DE69801140T2

DE69801140T2 - Verfahren zur Herstellung von beschichtetem Druckpapier

Info

Publication number: DE69801140T2
Application number: DE69801140T
Authority: DE
Inventors: Shoichi Miyawaki; Yasunori Nanri; Eiji Nishijima; Yuji Sato
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2018-09-12
Also published as: EP0902123B1; DE69801140D1; EP0902123A3; EP0902123A2; US5985367A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gestrichenes Druckpapier, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers, das eine hervorragende Bedruckbarkeit aufweist und mit geringen Kosten herstellbar ist. Diese Erfindung beansprucht die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 9-249078, die am 12. September 1997 eingereicht wurde, und der Nr. 9-263943, die am 29. September 1997 eingereicht wurde.
In den letzten Jahren hat der Bedarf nach Druckpapieren in Werbedruckbereichen mit Ausrichtung auf Ankündigungen, wie Handzettel, Kataloge, Broschüren und Direktwerbung, zugenommen. Diese Werbedrucksachen sind als Ware von geringem Preis. Es ist jedoch wichtig, dass sie ihre angestrebte Aufgabe als Werbemedien erreichen. Daher bestand ein hoher Bedarf nach diesen Druckprodukten mit einer zufriedenstellenden Oberflächenbeschaffenheit bei geringen 'Kosten.
Um diesen Bedarf nach gestrichenen Papieren hoher Qualität zu befriedigen, suchten die Papierhersteller die Produktivität unter Beibehaltung hoher Qualität zu erhöhen, um dadurch die Kosten zu beschränken. Daher verwenden sie weniger kostenaufwendige Materialien und Chemikalien und sie versuchen die Herstellung stark kostenmäßig konkurrenzfähiger Produkte durch
(1) Beschleunigung,
(2) Ausweitung,
(3) Online-Herstellung (Produktion von der Papierherstell lung über das Streichen bis zur Oberflächenveredelung) und
(4) Mehrfachstreichen.
Dies führte in letzter Zeit dazu, dass ein Maschinenrakelstreichverfahren ein häufiges Herstellungsverfahren wurde. Da bei diesem Verfahren die Papierherstellung, das Streichen und die Oberflächenveredelung in der gleichen Anlage durchgeführt werden, ist die verwendete Vorrichtung (Bogendurchlauf) sehr lang. Falls in dieser Situation während des Betriebs eine Papierunterbrechung auftritt, führt dies zu hohen Produktionsverlusten oder die Papierzufuhr ist Zeit- und arbeitsaufwendig. Daher wurden Anstrengungen unternommen, die Herstellungseffizienz durch Maximieren der Arbeits- und Raumeinsparungen zu erhöhen. Vor diesem Hintergrund führte die Notwendigkeit, die Länge der Trocknungszone zu minimieren, zu der Tendenz, dass eine ein Pigment und einen Klebstoff enthaltende Streichlösung auf ein Rohpapier gestrichen und anschließend ein möglichst starkes Trocknen durchgeführt wird. Um die Verdampfungsrate zu erhöhen, wird dieses Trocknen bei einer Trockenkolbentemperatur von 140 · ºC oder höher und einem Luftdruck von 80 mm WS oder höher durchgeführt. Ein radikales Trocknen führt jedoch zu einer deutlichen Wanderung des Bindemittels (Stärke, Latex) in der Streichlösung, was die Häufigkeit von Druckungleichmäßigkeiten, und zwar eine Maserung (ungleichmäßiger Glanz in der einfarbigen vollbedruckten Fläche) und eine Haftungleichmäßigkeit (Druckungleichförmigkeit während Mehrfachdruck), erhöht. Diese Druckungleichförmigkeiten resultieren grundlegend aus der ungleichförmigen Absorptionsqualität, die die aufgestrichene Schicht bezüglich einer Druckfarbe besitzt, oder deren ungleichförmigen Wasserabsorptionseigenschaften für benetzendes Wasser. Idealerweise muss eine Streichlösung ziemlich gleichförmig auf ein Rohpapier mit minimaler Strukturungleichmäßigkeit aufgetragen werden, wodurch eine Streichschicht mit einer gleichförmigen Porenstruktur mit wenig Dichteungleichmäßigkeit gebildet wird (Nishioka et al., "Journal of the Technical Association of the Pulp and Paper Industry", 41(3), 1987).
Um eine Glanzungleichmäßigkeit und Druckungleichförmigkeiten zu korrigieren, führten wir Untersuchungen bezüglich Verfahren zur Ausbildung einer Streichschicht mit einer ziemlich gleichförmigen Porenstruktur durch. Beispielsweise ermittelten wir in unseren älteren Anmeldungen (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 370298/92 und 361695/92), dass Druckungleichförmigkeiten durch ein Verfahren mit Befeuchten und Erhitzen eines Rohpapiers oder eines gestrichenen Papiers und anschließendes sanftes Kalandrieren bei hoher Temperatur vermieden werden können. Wir ermittelten in der japanischen Patentanmeldung Nr. 77862/97 auch, dass Druckungleichförmigkeiten durch ein Verfahren unter Verwendung eines Latex mit einem speziellen Teilchendurchmesser und von Stärke mit einer speziellen reduzierenden Endgruppe sowie einem speziellen Molekulargewicht vermieden werden können.
In den letzten Jahren bestand der Trend zu Verringerungen der Papierkosten und zur Verwendung dünnerer und leichter Papiere. Bei dünneren Papieren wird die Korrektur von Durchsichtigkeit und Durchdrucken für die Papierhersteller eine ernsthafte Herausforderung. Daher wurden viele Versuche unternommen, spindelförmiges oder säulenförmiges gefälltes Calciumcarbonat mit einer großen spezifischen Oberfläche als Streichpigment zu verwenden. Im Hinblick darauf haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ebenfalls gefälltes Calciumcarbonat mit einer speziellen Form (spindelförmig oder säulenförmig) als Pigment für ein gestrichenes Papier verwendet und Verfahren zur Korrektur von Durchsichtigkeit, zum Beseitigen von Durchdrucken und zur Verbesserung der Klarheit gefunden (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 73695/94 und 73698/94). Diese Verfahren wurden jedoch beide auf Tiefdruckpapier, das bei einem unterschiedlichen Drucksystem verwendet wird, angewandt. Maserung und Haftungleichmäßigkeit - für Ofsetdruck charakteristische Probleme - blieben bei dieser Verwendung ungelöst.
Das üblicherweise verwendete gefällte Calciumcarbonat mit einer speziellen Form wurde durch die Umsetzung zwischen Kalkmilch und Kohlendioxid (als Kohlendioxidverfahren bezeichnet), die einem herkömmlichen Herstellungsverfahren folgte, hergestellt. Daher besaß dieses Material ähnlich Kaolin einen hohen Einheitspreis, und die Verwendung dieses gefällten Calciumcarbonats anstelle von billigem schwerem Calciumcarbonat führte unweigerlich zu einer deutlichen Erhöhung der Herstellungskosten. Wir ermittelten auch, dass die Verwendung von spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat, das durch den Kohlendioxidprozess erhalten wurde, für ein Offsetdruckpapier zu einem langsamen Trocknen der Farbe führte. Da ein langsames Trocknen der Farbe zu einem Abschmieren führt, sollten die Farbtrocknungseigenschaften weiter verbessert werden.
Mit der bereits genannten Beschleunigung des Rakelstreichverfahrens nimmt die Häufigkeit des Auftretens von Stalaktiten oder ein Durchbrechproblem (Ablagerung eines Aggregats aus der Streichlösung am Rand der Rakel) bekanntlich zu. Die Streichlösung unter Verwendung von gefälltem Calciumcarbonat mit einer speziellen Form, beispielsweise einer spindelförmigen, nadelförmigen oder säulenförmigen Gestalt, neigt bei einer hohen Scherrate zu einer Zunahme der Viskosität. Diese Lösung kann einen Schnellbetrieb unter Verwendung der Rakel verlangsamen.
Die vorliegende Erfindung wurde unter den genannten Umständen erreicht. Ihre Aufgabe ist die Bereitstellung eines gestrichenen Druckpapiers, das frei von ungleichmäßigem Glanz, Maserung und Haftungleichmäßigkeit ist, hervorragende Farbtrocknungseigenschaften aufweist und eine hohe Funktionsfähigkeit mit einer Rakelstreichvorrichtung besitzt. Um diese Aufgabe zu lösen, führten die Erfinder der vorliegenden Erfindung intensive Untersuchungen durch und sie erreichten die vorliegende Erfindung durch Applizieren einer Streichlösung, die, bezogen auf 100 Gew.-% an Pigmentkomponenten, 30-90 Gew.-% reiskorn- oder spindelförmiges gefälltes Calciumcarbonat als Pigmentkomponente enthält. Das gefällte Calciumcarbonat besitzt einen Hauptdurchmesser von 4,0 um oder weniger und einen Nebendurchmesser von 0,2 - 0,7 um und es wird durch Löschen von Calciumoxid mit Weißlauge und anschließendes Kaustifizieren mit Grünlauge in einer Kaustifizierungsstufe während der Pulpeherstellung nach dem Sulfatverfahren oder dem Natronverfahren erzeugt. Einzelheiten dieser Erfindung werden im folgenden angegeben.
Die Erfinder der vorliegenden Untersuchung ermittelten, dass ein gestrichenes Druckpapier, das von ungleichmäßigem Glanz, Maserung und Haftungleichmäßigkeit frei ist und hervorragende Farbtrocknungseigenschaften und eine hohe Funktionsfähigkeit aufweist, durch Einarbeiten von durch eine Kaustifizierungsstufe hergestelltem, reiskorn- oder spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit niedrigen Kosten erzeugt werden kann.
Erfindungsgemäß macht das durch die Kaustifizierungsstufe hergestellte reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat 30-90 Gew.-% aller Pigmente aus. Für ein kalandriertes gestrichenes Papier beträgt der Anteil vorzugsweise 30 - 80 Gew.-%. Wenn dieser Anteil weniger als 30 Gew.-% beträgt, ist die Wirkung der Korrektur von ungleichmäßigem Glanz, Maserung und Haftungleichmäßigkeit vermindert. Bei einem Anteil von mehr als 90 Gew.-% ist die Viskosität der Streichlösung so hoch, dass die Funktionsfähigkeit des gestrichenen Papiers deutlich beeinträchtigt ist. Die Verwendung von gefälltem Calciumcarbonat mit einer anderen Form als der Form eines Reiskorns oder einer Spindel verursachte ungleichmäßigen Glanz und Haftungleichmäßigkeit.
Für ein gestrichenes Druckpapier werden üblicherweise Kaolin und schweres Calciumcarbonat als Pigmente in Form feiner Teilchen in Kombination verwendet. Kaolin mit einer plättchenförmigen Gestalt kann während der Oberflächenveredelung mit einem Kalander ohne weiteres ausgerichtet werden und es muss nicht von gleichförmiger Gestalt sein. Daher erfährt es partiell eine nicht gleichförmige Ausrichtung und diese ungleichmäßige Ausrichtung kann zu ungleichmäßigem Glanz führen. Eine Streichschicht, die aus diesem zu ungleichmäßiger Ausrichtung neigenden Kaolin und schwerem Calciumcarbonat mit einer breiten Teilchendurchmesserverteilung besteht, kann häufig eine ungleichmäßige Dichte und Ungleichmäßigkeit in der Porenstruktur ergeben, wodurch aufgrund des ungleichmäßigen Eindringens der Druckfarbe eine Maserung und Haftungleichmäßigkeit verursacht werden. Das erfindungsgemäß erhaltene reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat ist gleichförmiger bezüglich der Teilchendurchmesserverteilung und es ist von schlanker Gestalt, so dass es minimal eine ungleichmäßige Ausrichtung erfahren kann. Daher wird in der Streichschicht eine relativ gleichförmige Porenstruktur ausgebildet, wobei die Streichschicht von ungleichmäßigem Glanz, Maserung und Haftungleichmäßigkeit frei sein kann.
Erfindungsgemäß stellen ungleichmäßiger Glanz, Maserung und Haftungleichmäßigkeit nur in einem kalandrierten gestrichenen Papier, das so kalandriert wurde, dass es einen Weißpapierglanzgrad von höher als 50% aufweist, Probleme dar. Andererseits wird ein gestrichenes Papier mit Mattglanz, das so kalandriert wurde, dass es einen Weißpapierglanzgrad von 50% oder weniger aufweist, einem niedrigen linearen Kalandrierdruck unterworfen. Ein gestrichenes Papier mit matter Oberflächenbeschaffenheit wird nicht kalandriert und als solches verwendet. Daher treten Unterschiede bezüglich ungleichmäßiger Ausrichtung, ungleichmäßiger Dichte und ungleichmäßiger Porenstruktur zwischen den Pigmenten in minimaler Weise auf und bilden daher keine Probleme. Jedoch war ein Abschmieren aufgrund langsamer Farbtrocknungseigenschaften ungeachtet des Weißpapierglanzgrades problematisch.
Erfindungsgemäß ist es wichtig, das durch die Kaustifizierungsstufe hergestellte reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat zu verwenden. Die Verwendung von durch das Kohlendioxidverfahren statt die Kaustifizierungsreaktion hergestelltem reiskorn- oder spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat ergab das Problem, dass das Trocknen der Farbe verlangsamt wurde. Es ist nicht klar, warum das erfindungsgemäße reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat auf Kaustifizierungsbasis bezüglich der Farbtrocknungseigenschaften besser als das durch den Kohlendioxidprozess hergestellte herkömmliche gefällte Calciumcarbonat ist. Jedoch war das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte gefällte Calciumcarbonat bezüglich der Benetzbarkeit mit verschiedenen Flüssigkeiten deutlich verschieden von dem durch das Kohlendioxidverfahren hergestellten (Bewertung der Eintauchwärme; Zwillingsleitfähigkeitskalorimeter MMC5111, Produkt von Tokyo Rikosha). Das erfindungsgemäße gefällte Calciumcarbonat besaß geringe Benetzbarkeit mit Wasser, jedoch hohe Benetzbarkeit mit einem Farblösungsmittel. Es ist unklar, aus welchem Teil des Herstellungsverfahrens dieser Unterschied bezüglich der Benetzbarkeit herrührt. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene gefällte Calciumcarbonat ist jedoch stark kompatibel mit Farbe und kann daher die Farbtrocknung beschleunigen.
Das reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat gemäß der Erfindung besitzt einen vorgegebenen Teilchendurchmesser. Wenn sein Hauptdurchmesser weniger als 0,5 um oder sein Nebendurchmesser weniger als 0,2 um beträgt, wird die Viskosität der Streichlösung zu hoch. Daher können, wenn beispielsweise eine Rakelstreichvorrichtung als Streichmaschine verwendet wird, Stalaktiten oder ein Durchbrechen häufig auftreten, was die Funktionsfähigkeit beträchtlich beeinträchtigt. Bei einem Nebendurchmesser von größer als 0,7 um nimmt der mittlere Teilchendurchmesser zu und es besteht die Tendenz zu einer Verringerung des Weißpapierglanzgrades und der Glätte. Bei einem Hauptdurchmesser von größer als 4,0 um stoßen die Teilchen gerne am Rand der Rakel an, was häufig zu Streifen führt.
Nur bei Verwendung des nach dem im vorherigen beschriebenen Verfahren hergestellten gefällten Calciumcarbonats mit einer speziellen Form kann kostengünstig ein gestrichenes Druckpapier, das frei von ungleichmäßigem Glanz, Maserung und Haftungleichmäßigkeit ist, hervorragende Farbtrocknungseigenschaften aufweist und eine hohe Funktionsfähigkeit mit einer Rakelstreichvorrichtung besitzt, hergestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Verwendung des durch die Kaustifizierungsstufe hergestellten reiskorn- oder spindelförmigen gefällten Calciumcarbonats auch eine Farblöschung, ein für gestrichenes Papier mit Mattglanz und gestrichenes Papier mit matter Oberflächenbeschaffenheit charakteristisches Problem, korrigieren. Die Farblöschung betrifft das Problem, dass Druckfarbe zur Oberfläche von weißem Papier wandert und die Qualität von Druckmaterial verschlechtert,
(1) wenn eine bedruckte Oberfläche eines Deckblatts und eine weiße Papieroberfläche eines Rückblatts einander in einem Blattstapel in einer Stufe nach dem Offsetdruck kontaktieren, wobei ein Abreiben verursacht wird, oder
(2) wenn eine bedruckte Fläche und eine weiße Papierfläche von Material zur Veröffentlichung miteinander in einer Falzmaschine oder einer Zusammentragmaschine während des Buchbindeprozesses kontaktiert werden.
Das erfindungsgemäß definierte gefällte Calciumcarbonat mit einer speziellen Form ist eines, das in einer Kaustifizierungsstufe während der Pulpeherstellung nach dem Sulfatverfahren oder dem Natronverfahren hergestellt wird. Bei der Pulpeherstellung nach dem Sulfatverfahren oder dem Natronverfahren werden Hackschnitzel bei hoher Temperatur und hohem Druck unter Verwendung einer ein Gemisch aus Natriumhydroxid und Natriumsulfat umfassenden Lauge gekocht, um die Cellulose im Holz zu isolieren. Die Cellulose wird als feste Phase abgetrennt und gereinigt, wobei die Pulpe hergestellt wird. Die Lauge und die gelösten anderen Komponenten außer Cellulose aus dem Holz werden als Schwarzlauge gewonnen und auf eine von einem Rückgewinnungskocher abbrennbare Konzentration eingeengt. Zur Ergänzung des durch eine Reihe von Stufen entfernten Natriumgehalts und Schwefelgehalts wird Natriumsulfat zugesetzt und das Gemisch wird im Rückgewinnungskocher abgebrannt. An diesem Punkt werden die organischen Materialien in der Schwarzlauge als Wärmequelle gewonnen, während die anorganischen Materialien hauptsächlich als Natriumcarbonat oder Natriumsulfat gewonnen werden. Diese anorganischen Materialien werden Schmelzlake genannt, die aus dem Rückgewinnungskocher in geschmolzenem Zustand abgezogen wird. Die Schmelzlake aus dem Rückgewinnungskocher wird in Wasser oder einer schwachen Lauge (eine Lauge, die nach dem Waschen von Calciumcarbonat mit Wasser erhalten wurde und eine Spurenmenge einer Weißlaugenkomponente enthält) gelöst, wobei eine Grünlauge gebildet wird.
Die Kaustifizierungsstufe ist eine Stufe zur Umwandlung von Natriumcarbonat in der Grünlauge zu Natriumhydroxid als Verdauungschemikalie. Diese Stufe umfasst (1) eine Löschreaktion zur Umwandlung von Calciumoxid in hydratisierten Kalk und
(2) eine Kaustifizierungsreaktion zum Mischen von hydratisiertem Kalk und Grünlauge zur Bildung von Natriumhydroxid und Calciumcarbonat.
Eine durch die Kaustifizierungsreaktion erhaltene Natriumhydroxidlauge wird Weißlauge genannt, die wiederum von Calciumcarbonat abgetrennt, geklärt und der Kochstufe zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird das Calciumcarbonat, das abgetrennt, gewonnen und vollständig mit Wasser gewaschen wurde, verwendet.
CaO + H&sub2;O → Ca (OH) 2 (1): Löschreaktion
Ca (OH)&sub2; + Na&sub2;CO&sub3; → CaCO&sub3; + 2NaOH (2): Kaustifizierungsreaktion
Dieses Calciumcarbonat ist ein während der Herstellung von Weißlauge, die als Lauge für das Pulpenherstellungsverfahren verwendet werden soll, gebildetes Nebenprodukt. Daher kann es mit sehr geringen Kosten im Vergleich zu gefälltem Calciumcarbonat, das nach dem herkömmlichen, auf der Reaktion zwischen Kalkmilch und Kohlendioxid beruhenden Verfahren erhalten wird, hergestellt werden.
Ferner wird das erfindungsgemäß definierte, reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat nach dem folgenden Zweistufenherstellungsverfahren hergestellt: Zu Calciumoxid,
(1) das in einer Kaustifizierungsstufe gebildet und/oder von außerhalb der Kaustifizierungsstufe zugeführt wurde und
(2) das 0,1-10 Gew.-% Calciumcarbonat enthält, wird eine Weißlauge bis zu einer Calciumoxidkonzentration von 0,5-60 Gew.-% gegeben und das Gemisch wird unter Rühren oder Vermischen gelöscht, wobei Kalkmilch und/oder Kalkschlamm gebildet werden. Zu der Kalkmilch und/oder dem Kalkschlamm wird eine Grünlauge in einer vorgegebenen Menge, die zur Herstellung der in der Kaustifizierungsstufe auftretenden Weißlauge notwendig ist, nacheinander mit einer Rate von 0,02-50 ml (Grünlauge)/min/g (Calciumoxid), bezogen auf die Kalkmilch und/oder den Kalkschlamm, gegeben und anschließend wird die Kaustifizierungsreaktion bei einer Reaktionstemperatur von 20-105ºC durchgeführt.
Die neben dem obigen gefällten Calciumcarbonat zu verwendenden Pigmente sind nicht beschränkt. Jedoch kann das gefällte Calciumcarbonat mit einem oder mehreren anorganischen Pigmenten, wie schweres Calciumcarbonat, sonstiges gefälltes Calciumcarbonat, Kaolin, Ton, delaminierter Ton, Talkum, Satinweiß, Siliciumdioxid, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Zinkoxid und Titandioxid, und organischen Pigmenten, wie Kunststoffpigmenten, den allgemein verwendeten Pigmenten für ein gestrichenes Druckpapier, kombiniert werden.
Ein Klebstoff zur Verwendung in einer Streichlösung gemäß der Erfindung sind ein oder mehrere Klebstoffe, die bei Bedarf aus Latices oder sonstigen von Wasser getragenen Klebestoffen gewählt sind. Die Latices sind Copolymerlatices mit konjugierten Dienen, wie Styrol/Butadien-Copolymer und Methacrylat/Butadien-Copolymer, Vinylpolymerlatices, wie Polymere oder Copolymere aus Acrylester und/oder Methacrylester, oder diese Latices des weiteren modifiziert mit eine funktionelle Gruppe, wie eine Carboxylgruppe, enthaltenden Monomeren.
Beispiele für die wassergetragenen Klebstoffe außer · den Latices sind übliche Beschichtungsklebstoffe, umfassend Proteine, wie Casein, Sojaprotein oder synthetisches Protein, Kunstharzklebstoffe, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylyrrolidon, Olefin/Maleinsäureanhydrid-Harz oder Melaminharz, Stärkesorten, wie oxidierte Stärke, kationische Stärke, enzymmodifizierte Stärke, in kaltem Wasser lösliche Stärke, veresterte Stärke (z. B. mit Harnstoffphosphat veresterte Stärke), veretherte Stärke (z. B. mit Hydroxyethyl veretherte Stärke) oder Dextrin, und Cellulosederivate, wie Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Hydroxymethylcellulose.
Die Streichlösung der Erfindung kann ferner verschiedene Hilfsstoffe, beispielsweise Dispergiermittel, Dickungsmittel, Wasserrückhaltemittel, Antischaumbildner und Wasserschutzmittel, die in übliche Pigmente für gestrichene Papiere eingearbeitet werden, umfassen.
Das bevorzugte Rohpapier ist ein 30-150 g/m², vorzugsweise 30-100 g/m² wiegendes Rohpapier zur Verwendung als übliches gestrichenes Druckpapier. In Abhängigkeit vom Zweck wird holzfreies Papier oder Papier mit einem chemischen Pulpegehalt von 70% oder mehr ausgewählt und verwendet.
Die auf diese Weise hergestellte Streichzusammensetzung wird in einer einzigen Schicht oder Mehrfachschichten auf das Rohpapier mittels einer Maschinenstreichvorrichtung oder einer alleinstehenden Streichvorrichtung, die mit einer Applikationseinrichtung, wie einer Rakelstreichvorrichtung, einer Luftrakelstreichvorrichtung, einer Walzenstreichvorrichtung oder einer Balkenstreichvorrichtung ausgestattet ist, die bei der üblichen Herstellung von gestrichenem Papier verwendet wird, appliziert. Die Konzentration der Streichlösung liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 35-68%, vorzugsweise im Bereich von 45-68% und die pro Oberfläche aufgestriche Menge beträgt zweckmäßigerweise 2-20 g/m², vorzugsweise 6-20 g/m², bezogen auf die Feststoffe.
Für ein Schnellstreichverfahren wird insbesondere vorzugsweise eine Maschinenrakelstreichvorrichtung vom Walzenapplikationstyp oder Sprühdüsentyp verwendet.
Das gestrichene Papier, bei dem die Streichlösung auf die geschilderte Weise auf das Rohpapier gestrichen und das anschließend getrocknet wurde, wird als solches oder nach einem Kalandrieren (Superkalander, Softkalander, Glanzkalander oder Mattkalander) verwendet.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird genau unter Bezug auf Beispiele, die zu Erläuterungszwecken angegeben sind und die Erfindung nicht beschränken, beschrieben. In den Beispielen bedeuten "Teile" und "Prozent" Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozent.

Qualitätsbewertungsverfahren

(1) Morphologie des gefällten Calciumcarbonats: Das Produkt wird mit Wasser gewaschen, filtriert, getrocknet und anschließend werden die Form, der mittlere Nebendurchmesser und der mittlere Hauptdurchmesser unter einem Rasterelektronenmikroskop (JSM-5300, JEOL Ltd.) gemessen.
(2) Weißpapierglanz: Messung bei einem Winkel von 75º gemäß der japanischen Industrienorm JIS P-8142.
(3) Glätte: Messung mit einem Oken-Glättetestgerät.
(4) Bewertung der Stalaktiten: Visuelle Bewertung des Auftretens von Stalaktiten während des Rakelstreichverfahrens. : Kein Auftreten von Stalaktiten, O: Auftreten von Stalaktiten, Δ: Auftreten von Stalaktiten in großer Menge, X: Auftreten von Stalaktiten in sehr großer Menge.
(5) Bewertung der Streifen: Visuelle Bewertung des Auftretens von Streifen während des Rakelstreichverfahrens. : Kein Auftreten von Streifen, O: Auftreten einiger Streifen, Δ: Auftreten vieler Streifen, X: Auftreten sehr vieler Streifen.
(6) Ungleichmäßiger Glanz: Visuelle Bewertung der Ungleichmäßigkeit des Feinglanzes des Produkts, das gestrichen und kalandriert wurde.
: Geringe Ungleichmäßigkeit des Glanzes, O: Leichtes Auftreten von Glanzungleichmäßigkeit, Δ: Beträchtliches Auftreten von Glanzungleichmäßigkeit, X: Deutliches Auftreten von Glanzungleichmäßigkeit.
(7) Bewertung der Maserung: Volldruck mittels einer Druckpresse RI-II (Akira Seisakujo) unter Verwendung von 0,22 ml einer roten Farbe (GSL, SAKATA INX CORP.) und visuelle Bewertung der Ungleichmäßigkeit der Farbhaftung (Ungleichmäßigkeiten der Farbdichte auf der bedruckten Oberfläche). : Wenig Maserung, O: Leichtes Auftreten einer Maserung, Δ: Beträchtliches Auftreten einer Maserung, X: Deutliches Auftreten einer Maserung.
(8) Bewertung der Haftungleichmäßigkeit: Druck mit einer konstanten Rate mittels einer Druckpresse RI-II (Akira Seisakujo) unter Verwendung von 0,60 ml einer gelben Farbe (TK Highplus, TOKYO INK MFG. CO., LTD.) und 30 s später Druck mit einer konstanten Rate unter Verwendung von 0,2 ml einer roten Farbe von TK Highplus und visuelle Bewertung des Grades der Ungleichmäßigkeit.
: Wenig Haftungleichmäßigkeit, O: Leichtes Auftreten von Haftungleichmäßigkeit, Δ: Auftreten von Haftungleichmäßigkeit, X: Deutliches Auftreten von Haftungleichmäßigkeit.
(9) Farbtrocknungseigenschaften: Druck mit einer konstanten Rate mittels einer Druckpresse RI-II (Akira Seisakujo) unter Verwendung von 0,50 ml einer schwarzen Druckfarbe (TK Mark V New 617, TOKYO INK MFG. CO., LTD.) und nach 45 s Übertragung eines gedruckten Prüflings auf ein Umdruckpapier (ein holzfreies gestrichenes Papier; Npi Coat < 73> , Produkt von Nippon Seishi). Visuelle relative Bewertung der Klarheitsabnahme des Umdruckpapiers. Eine große Klarheitsabnahme bedeutet ein langsames Trocknen der Farbe und schlechte Farbtrocknungseigenschaften.
: Hervorragende Farbtrocknungseigenschaften, O: Gute Farbtrocknungseigenschaften, Δ: Schlechte Farbtrocknungseigenschaften, X: Sehr schlechte Farbtrocknungseigenschaften.
(10) Bewertung der Farblöschung: Stehenlassen eines Testpapiers, das mittels einer Druckpresse RI-II (Akira Seisakujo) unter Verwendung einer schwarzen Druckfarbe (TK Mark V New 617, TOKYO INK MFG. CO., LTD.) bedruckt wurde, während eines ganzen Tags. Anschließend wird das bedruckte Testpapier mit einem weißen Papier in Kontakt gebracht und diese werden 20 mal mit einer Rate von 43-mal/min unter einer Last von 2 Pounds unter Verwendung eines Southerland Rubtester (Produkt von Toyo Seiki) gegeneinander hin- und hergerieben. Visuelle relative Bewertung der Farbkonzentration, die von dem bedruckten Papier auf das weiße Papier gewandert ist.
: Wenig Farblöschung, O: Leichtes Auftreten von Farblöschung, Δ: Beträchtliches Auftreten von Farblöschung, X: Deutliches Auftreten von Farblöschung.

Beispiel 1

Zu einem Pigment, das 50 Teile von reiskornförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 1,8 um und einem Nebendurchmesser von 0,3 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsverfahrens erzeugt wurde, 10 Teile schweres Calciumcarbonat und 40 Teile Kaolin umfasste, wurden 0,3 Teile eines Dispergiermittels auf Natriumpolyacrylatbasis gegeben. Das Gemisch wurde mittels eines Cowless-Dissolvers in Wasser dispergiert. Zur Dispersion wurden 4 Teile phosphatierte Stärke und 11 Teile eines Styrol/Butadien-Copolymerlatex als Klebstoffe gegeben, um eine Streichlösung mit einer Feststoffkonzentration von 65% herzustellen.
Die Streichlösung wurde auf beide Oberflächen eines 54 g/m² wiegenden gebleichten Hartholzkraftpulpenrohpapiers mit einer Streichrate von 1300 m/min unter Verwendung einer Schnellsprührakelstreichvorrichtung bis zu einer Streichmenge von 13 g/m², bezogen auf die Feststoffe pro Oberfläche, aufgetragen. Dann wurde das gestrichene Papier mit 4 Zonen von Tragflächentrocknern jeweils bei einer Trockentemperatur von 160ºC und einem Luftdruck von 100 mm WS stark getrocknet. Das getrocknete Papier wurde ferner leicht kalandriert (160ºC, 300 kg/cm, 2 Spalte).

Beispiel 2

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch ein Pigment, das 60 Teile eines spindelförmigen gefällten Calciumcarbonats mit einem Hauptdurchmesser von 3,0 um und einem Nebendurchmesser von 0,4 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, und 40 Teile Kaolin umfasste, verwendet wurde.

Beispiel 3

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch der Nebendurchmesser des spindelförmigen gefällten Calciumcarbonats 0,75 um betrug.

Vergleichsbeispiel 1

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch 95 Teile von reiskornförmigem gefälltem Calciumcarbonat und 5 Teile Kaolin verwendet wurden.

Vergleichsbeispiel 2

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch 10 Teile von spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat und 50 Teile von schwerem Calciumcarbonat verwendet wurden.

Vergleichsbeispiel 3

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch herkömmliches reiskornförmiges gefälltes Calciumcarbonat, das durch die Reaktion zwischen Kalkmilch und Kohlendioxid hergestellt wurde, verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch herkömmliches spindelförmiges gefälltes Calciumcarbonat, das durch die Reaktion zwischen Kalkmilch und Kohlendioxid hergestellt wurde, verwendet wurd.

Vergleichsbeispiel 5

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch formloses gefälltes Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,68 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 6

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch ein Pigment, das 60 Teile formloses schweres Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,68 um und 40 Teile Kaolin umfasste, verwendet wurde.
Die Ergebnisse der Tests der erhaltenen gestrichenen Papiere sind in Tabelle 1 angegeben. TABELLE 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, besaßen die gestrichenen Papiere der Beispiele 1 bis 3 einen hohen Weißpapierglanzgrad, eine hervorragende Glätte und Funktionsfähigkeit und eine minimale Glanzungleichmäßigkeit, Maserung und Haftungleichmäßigkeit. Das gestrichene Papier des Vergleichsbeispiels 1 verursachte andererseits die Bildung von Stalaktiten, Streifen und es war bezüglich der Funktionsfähigkeit schlecht. Das gestrichene Papier des Vergleichsbeispiels 2 war bezüglich Glanzungleichförmigkeit, Maserung und Haftungleichmäßigkeit minderwertig. Die gestrichenen Papiere der Vergleichsbeispiele 3 und 4 waren bezüglich der Farbtrocknungseigenschaften schlecht, während die gestrichenen Papiere der Vergleichsbeispiele 5 und 6 hinsichtlich der Glanzungleichmäßigkeit, Maserung und Haftungleichmäßigkeit nicht zufriedenstellend waren.
Ähnliche Tests wurden an den folgenden gestrichenen Papieren mit matter Oberflächenbeschaffenheit mit niedrigem Weißpapierglanzgrad durchgeführt:

Beispiel 4

Zu einem Pigment, das 45 Teile von reiskornförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 1,8 um und einem Nebendurchmesser von 0,4 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, 20 Teile schweres Calciumcarbonat und 35 Teile Kaolin umfasste, wurden 0,6 Teile eines Dispergiermittels auf Natriumpolyacrylatbasis gegeben. Das Gemisch wurde in Wasser mittels eines Cowless- Dissolvers dispergiert. Zu der Dispersion wurden 6 Teile von phosphatierter Stärke und 10 Teile eines Styrol/Butadien-Copolymerlatex als Klebstoff gegeben, um eine Streichösung einer Konzentration von 63% herzustellen.
Die Streichlösung wurde auf beide Oberflächen eines 75 g/m² wiegenden gebleichten Hartholzkraftpulperohpapiers 5 unter Verwendung einer Sprührakelstreichvorrichtung bis zu einer Streichmenge von 14 g/m², bezogen auf die Feststoffe pro Oberfläche, aufgetragen. Dann wurde das gestrichene Papier getrocknet und unverändert als Produkt verwendet.

Beispiel 5

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch ein Pigment verwendet wurde, das 70 Teile von reiskornförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 30 um und einem Nebendurchmesser von 0,6 u, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, und 30 Teile Kaolin umfasste.

Beispiel 6

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch ein Pigment verwendet wurde, das 60 Teile von spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 2,0 um und einem Nebendurchmes- · ser von 0,35 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses erzeugt wurde, und 40 Teile Kaolin umfasste.

Beispiel 7

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch ein spindelförmiges gefälltes Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 4,5 um und einem Nebendurchmesser von 0,8 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses erzeugt wurde, verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 7

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch ein Pigment verwendet wurde, das 15 Teile von spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmeser von 2,0 um und einem Nebendurchmesser von 0,35 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, 45 Teile schweres Calciumcarbonat und 40 Teile Kaolin umfasste.

Vergleichsbeispiel 8

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 7 hergestellt, wobei jedoch 95 Teile von reiskornförmigem gefälltem Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 1,8 um und einem Nebendurchmesser von 0,4 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, und 5 Teile Kaolin verwendet wurden.

Vergleichsbeispiel 9

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch herkömmliches reiskornförmiges gefälltes Calciumcarbonat, das durch die Umsetzung zwischen Kalkmilch und Kohlendioxid hergestellt wurde, verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 10

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch herkömmliches spindelförmiges gefälltes Calciumcarbonat mit einem Hauptdurchmesser von 2,0 um und einem Nebendurchmeser von 0,35 um, das durch die Umsetzung zwischen Kalkmilch und Kohlendioxid hergestellt wurde, verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 11

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch formloses gefälltes Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,68 um, das durch eine Kaustifizierungsstufe während eines Kraftpulpeherstellungsprozesses hergestellt wurde, verwendet wurde.

Vergleichsbeispiel 12

Ein gestrichenes Papier wurde gemäß Beispiel 4 hergeestellt, wobei jedoch ein Pigment verwendet wurde, das 60 Teile von formlosem schwerem Calciumcarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,65 um und 40 Teile Kaolin umfasste.
Die Ergebnisse der Tests sind in Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2
Wie in Tabelle 2 gezeigt, waren die gestrichenen Papiere der Beispiele 4 bis 7 hervorragend bezüglich Farbtrocknungseigenschaften, Farblöschung und sie zeigten kein Auftreten von Stalaktiten oder Streifen. Das gestrichene Papier des Vergleichsbeispiels 7 war bezüglich der Farblöschung minderwertig. Das gestrichene Papier des Vergleichsbeispiels 8 zeigte ein deutliches Auftreten von Stalaktiten und Streifen. Die gestrichenen Papiere der Vergleichsbeispiele 9 und 10 waren minderwertig bezüglich der Farbtrocknungseigenschaften. Die gestrichenen Papiere der Vergleichsbeispiele 11 und 12 waren im Hinblick auf die Farblöschung schlecht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers durch Applizieren einer ein Pigment und einen Klebstoff enthaltenden Streichlösung auf ein Rohpapier, umfassend:

das Streichen des Rohpapiers mit der Streichlösung, die, bezogen auf 100 Gew.-% an Pigmentkomponenten, 30-90 Gew.-% an reiskorn- oder spindelförmigem gefälltem Calciumcarbonat als Pigmentkomponente enthält, wobei das gefällte Calciumcarbonat durch Löschen von Calciumoxid mit einer Weißlauge und anschließendes Kaustifizieren mit einer Grünlauge in einer Kaustifizierungsstufe während der Pulpeherstellung nach dem Sulfatverfahren oder dem Natronverfahren erzeugt wird.

2. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach Anspruch 1, wobei das reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat einen Hauptdurchmesser von 0,5-4,0 um und einen Nebendurchmesser von 0,2 - 0,7 um aufweist.

3. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das gestrichene Druckpapier ein kalandriertes gestrichenes Papier ist, das so kalandriert wurde, dass es einen Weißpapierglanzgrad von höher als 50% aufweist.

4. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das gestrichene Druckpapier ein gestrichenes Papier mit Mattglanz oder ein gestrichenes Papier mit matter Oberflächenbeschaffenheit ist, das einen Weißpapierglanzgrad von 50% oder weniger aufweist.

5. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das reiskorn- oder spindelförmige gefällte Calciumcarbonat in einer Menge von 30-80 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Pigmentkomponenten, enthalten ist.

6. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Calciumoxid in der Kaustifizierungsstufe gebildet und/oder von außerhalb der Kaustifizierungsstufe zugeführt wurde.

7. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Latex oder ein anderer von Wasser getragener Klebstoff in der Streichlösung verwendet wird.

8. Das Verfahren zur Herstellung eines gestrichenen Druckpapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Streichlösung unter Verwendung eines Einzel- oder Mehrfachbeschichtungsverfahrens auf das Rohpapier mittels einer mit einer Applikationseinrichtung ausgestatteten Streichanlage appliziert wird.