännössä on edul- • #· **·, lista, että elastisen telan leikkaus-D -kovuus on välillä .V 25 80-100 (edullisesti 85-95), ja kalanterointi suoritetaan .... olosuhteissa, joissa paperinsyöttönopeus on 400-2000 m/min, linjapaine on 100-400 kg/cm, päällystetyn paperin kosteus- • 1 \ . pitoisuus ennen kalanterointia on 5-8% ja kalanterinippejä ’ on kaksi tai enemmän, kun olosuhteet mitataan telan ekviva- 30 lenttihalkaisijalle 500 mm. Edellä mainitun telan ekviva-lenttihalkaisijan on määritellyt A. V. Lyons, et ai. arvona, joka lasketaan seuraavalla yhtälöllä (1990 TAPPI Fi- • · • 1· nishing and Converting, sivu 5) : » · 4 » · # · ,·)2 35 (Ekvivalentti halkaisija) ={ (Pehmeän telan hai- • 9 !.! kaisij a) x (Jäähdytetyn telan halkaisi ja) }/{ (Pehmeän V. telan halkaisija)+(Jäähdytetyn telan halkaisija)}.

f · « 9 • ·»· 2 « 11

ESIMERKIT

Tässä osassa käsillä oleva keksintö selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla esimerkkeihin. Käsillä oleva kek-5 sintö ei rajoitu esimerkkeihin. Esimerkeissä "osat" ja "%" tarkoittavat "paino-%", ellei muuta määritellä. Saadut päällystetyt syväpainopaperit arvioitiin seuraavien menetelmien perusteella: 10 Arkin kiilto Tämä mitattiin JIS P 8142:n mukaisesti.

Painokiilto 15

Paperi painettiin käyttämällä Olcurasyo (Ministry of Finance) CYR:n syväpäinokonetta, painonopeudella 40 m/min ja painopaineessa 10 kgf/cm, ja painettu pinta mitattiin JIS P 8142:n mukaisesti.

20

Matriisipisteiden toistettavuus . .·. Syväpainetun päällystetyn paperin matriisipisteiden pois- jääntiaste edellä mainitulla painotyypillä mitattiin visu-25 aalisesti ja arvosteltiin seuraavasti: ®: erittäin hyvä • *· O: hyvä • · · ·.· ·' δ : vähän heikko 30 x: heikko Jäykkyys • · • i » Jäykkyys mitattiin JIS P 8143 :n mukaisesti ja arvosteltiin • · • · 3 5 seuraavasti: • · · • • · · ·...·’ ®: erittäin hyvä O: hyvä 12 δ: vähän heikko x: heikko Päällystyskerroksen pintalujuus 5 0,4 cm3 SMX Tack Great 15:a (tavaramerkki, Toyo Ink Manufacturing) levitettiin tasaisesti kumitelalle ja painaminen tehtiin käyttämällä Rl-painokonetta. Paperilla oleva muste siirrettiin toiselle valkoiselle arkille ja päällystysker-10 roksen irtautuminen mitattiin visuaalisesti ja arvosteltiin seuraavasti: ®: erittäin hyvä o: hyvä 15 δ: vähän heikko x: heikko

Opasiteetti 20 Opasiteetti mitattiin JIS P 8138:n mukaisesti.

Kalanterin likaantuminen ja päällekkäisten paperipintojen . .·. takertuminen toisiinsa I .'25 Kalanterin metallitelan pintaa tarkasteltiin visuaalisesti • \ kalanterin likaantumisen määrittämiseksi. Päällekkäisten paperipintojen takertumisen aste toisiinsa paperirullissa • · : 1' mitattiin visuaalisesti. Molemmat arvosteltiin seuraavasti: • · a 30 ®: erittäin hyvä o: hyvä δ: vähän heikko x: heikko • · · •·35 Esimerkki 1 ’...· Päällystyspastan valmistaminen « · · • · · 13

Pigmenttiin, joka koostui 10 osasta No. 1 laadun kaoliinia (UW-90, Engelhard), 70 osasta No. 2 laadun kaoliinia (Hyd-rasperse, Huber), ja 20 osasta hienohiukkaista jauhettua kalsiumkarbonaattia (FMT-90, Fimatic), lisättiin dispersio-5 aineeksi 0,2 osaa natriumpolyakrylaattia laskettuna pigmentin painosta ja dispergoitiin sitten täyteaineeseen käyttäen Cellier-pigmenttisekoitinta täyteainelietteen, jolla oli 70% kiintoainepitoisuus, saamiseksi. Tähän saatuun pigment-tilietteeseen lisättiin 0,2 osaa akryylistä vesiretentio-10 ainetta, joka oli ei-liittyvää tyyppiä (Arco gum L-37, Arco Chemical), ja 4 osaa styreenibutadieenikopolymeerilateksia A, joka oli ei-alkaliturpoavaa tyyppiä (lasittumislämpötila -10°C) ja edelleen lisättiin vettä päällystyspastan, jolla oli 63% kiintoainepitoisuus, saamiseksi.

15

Pohjapaperi

Pohjapaperina päällystystä varten käytettiin puukuituja sisältävää paperi, jonka neliömassa oli alle 42 g/m2.

20 Päällystetyn paperin valmistaminen

Yllä mainittua päällystyspastaa levitettiin pohjapaperin • · molemmille puolille niin paljon, että kuivuttuaan päällys-*; /25 tyskerros oli molemmilla puolilla 12 g/m2, käyttäen terä-*·’· päällystintä päällystysnopeudella 800 m/min. Saatu päällys- * ' tetty paperi kuivattiin 5,5%:n kosteuspitoisuuteen.

• · • · • · · ί/ · Kalanteri 30

Viimeistellyn päällystetyn paperin saamiseksi suoritettiin kalanterointi käyttäen pehmytnippikalanteria olosuhteissa, joissa telan ekvivalenttihalkaisija oli 300 mm, metallite- ,·;· lan pintalämpötila oli 150°C, elastisen telan leikkaus-D - • · "..35 kovuus oli 85, paperin syöttönopeus oli 500 m/min, linja-**.·. paine oli 90 kg/cm ja kalanterissa oli kaksi nippiä. 1 • · ♦ · · 14

Esimerkki 2 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1, paitsi, että Esimerkin 1 päällystyspastan 5 valmistuksessa 4 osaa styreenibutadieenikopolymeerilateksia A, joka oli ei-alkalityyppiä (lasittumispiste -10°C), korvattiin 7 osalla styreenibutadieenikopolymerilateksia B, joka oli ei-alkalityyppiä (lasittumispiste 15°C).

10

Esimerkki 3 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1, paitsi, että Esimerkin 1 päällystyspastan 15 valmistuksessa akryylinen vesiretentioaine, joka oli ei- liittyvää tyyppiä, korvattiin vesiretentioaineena käytetyllä hydroksietyyliselluloosalla.

20 Esimerkki 4 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin . f·. Esimerkissä 1, paitsi, että puolet Esimerkin 1 päällystys- • · · V'. pastan valmistuksessa akryylisestä vesiretentioaineesta, • · I . 25 joka oli ei-liittyvää tyyppiä, korvattiin vesiretentio-« · · *·*· aineena käytetyllä hydroksietyyliselluloosalla.

• « · · * • · • · • · : Esimerkki 5 30

Pigmenttiin, joka valmistettiin 60 osasta hienohiukkaista jauhettua kalsiumkarbonaattia (FMT-90, Fimatic) ja 40 osasia ta toisen luokan kaoliinia (Hydrasperse, Huber) , lisättiin .·;· dispersioaineeksi 0,2 osaa natriumpolyakrylaattia laskettu- • · •·35 na täyteaineen painosta ja dispergoitiin sitten täyteainee-• · '.*· seen käyttäen Cellier-pigmenttisekoitinta täyteaineliet- • · · teen, jolla oli 70% kiintoainepitoisuus, saamiseksi. Tähän saatuun pigmenttilietteeseen lisättiin 10 osaa styreenibu- • · 15 tadieenikopolymeerilateksia C (lasittumislämpötila 20°C) ja 5 osaa hapetettua tärkkelystä (M-210, Sikisima Starch) ja edelleen lisättiin vettä päällystyspastan, jolla oli 63% kiintoainepitoisuus, saamiseksi. Näin saatua päällystyspas-5 taa levitettiin puupitoisen, alle 42 g/m2 neliömassaisen paperin molemmille puolille niin paljon, että kuivuttuaan päällystyskerros oli molemmilla puolilla 4 g/m2, käyttäen teräpäällystintä, pohjapäällystetyn paperin saamiseksi. Esimerkin 1 päällystyspastaa levitettiin pohjapäällystys-10 kerroksen päälle 8 g/m2. Edellä mainittua lukuunottamatta päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1.

15 Vertailuesimerkki 1 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1, paitsi, että Esimerkin 1 päällystyspastan valmistuksessa styreenibutadieenikopolymeerilateksin A, 20 joka oli ei-alkaliturpoavaa tyyppiä, määrä korvattiin 2,5 osalla.

• · · • i .

«·· .·, · Vertailuesimerkki 2 • · ;. 25 • · • · Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin • · · ·

Esimerkissä 1, paitsi, että Esimerkin 1 päällystyspastan • · • ] valmistuksessa styreenibutadieenikopolymeerilateksin A, • · joka oli ei-alkaliturpoavaa tyyppiä, määrä korvattiin 12 30 osalla.

Vertailuesimerkki 3 • · · • · • · .'.*35 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin • · ’·[· Esimerkissä 1, paitsi, että Esimerkin 1 päällystyspastan *··· valmistuksessa styreenibutadieenikopolymeerilateksi A, joka :*·* oli ei-alkaliturpoavaa tyyppiä ja jonka lasittumislämpötila 16 oli -10°C, korvattiin styreenibutadieenikopolymeerilatek-silla D, joka oli tarkoitettu syväpainatukseen ja jonka lasittumislämpötila oli -40°C.

5

Vertailuesimerkki 4 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1, paitsi, että Esimerkin 1 päällystyspastan 10 valmistuksessa styreenibutadieenikopolymeerilateksi A, joka oli ei-alkaliturpoavaa tyyppiä ja jonka lasittumislämpötila oli -10°C, korvattiin styreenibutadieenikopolymeerilatek-silla E, jonka lasittumislämpötila oli 25°C.

15

Vertailuesimerkki 5 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin Esimerkissä 1, paitsi, että pehmytkalanteroinnin telan 20 lämpötila muutettiin 80°C:ksi.

• Vertailuesimerkki 6 • · ·~·~ "· " «·· • · • » #·.·,25 Päällystetty paperi valmistettiin samalla tavalla kuin • ·

Esimerkissä 1, paitsi, että pehmytkalanteroinnin tilalla käytettiin superkalanterointia seuraavissa olosuhteissa: • · •# 1 telan lämpötila 70°C, neljä nippiä, kalanterin linjapaine 200 kg/cm ja paperin syöttönopeus 10 m/min.

30

Tulokset on esitetty taulukossa 1.

♦ · ♦ ♦ • · • · · « · ♦ · • · ♦ · • · • · « · • · · i ··· · « • · • · · • · • · 17

Taulukko 1.

I I ” Kalanterin

Arkin Paino- Matriisi- Jäykkyys Päällystyk- Opasiteetti likaantu- kiilto % kiilto % pisteiden sen pinta- minen, 5 poisjäänti lujuus yhteen ta- J _kertuminen

Esim. i 65 83 @ O O 88 O

Esim.2 65 83 O O O 88 O

Esim. 3 65 83 © O O 88 -0

10 Esim. 4 65 83 © o__o__88__O

Esim. 5 67 83 O O O 88 O

es£:i 61__83 A O x 89 O

rs im. 2 65 82 Δ O © 88

Vert esim! 3 64 83 © A O 88 χ

Vert λ

esim. 4 64__83 χ O O 88 O

ltln.5 40 68 _x 0-0 88 O

Iesim!6 1 62 1 82 1 O 1 x 1 O 1 86 1 O ~| 20

Kuten taulukossa on selvästi esitetty, vain kun käytettiin sopiva määrä kopolymeerilateksia, jolla oli sopiva lasittu-. mislämpötila, ja kun käytettiin korkealämpötilakalanteroin- • φ tia, saavutettiin erinomainen syväpainettavuus ja erinomai- • « *· ’ 25 set päällystysominaisuudet.

• · • · ' * · • · *·** Alan ammattilaiset ymmärtävät, että useita vaihtoehtoja ja • · j 1. muunnelmia voidaan toteuttaa ilman, että poistutaan käsillä :V olevan keksinnön hengestä. Siksi pitäisi olla selvästi 30 ymmärrettävissä, että käsillä olevan keksinnön muodot ovat vain kuvaavia, eivätkä ole tarkoitettu rajaamaan käsillä olevan keksinnön laajuutta.

• · • ♦ • · • · 1 • · • · • · • · • · • · • · «»» • · · · · · • · • · · • « • ·

Claims (7)

1. Valmistusmenetelmä päällystetylle syväpainopaperille, missä pohjapaperin pinta päällystetään päällystyspastalla, joka sisältää pigmentin ja sideaineen pääkomponentteina, ja kuiva-5 taan, mitä seuraa kalanterikäsittely, tunnettu siitä, että päällystyspasta sisältää kopolymeerilateksia, jolla on lasit-tumislämpötila välillä -20 °C - 20 °C, 3-10 paino-osan kiin-toainemäärän laskettuna 100 paino-osasta pigmenttiä, että päällystyspasta edelleen sisältää lisäaineen, joka koostuu 10 akryylisestä synteettisestä vesiretentioaineesta ja/tai hydr-oksietyyliselluloosasta, ja että kalanterointikäsittely on korkealämpötilakalanterointi, jossa käytetään elastista telaa ja metallitelaa, joka on kuumennettu lämpötilaan 100 °C tai yli.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valmistusmenetelmä päällys tetylle syväpainopaperille, tunnettu siitä, että metallitela kuumennetaan lämpötilaan välillä 150 °C - 250 °C.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valmistusmenetelmä päällystetylle syväpainopaperille, tunnettu siitä, että lisäaine on 20 akryylinen synteettinen vesiretentioaine, joka on liittyvää • · · tyyppiä. * · • · · • · · • ·

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · · • · että pohjapaperin kummallekin puolelle levitetään yksi kerros • · päällystyspastaa. • · · • · · V : 25

5. Päällystetty syväpainopainopaperi, jolla on pinta, johon muodostetaan päällystyskerros, missä päällystetty pinta saa- ·**.. dan levittämällä päällystyspasta, joka sisältää pigmentin ja ;***· lisäaineen pääkomponentteina, kuivaamalla levitetty päällys- ««« tyspasta, ja viimeistelemällä kuivattu päällystetty pinta ka- • · * ** 30 lanterikäsittelyllä, tunnettu siitä, että päällystyspasta si- • ♦ *·♦·* sältää kopolymeerilateksia, jonka lasittumislämpötila on vä- :*·.· Iillä -20 °C - 20 °C, 3-10 paino-osan kiintoainemäärän las- ♦ · ....j kettuna 100 paino-osasta pigmenttiä, että päällystyspasta edelleen sisältää lisäaineen, joka koostuu akryylisestä syn- teettisestä vesiretentioaineesta ja/tai hydroksietyylisellu-loosasta, ja että kalanterointikäsittely on korkealämpötila-kalanterointi, jossa käytetään elastista telaa ja metallitelaa, joka on kuumennettu lämpötilaan 100 °C tai yli.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen päällystetty syväpainopape- ri, tunnettu siitä, että metallitela kuumennetaan lämpötilaan välillä 150 °C - 250 °C.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen päällystetty syväpäinopape-ri, tunnettu siitä, että lisäaine on akryylinen synteettinen 10 vesiretentioaine, joka on liittyvää tyyppiä.