DE19945580A1 - Gestrichenes, optisch aufgehelltes Druckpapier und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Gestrichenes, optisch aufgehelltes Druckpapier und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Abstract
Ein gestrichenes, optisch aufgehelltes Druckpapier, bestehend aus Streichrohpapier und einer darauf aufgebrachten Strichschicht aus Pigment, Bindemittel und Streichfarbenhilfsmittel ist dadurch gekennzeichnet, daß der optische Aufheller auf der Außenseite einer Strichschicht angeordnet ist. DOLLAR A Ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen, optisch aufgehellten Druckpapiers ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: DOLLAR A - ein Streichrohpapier wird mit einer Streichfarbe, enthaltend Weißpigmente und Bindemittel, in an sich bekannter Weise mittels Walzen-, Düsen-, Rakel- oder Schaberauftrag beschichtet, DOLLAR A - die Beschichtung wird in an sich bekannter Weise durch IR-Strahler, Heißluft oder Zylinderkontakt getrocknet, DOLLAR A - eine wässrige Lösung, enthaltend einen optischen Aufheller, wird auf die getrocknete Oberseite der Strichschicht aufgetragen und ggf. erneut getrocknet.
Description
Die Erfindung betrifft ein gestrichenes, optisch aufgehelltes
Druckpapier gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein
Verfahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 4.
Gestrichene, optisch aufgehellte Druckpapiere sind an sich bekannt
und finden vielfältigen Einsatz bei höherwertigen Druckprodukten,
wie Bildbänden, Prospekten und Firmenberichten. Optische Aufheller
sind ebenfalls bekannt. Neben ihrem Haupteinsatzgebiet in der
Waschmittelindustrie werden sie auch schon seit Jahrzehnten in der
Papierindustrie eingesetzt, um den Weißgrad des hergestellten
Papieres zu erhöhen. Chemisch gesehen sind optische Aufheller
Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure. Ihre Wirkung beruht auf
der Absorption von UV-Licht in einem Wellenlängenbereich von
300-400 nm und Abstrahlung in blauem Bereich des sichtbaren
Lichtes im Bereich von 400-450 nm. Dieses führt zu einer
Verschiebung des Gelbstiches von Fasern und Füllstoffen in den
blauen Weißbereich und letztlich zu einer Steigerung des spektralen
Reflexionsfaktors.
Der Einsatz von optischen Aufhellern während der Papierherstellung
kann auf verschiedenartige Weise geschehen. Bei der Herstellung
von gestrichenen Druckpapieren kann er in die Faserstoffsuspension
vor dem Stoffauflauf der Papiermaschine zugesetzt werden. Weist
die Papiermaschine eine sogenannte Leimpresse zur
Oberflächenvergütung des Papieres auf, kann der optische Aufheller
beispielsweise der dort eingesetzten Stärkelösung zudosiert werden.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, den optischen Aufheller einer
Streichfarbe zuzudosieren, die inner- oder außerhalb der
Papiermaschine auf das Streichrohpapier oder ggf. auf ein bereits
vorgestrichenes Streichrohpapier aufgetragen wird.
Im Wochenblatt für Papierfabrikation Nr. 15, S. 529-534, (1983),
wird über den Leimpressenauftrag von optischem Aufheller
zusammen mit einer Stärkeflotte berichtet. Es wurde auch schon
vorgeschlagen, die Menge des optischen Aufhellers aufzuteilen auf
Rohpapier, Leimpresse und Strich, s. PTS-Vortragsband 02/91, S.
172-175, 15. Streichereisymposium 1991.
Eine Einrichtung zum Auftragen von Leimflotten neben der
bekannten Leimpresse ist durch die DE-A-34 17 487 offenbart, wo
eine um eine Walze geführte Papierbahn auf der Vorderseite mit
Streichfarbe und auf der Rückseite mit flüssigen Medien behandelt
wird.
Die EP-A-0 373 276 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Sprühen von Zusätzen auf eine bewegte
Papierbahn.
Gemäß dem Stand der Technik gefertigte gestrichene, optisch
aufgehellte Papiere weisen gewisse Nachteile auf. Wird der optische
Aufheller der Faserstoffsuspension vor dem Stoffauflauf zugesetzt
oder mittels einer Leimpresse auf die Oberfläche des
Streichrohpapieres aufgetragen, erfolgt durch die nachträglich
aufgebrachte Strichschicht eine Dämpfung des UV-Lichtes und des
remittierten blauen Lichtes, so daß die Wirkung des optischen
Aufhellers nur ungenügend eintritt. Eine Erhöhung der Zusatzmenge
verbietet sich aus Kostengründen. Eine Zugabe des optischen
Aufhellers in die aufzutragende Streichfarbe ist zwar grundsätzlich
möglich, erfordert aber den Zusatz von sogenannten Carrier-
Substanzen, da der optische Aufheller selbst nicht an den
Pigmenten der Streichfarbe haftet und daher z. T. mit dem Wasser
der Streichfarbe in das Rohpapier wegschlägt. Dieses Problem
würde durch den Zusatz von sogenannten Carrier-Substanzen
gelöst. Diese sind z. B. Stärke, CMC und Polyvinylalkohol. Sie sind
aufgrund ihrer anionischen Ladung in der Lage, den kationisch
geladenen optischen Aufheller in der aufgetragenen
Streichfarbenschicht festzuhalten und unter Lichteinfluß zur Wirkung
zu bringen.
Nachteilig bei Verwendung von Carrier-Substanzen ist aber deren
relativ hohe Eigenviskosität in wässriger Lösung, die sich zur bereits
relativ hohen Viskosität der verwendeten Streichfarbe addiert.
Dieses führt bei der Verarbeitung in Glättschaberstreichmaschinen
bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zu Viskositätsproblemen, die
entweder die Arbeitsgeschwindigkeiten begrenzen, zu
ungleichmäßigen Strichaufträgen führen oder eine Verdünnung der
Streichfarbe erforderlich machen, die wiederum Probleme mit der
Trocknungskapazität der nachgeordneten Trockeneinrichtung nach
sich zieht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gestrichenes, optisch 4
aufgehelltes Druckpapier und ein Verfahren zu dessen Herstellung
zur Verfügung zu stellen, das die oben angeführten Probleme
überwindet.
Zur Lösung des Problems wird ein ein- oder beidseitig, ein- oder
mehrfach gestrichenes, optisch aufgehelltes Druckpapier
vorgeschlagen, das aus einem Streichrohpapier und einer darauf
aufgebrachten Strichschicht aus Pigment, Bindemittel und
Streichfarbenhilfsmittel besteht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
der optische Aufheller auf der Außenseite einer Strichschicht
angeordnet ist.
Unter einseitig gestrichenem Druckpapier versteht man derartige
Papiere, die nur für einseitigen Druck vorgesehen sind. Dazu zählen
z. B. Etikettenpapiere für Flaschen und Dosenbanderolen.
Sinngemäß werden beidseitig gestrichene Druckpapiere auf beiden
Seiten bedruckt. Dazu zählen z. B. sogenannte Magazinpapiere für
Illustrierte oder Kataloge, aber auch Bilderdruckpapiere. Hochwertige
Druckerzeugnisse erfordern eine höchste Oberflächenqualität der zu
bedruckenden Seite. Diese ist mit einem sogenannten Einfachstrich
nicht mehr zu erreichen. Deshalb wird das Streichrohpapier zunächst
mit einem oder zwei sogenannten Vorstrichen beschichtet und
darauf der sogenannte Deckstrich angeordnet.
Als Pigmente für die Strichschicht kommen alle gängigen
Streichpigmente, wie Kaolin, Calciumcarbonat, Talkum, Titandioxid,
Gips etc. in Betracht.
Als Bindemittel für die Strichschicht kommen ebenfalls alle gängigen
Streichfarbenbinder, wie Stärke, Protein, Kasein, Kunststofflatices
etc. in Betracht. Ebenso enthält die Strichschicht übliche
Streichfarbenhilfsmittel, wie Entschäumer, Entlüfter, Gleitmittel und
Viskositätsregulierer. Pigmente, Bindemittel und
Streichfarbenhilfsmittel sind dem auf diesem Gebiet tätigen
Fachmann geläufig.
Die Anordnung des optischen Aufhellers auf der Außenseite der
Strichschicht besagt, daß dieser sowohl auf der Außenseite der
Strichschicht als auch in der äußeren Schicht unter der Außenseite
angeordnet ist. Die stets vorhandene Porosität der Strichschicht, ggf.
auch nach einem vorangegangenen Glättungsvorgang bewirkt diese
Anordnung mit der vorteilhaften Wirkung, daß UV-Anteil des Lichtes
ohne oder nur mit geringer Dämpfung auf den optischen Aufheller
trifft und als sichtbares blaues Licht im Bereich von 400-450 nm
ohne oder nur mit geringer Dämpfung abgestrahlt wird, wodurch der
Gelbstich der Fasern und Pigmente in den blauen Weißebereich
verschoben wird. Das führt letztlich zu einer Steigerung des
spektralen Reflektionsfaktors und zu einer Verbesserung der
Papierqualität. Mit dieser Anordnung des optischen Aufhellers ist
auch wegen der verbesserten Wirkungsweise eine Reduktion der
Aufhellermenge möglich, so daß eine Kostenreduzierung möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführung des optisch aufgehellten
Durckpapieres ist der optische Aufheller auf der Außenseite des
Deckstriches einer aus einem oder mehreren Vorstrichen und einem
Deckstrich bestehenden Strichschicht angeordnet. Diese Ausführung
hat den Vorteil, daß an die Weißequalität der Vorstrichpigmente
keine allzu großen Ansprüche gestellt werden müssen, da die
niedrigere Weiße dieser Pigmente durch den Aufhellereffekt auf der
Außenschicht des Deckstriches kompensiert werden. Damit ist eine
Kostenreduzierung möglich.
In einer weiteren Ausführung des optisch aufgehellten Druckpapieres
ist der optische Aufheller auf der Außenseite einer ersten
Strichschicht angeordnet und darüber einer weiteren Strichschicht
ohne optischen Aufheller angeordnet. Es ist bekannt, daß optische
Aufheller durch ständige UV-Lichteinwirkung zerstört werden und
das Papier vergraut. Andererseits läßt es sich aber bei bestimmten
Anwendungen des optisch aufgehellten Druckpapieres nicht
vermeiden, daß dieses ständig dem Licht ausgesetzt ist. Dieses trifft
z. B. bei beleuchteten Werbeplakaten zu. In diesem Falle wird der
auf einer ersten Strichschicht angeordnete optische Aufheller durch
die darüber angeordnete weitere Strichschicht vor zuviel UV-Licht
geschützt, ohne seine aufhellende Wirkung zu verlieren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines ein- oder
beidseitig, ein- oder mehrfach gestrichenes, optisch aufgehelltes
Druckpapieres ist durch die Kombination der folgenden Merkmale
gekennzeichnet:
Ein Streichrohpapier, enthaltend Zellstoff und/oder Holzstoff-
und/oder Recyclingfasern und/oder Füllstoffe wird mit einer
Streichfarbe, enthaltend Weißpigmente, Bindemittel und
Streichfarbenhilfsmittel in an sich bekannter Weise mittels Walzen-,
Düsen-, Rakel- oder Schaberauftrag beschichtet. Die aufgetragene
Beschichtung wird unmittelbar in an sich bekannter Weise mittels
Infrarotstrahler, Heißluft oder Zylinderkontakt getrocknet. Dabei ist
auch eine Kombination der verschiedenen Trocknungssysteme
miteinander möglich. Auf die getrocknete Oberseite der Strichschicht
wird anschließend eine wässrige Lösung, die einen optischen
Aufheller enthält, aufgetragen und ggf. erneut getrocknet.
Zum Auftrag der wässrigen Lösung können an sich bekannte
Walzenauftragsvorrichtungen herangezogen werden. Eine weitere
bewährte Auftragstechnik besteht im Düsenauftrag der wässrigen
Lösung. Derartige Düsenauftragswerke sind dem Fachmann
geläufig.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß
der Auftrag der wässrigen Lösung mittels eines sogenannten
Walzen- oder Düsenfeuchters ein- oder beidseitig auf die
beschichtete Papierbahn vorgenommen wird, wobei die Lösung des
optischen Aufhellers dem Feuchtwasser zugefügt wird. Diese
Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn an der
beschichteten Papierbahn eine Feuchtekorrektur vorgenommen
werden muß.
Der Auftrag der wässrigen Lösung des optischen Aufhelfers kann in
der der Papiermaschine direkt nachgeordneten Streichmaschine
oder in einer separat betriebenen Streichmaschine erfolgen. Es ist
aber auch möglich, die wässrige Lösung des optischen Aufhellers in
einer einem Kalander nachgeordneten Rückbefeuchtungseinrichtung
auf die geglättete Strichschicht aufzutragen, wobei die Lösung des
optischen Aufhellers dem Feuchtwasser zugesetzt wird.
Besitzt das in der Strichschicht enthaltene Bindemittel Carrier-
Eigenschaften, wie etwa Stärke, Polyvinylalkohol oder CMC, dann
kann eine rein wässrige Lösung eines optischen Aufhellers zum
Auftrag verwendet werden. Fehlen der Strichschicht jedoch diese
Carrier-Eigenschaften, dann wird der wässrigen Lösung ein
wasserlöslicher Carrier, wie Stärke, CMC oder Polyvinylalkohol
zugesetzt. Die erforderliche Menge an optischem Aufheller und ggf.
Carrier kann der Fachmann leicht selbst ermitteln. Eine wässrige
Lösung von 10 Gew.-% optischem Aufheller (Handelsware) und 3%
aufgelöster Stärke hat sich bewährt.
Ein holzhaltiges, vorgestrichenes Papier wurde mit einem
zusätzlichen Deckstrich mit einem Auftragsgewicht von 8 g/m2
versehen. Vor- und Deckstrich enthielten keinen optischen Aufheller.
Die Weiße des gestrichenen Papieres betrug 75,2%. Danach wurde
auf den Deckstrich eine 10%ige wässrige Lösung eines optischen
Aufhellers aufgetragen und getrocknet. Die absolut trockene
Auftragsmenge an optischem Aufheller betrug dabei 0,32 g/m2
Handelsware. Die Weiße erhöhte sich dabei auf 97,1%.
Claims (9)
1. Ein- oder beidseitig, ein- oder mehrfach gestrichenes, optisch
aufgehelltes Druckpapier, bestehend aus Streichrohpapier und
einer darauf aufgebrachten Strichschicht aus Pigment, Bindemittel
und Streichfarbenhilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der
optische Aufheller auf der Außenseite einer Strichschicht
angeordnet ist.
2. Ein- oder beidseitig gestrichenes, optisch aufgehelltes
Druckpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
optische Aufheller auf der Außenseite des Deckstriches einer aus
einem oder mehreren Vorstrichen und einem Deckstrich
bestehenden Strichschicht angeordnet ist.
3. Ein- oder beidseitig gestrichenes, optisch aufgehelltes
Druckpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
optische Aufheller auf der Außenseite einer ersten Strichschicht
angeordnet ist und darüber eine weitere Strichschicht angeordnet
ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines ein- oder beidseitig, ein- oder
mehrfach gestrichenen, optisch aufgehellten Druckpapieres,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- - ein Streichrohpapier, enthaltend Zellstoff-, und/oder Holzstoff- und/oder Recyclingfasern und/oder Füllstoffe wird mit einer Streichfarbe, enthaltend Weißpigmente und Bindemittel in an sich bekannter Weise mittels Walzen-, Düsen-, Rakel- oder Schaber auftrag beschichtet,
- - die Beschichtung wird in an sich bekannter Weise durch IR- Strahler, Heißluft oder Zylinderkontakt getrocknet,
- - eine wässrige Lösung, enthaltend einen optischen Aufheller, wird auf die getrocknete Oberseite der Strichschicht aufgetragen und ggf. erneut getrocknet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Auftrag der Lösung mittels Walzenauftrag vorgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Auftrag der Lösung mittels Düsenauftrag vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Auftrag der Lösung mittels sogenannten
Walzen- oder Düsenfeuchters ein- oder beidseitig vorgenommen
wird und die Lösung des optischen Aufhellers dem Feuchtwasser
zugefügt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Auftrag der Lösung des optischen
Aufhellers in der der Papiermaschine direkt nachgeordneten
Streichmaschine oder in einer separat betriebenen
Streichmaschine erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lösung des optischen Aufhellers in einer einem Kalander
nachgeordneten Rückbefeuchtungseinrichtung zusammen mit
dem Feuchtwasser aufgetragen wird.
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