EP1239077A1 - Rohpapier mit verbesserter Bedruckbarkeit - Google Patents

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EP1239077A1
EP1239077A1 EP02005417A EP02005417A EP1239077A1 EP 1239077 A1 EP1239077 A1 EP 1239077A1 EP 02005417 A EP02005417 A EP 02005417A EP 02005417 A EP02005417 A EP 02005417A EP 1239077 A1 EP1239077 A1 EP 1239077A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base paper
paper
decorative
surfactant
papers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02005417A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christa Dr. Schnieder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technocell Dekor GmbH and Co KG
Original Assignee
Technocell Dekor GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technocell Dekor GmbH and Co KG filed Critical Technocell Dekor GmbH and Co KG
Publication of EP1239077A1 publication Critical patent/EP1239077A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/22—Agents rendering paper porous, absorbent or bulky
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/53—Polyethers; Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/08—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material
    • D21H25/12—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material with an essentially cylindrical body, e.g. roll or rod

Definitions

  • the invention relates to base papers with improved Printability, especially decorative base papers, as well decorative impregnates obtained therefrom or decorative Coating materials.
  • DE 196 16 733 C2 describes the use of agents containing dicarboxylic acid dialkyl esters and / or esters of saturated and / or unsaturated C 8 to C 18 fatty acids with polyhydric alkanols with 3 to 6 carbon atoms and / or one and / or polyunsaturated C 16 to C 22 fatty acids as an abhesive component. It is based on the problem that in coated papers with high latex contents in the pigment coat, in the case of surface-sized or coated papers, the heating of the coat by heated rolls leads to the material sticking to the roll surface. Base papers, especially decorative base papers, are not provided with such pigment lines.
  • JP 03051399 A describes the impregnation of a Decorative base paper with an impregnation solution, the (a) anionic surfactant of the alkali metal salt type, for example sodium alkylbenzenesulfonate, and (b) one Polyoxyethylene nonylphenyl ether with an HLB of 15 contains.
  • JP 56053299 A describes the treatment a ticket paper with one from a cationic Polymer existing solution, which is a conductive agent and contains a penetrant. The latter is a nonionic surfactant from the group of Sorbitol fatty acid ester or the polyoxyethylene containing sorbitol esters.
  • Decorative coating materials so-called Decorative papers or decorative films are preferably used Surface coating in furniture manufacturing and in Interior, especially laminate floors.
  • Under Decorative paper / decorative film is understood to be impregnated with synthetic resin or resin-impregnated and surface-treated, printed or unprinted papers.
  • Decorative papers / decorative foils are glued with a carrier board or bonded.
  • Laminates high pressure laminates
  • Laminates made by pressing several impregnated, stacked papers are created.
  • the structure this laminate generally consists of a highest surface resistance transparent overlay, one resin-soaked decorative paper and one or more phenolic resin kraft papers.
  • this hardboard and chipboard for example as well as plywood used.
  • Laminates Low Pressure Laminates
  • synthetic resin impregnated decor paper directly with a base, for example a chipboard, using a low pressure.
  • Decorative paper used is white or colored with or used without additional printing.
  • the Printed base papers First and foremost so-called rotogravure printing process used, in which the print image with the help of several engraving rollers on the Paper is transferred. The individual pressure points should completely and as intensively as possible on the Paper surface to be transferred. But especially in Decorative gravure is only a small part of that on the Engraving roller existing grid points on the Transfer paper surface. So-called Missing dots. The ink often penetrates too deep into the paper structure, causing the Color intensity is reduced. Requirements for a good print image with few defects and high Color intensity is as smooth and homogeneous as possible Surface topography and a coordinated Ink acceptance behavior of the paper surface.
  • base papers are usually included so-called soft calenders, sometimes also so-called Janus calenders smoothed. This treatment leads partly to crush the paper surface and thus to compress them, which adversely affects the Resin absorption affects.
  • the invention is therefore based on the object Base papers, especially decorative base papers, with to provide improved printability without the Impairment of impregnation resins.
  • Subject of The invention also includes decorative impregnates (decorative papers and Prepregs) and decorative coating materials, by impregnating the base paper with a usual Impregnation resin (impregnating resin) are available.
  • object the invention is finally a method for Treatment of a raw paper web with a one Non-ionic surfactant containing polyalkoxylene structure and, if necessary, subsequent smoothing. This Treatment can be part of a manufacturing process a base paper, in particular a decorative base paper, his.
  • the polyalkoxylene structure of the surfactants to be used according to the invention is preferably a polyethoxylate structure.
  • Suitable nonionic surfactants are, for example, polyalkylene oxide fatty acid esters of the general formula I.
  • Suitable nonionic compounds are, for example, polyalkylene oxide fatty alcohol ethers of the general formula II
  • n can be an integer from 7 to 30, preferably 10 to 25 and particularly preferably 12 to Be 22.
  • m can be an integer from 3 to 70, preferably 5 to 55 and especially preferably 7 to 30 mean.
  • the molecular weight of the Surfactants to be used according to the invention can be 300 to 4,000, particularly preferably 450 to 3,000.
  • the nonionic surfactants used according to the invention preferably have an HLB value of less than 15 on, particularly preferably from about 8 to 14.5, especially up to 13.5. With surfactants, the HLB values of 15 or more, the invention desired effects not achieved. The same applies to the use of anionic surfactants, also in a mixture with non-ionic surfactants with HLB values of 15 and more.
  • the surfactants to be used according to the invention can be used as aqueous mixture can be applied to the paper web.
  • concentration of the surfactants can be 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight and particularly preferably 0.5 up to 6 wt.%, each based on the mass of the aqueous Surfactant mixture.
  • the mixture of water and Surfactant can contain other additives.
  • the surfactant can but also in a mixture with a water-miscible organic solvents such as ethanol or isopropanol be applied.
  • the surfactants to be used according to the invention are not in a mixture with dicarboxylic acid dialkyl esters and / or Fatty acid polyol, mono, di, tri and / or higher Polyesters and / or one and / or polyunsaturated Fatty acids used. In addition, they will according to the invention not in a mixture with an impregnating resin used.
  • the surfactants to be used according to the invention can be applied to the paper web in an amount of 0.05 to 5.0 g / m 2 , preferably 0.1 to 3.0 g / m 2 , particularly preferably 0.2 to 1.0 g / m 2 are applied and contained in these quantities on the base paper.
  • the invention treated surfaces have a high smoothness excellent homogeneous appearance and the Desired absorption capacity for the impregnation resin exhibit. They also leave microscopic pictures a more intense color of the individual pressure points detect.
  • the base papers to be treated according to the invention can preferably be those that are neither mass sizing have experienced surface sizing. It deals especially papers that do not have a pigment coat exhibit. Such paper can be called Be decorative base papers. These essentially consist of Pulps, pigments and fillers and usual Additives. Common additives can include wet strength agents, Retention agents and fixatives.
  • Decorative base papers differ from conventional papers due to the much higher proportion of filler or Pigment content and the absence of a usual in paper Bulk sizing or surface sizing.
  • Bulk sized paper can also be treated according to the inventive method.
  • Such papers are, for example, papers that are used for decorative purposes and can be printed by ink jet printing processes. Papers of this type which are smooth on one side can have a weight of about 80 g / m 2 and can be neutral-sized with alkyl ketene sizing agents. The amount of the sizing agent can be about 0.4% by weight, based on the mass of the pulp.
  • Another paper to be treated according to the invention is a so-called ultra-light-weight-coated (ULWC) paper, which is regularly sized in the acid.
  • ULWC ultra-light-weight-coated
  • Newsprint papers are also regarded as raw papers in the sense of the invention and can advantageously be treated by the method according to the invention.
  • Softwood pulp long fiber pulp
  • Hardwood pulp short fiber pulp
  • cotton fibers and blends the same with the aforementioned types of pulp be used.
  • the pulp mixture can preferably contain a proportion of cationically modified cellulose fibers of at least 5 % By weight, based on the weight of the pulp mixture, contain. A portion has proven to be particularly advantageous from 10 to 50% by weight, in particular 10 to 20% by weight, of cationically modified pulp in the pulp mixture proved.
  • the cationic modification of the Pulp fibers can be reacted with the fibers Epichlorohydrin resin and a tertiary amine or by reaction with quaternary ammonium chlorides, such as chlorohydroxypropyltrimethyl ammonium chloride or Glycidyltrimethyl ammonium chloride. cationic are modified pulps and their production e.g. from DAS PAPIER, Issue 12 (1980) pp.575-579 known.
  • the base paper to be treated according to the invention can be one high proportion of a pigment or a filler contain.
  • the proportion of the filler in the base paper can up to 55% by weight, in particular 11 to 50% by weight or 20 to 45% by weight, based on the weight of the paper.
  • Suitable pigments and fillers are, for example Titanium dioxide, talc, zinc sulfide, calcium carbonate, kaolin or their mixtures.
  • the decorative base papers according to the invention can be on a Fourdrinier paper machine or a Yankee paper machine getting produced. This can be done Pulp mixture with a consistency of 2 to 4% by weight be ground to a freeness of 10 to 45 ° SR. Fillers such as titanium dioxide are used in a mixing chest and talc, and wet strength additive and with the Cellulose mixture well mixed. The so obtained Thick matter can be up to a fabric density of about 1% diluted and, if necessary, other auxiliaries such as Retention aids, defoamers, aluminum sulfate and others previously mentioned excipients are added. This Thin material is added to the headbox of the paper machine led to the wire section. It becomes a non-woven fabric formed and received the raw paper after dewatering, which is then dried.
  • Pulp mixture with a consistency of 2 to 4% by weight be ground to a freeness of 10 to 45 ° SR.
  • Fillers such as titanium dioxide are used in a mixing chest and talc, and wet strength
  • Surfactants can be applied by spraying, soaking, roller application or spreading (doctor blade).
  • the surfactant can too be added to the pulp suspension.
  • Impregnated or impregnated synthetic resin dispersions are conventional synthetic resin dispersions for example those based on polyacrylic or Polyacrylic methyl esters, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride or synthetic resin solutions based on phenol / formaldehyde, Urea / formaldehyde or melamine / formaldehyde precondensates or their compatible mixtures.
  • the impregnation with the resin can also in the Size press of the paper machine.
  • the Decorative base paper can be impregnated in such a way that the Paper is not fully impregnated. Such Papers are also known as prepregs.
  • the Proportion of impregnation in the decorative base paper The resin introduced in this case is 25 to 30 % By weight, based on the weight of the paper.
  • the soaked papers can still painted and printed and then on a Substrate can be applied like a wooden plate.
  • a base paper was made from one Cellulose blend of 70% eucalyptus pulp and 30% Softwood sulfate pulp with 0.6% epichlorohydrin resin as Wet strength agent, 0.11% of a retention aid and 0.03% of a defoamer.
  • the mixture was made with Aluminum sulfate adjusted to pH 6.5 and the mixture is a pigment mixture of 55.8% by weight Titanium dioxide and 5.2% by weight talc added.
  • a raw paper with a basis weight of 80 g / m 2 and an ash content of 38 to 40% by weight of ash was produced with a Fourdrinier paper machine. Samples of this base paper were immersed in 3.5% aqueous solutions of different surfactants, doctored on both sides and dried. The surfactant solutions were prepared by mixing the surfactants with warm water at about 60 ° C.
  • the samples were smoothed in a laboratory press. For this purpose, the samples were pressed at a pressure of 450 N / cm 2 for two minutes at a temperature of 120 ° C.
  • Table 1 shows the results of the tests of samples treated with surfactant compared to Water treated samples. Water was for the Comparative samples used, as this also applies to the samples treated according to the invention in a mixture with the Surfactant is applied. The comparative samples differ only in the absence of Surfactant.
  • the smoothness was determined in accordance with DIN 53 107 (TAPPI sm 48).
  • the rate of penetration was determined by placing a sample on an aqueous mixture of a melamine resin.
  • the melamine resin is contained in a concentration of 50% by weight in addition to a dye such as methylene blue in the aqueous mixture. The time required to stain a certain area of the sample is measured.
  • Table 2 shows the results of a so-called missing dot analysis (MDA), which was carried out using an Agfa-Duo scanner and the PTS-Domas software.
  • MDA missing dot analysis
  • the papers to be checked were printed, the printed areas scanned, compared with one another by checking whether the printing dots are reproduced on all printing points or whether there are so-called defects. The result is shown as missing printing dots or as a percentage of the missing parts, based on the area examined.
  • a base paper with a basis weight of 70 g / m 2 and an ash content of 28 to 31% by weight was produced on a paper machine.
  • Two samples were treated with surfactant 4 in an amount of 0.2 g / m 2 and two other samples were not treated with a surfactant as a comparison.
  • the surfactant was sprayed onto the base paper web using spray bars.
  • the samples according to the invention and the comparison samples were then printed with different printing inks, so that in each case a sample according to the invention and a comparison sample were printed with the same printing ink. All samples were then subjected to the missing dot analysis described above.
  • the results are shown in Table 3.

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  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rohpapier mit verbesserter Bedruckbarkeit, insbesondere ein solches Dekorrohpapier, dessen Oberfläche ein eine Polyalkoxylenstruktur enthaltendes nichtionisches Tensid aufweist sowie daraus erhaltene Dekorimprägnate oder dekorative Beschichtungswerkstoffe.

Description

Die Erfindung betrifft Rohpapiere mit verbesserter Bedruckbarkeit, insbesondere Dekorrohpapiere, sowie daraus erhaltene Dekorimprägnate oder dekorative Beschichtungswerkstoffe.
Bei der Herstellung von Papieren, insbesondere aus mitteldichten Fasern, führen aufgerichtete Fasern und Hafteffekte an den Bändern der Papiermaschine zu Oberflächenstörungen der Papierbahn. Diese Problematik ist seit langem bekannt. Es wurden auch schon viele Vorschläge zur Lösung dieses Problems unterbreitet. Die Behandlung durch Glättwerke, Satinierkalander oder Heißglanzpressen kann aber zu einer Verdichtung der Oberfläche führen, so daß im Falle von Dekorrohpapieren die Aufnahmefähigkeit für ein Imprägnierharz zur Herstellung eines Dekorpapiers oder dekorativen Beschichtungswerkstoffs verringert wird.
Zum Erhalt einer hohen Schichtfestigkeit und einer hohen Elastizität des Produkts ist eine hohe Harzaufnahme aber erwünscht.
Eine Reihe von Maßnahmen wurden ergriffen, um die Hafteffekte an den bahnführenden Elementen der Papiermaschine oder die Adhäsion in der Papiermaschine zwischen aneinander grenzenden Oberflächen zu verringern. Solche antiadhäsiven Mittel sind beispielsweise Silikone, Metallseifen, Wachse und Teig. Die EP 0 478 177 A1 schlägt zu diesem Zweck anionische Koemulsionen aus Kanaubawachs und Paraffinwachs als Antiblockmittel bei der Kartonherstellung vor.
Die DE 196 16 733 C2 beschreibt die Verwendung von Mitteln, die Dicarbonsäuredialkylester und/oder Ester von gesättigten und/oder ungesättigten C8 bis C18-Fettsäuren mit mehrwertigen Alkanolen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder ein und/oder mehrfach ungesättigte C16 bis C22-Fettsäuren als abhäsiv wirkende Komponente enthalten. Sie geht von dem Problem aus, daß bei gestrichenen Papieren mit hohen Latexanteilen im Pigmentstrich, bei oberflächengeleimten oder -beschichteten Papieren die Erwärmung des Strichs durch beheizte Walzen zu einem Verkleben des Materials mit der Walzenoberfläche führt. Rohpapiere, insbesondere Dekorrohpapiere, sind aber nicht mit solchen Pigmentstrichen versehen.
Die JP 03051399 A beschreibt die Imprägnierung eines Dekorbasispapiers mit einer Imprägnierlösung, die (a) ein anionisches Tensid vom Typ der Alkalimetallsalze, beispielsweise Natriumalkylbenzolsulfonat, und (b) einen Polyoxyethylennonylphenylether mit einem HLB von 15 enthält. Die JP 56053299 A beschreibt die Behandlung eines Ticketpapiers mit einer aus einem kationischen Polymer bestehenden Lösung, die ein leitfähiges Mittel und ein Penetrationsmittel enthält. Letzteres ist ein nichtionisches Tensid aus de Gruppe der Sorbitolfettsäureester oder der Polyoxyethylen enthaltenden Sorbitolester.
Dekorative Beschichtungswerkstoffe, sogenannte Dekorpapiere oder Dekorfolien, werden vorzugsweise zur Oberflächenbeschichtung bei der Möbelherstellung und im Innenausbau, insbesondere Laminatböden, eingesetzt. Unter Dekorpapier/Dekorfolie versteht man kunstharzgetränkte oder kunstharzgetränkte und oberflächenbehandelte, bedruckte oder unbedruckte Papiere. Dekorpapiere/Dekorfolien werden mit einer Trägerplatte verleimt oder verklebt.
Je nach Art des Imprägniervorgangs unterscheidet man zwischen Dekorfolien mit durchimprägniertem Papierkern und sogenannten Vorimprägnaten, bei denen das Papier in der Papiermaschine online nur teilweise imprägniert wird. Schichtpreßstoffe (High Pressure Laminates) sind Laminate, die durch Verpressen mehrerer imprägnierter, aufeinander geschichteter Papiere entstehen. Der Aufbau dieser Schichtpreßstoffe besteht im allgemeinen aus einem höchste Oberflächenbeständigkeit erzeugenden transparenten Auflageblatt (Overlay), einem kunstharzgetränkten Dekorpapier und einem oder mehreren phenolbeharzten Kraftpapieren. Als Unterlage hierfür werden beispielsweise Hartfaser- und Holzspanplatten sowie Sperrholz eingesetzt.
Bei den nach dem Kurztaktverfahren hergestellten Laminaten (Low Pressure Laminates) wird das mit Kunstharz getränkte Dekorpapier direkt mit einer Unterlage, beispielsweise einer Spanplatte, unter Anwendung eines niedrigen Drucks verpreßt.
Das bei den oben genannten Beschichtungswerkstoffen verwendete Dekorpapier wird weiß oder farbig mit oder ohne zusätzlichen Aufdruck eingesetzt.
An sogenannte Dekorrohpapiere als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der oben genannten Beschichtungswerkstoffe werden besondere Anforderungen gestellt wie hohe Opazität für eine bessere Abdeckung der Unterlage, gleichmäßige Formation und Grammatur des Blatts für eine gleichmäßige Harzaufnahme, hohe Lichtbeständigkeit, hohe Reinheit und Gleichmäßigkeit der Farbe für gute Reproduzierbarkeit des aufzudruckenden Musters, hohe Naßfestigkeit für einen reibungslosen Imprägniervorgang, entsprechende Saugfähigkeit zur Erlangung des erforderlichen Harzsättigungsgrads, Trockenfestigkeit, die bei Umrollvorgängen in der Papiermaschine und beim Bedrucken in der Druckmaschine.
Zur Erzeugung einer dekorativen Oberfläche werden die Dekorrohpapiere bedruckt. In erster Linie kommt das sogenannte Rotationstiefdruckverfahren zum Einsatz, in dem das Druckbild mit Hilfe mehrerer Gravurwalzen auf das Papier übertragen wird. Die einzelnen Druckpunkte sollen vollständig und möglichst intensiv auf die Papieroberfläche übertragen werden. Aber gerade im Dekortiefdruck wird nur ein geringer Teil der auf der Gravurwalze vorhandenen Rasterpunkte auf die Papieroberfläche übertragen. Es entstehen sogenannte Missing Dots (Fehlstellen). Häufig dringt die Druckfarbe zu tief in das Papiergefüge ein, wodurch die Farbintensität verringert wird. Voraussetzungen für ein gutes Druckbild mit wenig Fehlstellen und hoher Farbintensität sind eine möglichst glatte und homogene Oberflächentopografie und ein abgestimmtes Farbannahmeverhalten der Papieroberfläche.
Aus diesem Grunde werden Rohpapiere gewöhnlich mit sogenannten Softkalandern, teilweise auch sogenannten Januskalandern geglättet. Diese Behandlung führt teilweise zu Quetschungen der Papieroberfläche und damit zu deren Verdichtung, was sich nachteilig auf die Harzaufnahmefähigkeit auswirkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Rohpapiere, insbesondere Dekorrohpapiere, mit verbesserter Bedruckbarkeit bereitzustellen, ohne die Aufnahmefähigkeit für Imprägnierharze zu beeinträchtigen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Rohpapier, auf dessen Oberfläche ein eine Polyalkoxylenstruktur aufweisendes nichtionisches Tensid aufgetragen ist. Gegenstand der Erfindung sind ferner Dekorimprägnate (Dekorpapiere und Vorimprägnate) und dekorative Beschichtungswerkstoffe, die durch Imprägnierung des Rohpapiers mit einem üblichen Imprägnierharz (Tränkharz) erhältlich sind. Gegenstand der Erfindung ist schließlich ein Verfahren zur Behandlung einer Rohpapierbahn mit einem eine Polyalkoxylenstruktur enthaltenden nichtionischen Tensid und gegebenfalls anschließender Glättung. Diese Behandlung kann Teil eines Verfahrens zur Herstellung eines Rohpapiers, insbesondere eines Dekorrohpapiers, sein.
Die Polyalkoxylenstruktur der erfindungsgemäß einzusetzenden Tenside ist vorzugsweise eine Polyethoxylatstruktur. Geeignete nichtionische Tenside sind beispielsweise Polyalkylenoxidfettsäureester der allgemeinen Formel I
Figure 00050001
Geeignete nichtionische Verbindungen sind beispielsweise Polyalkylenoxidfettalkoholether der allgemeinen Formel II
Figure 00060001
In den Formeln I und II kann n eine ganz Zahl von 7 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 und besonders bevorzugt 12 bis 22 sein. In den Formeln I und II kann m eine ganze Zahl von 3 bis 70, vorzugsweise 5 bis 55 und besonders bevorzugt 7 bis 30 bedeuten. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäß zu verwendenden Tenside kann 300 bis 4.000, besonders bevorzugt 450 bis 3.000 betragen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten nichtionischen Tenside weisen vorzugsweise einen HLB-Wert von kleiner als 15 auf, besonders bevorzugt von etwa 8 bis 14,5, insbesondere bis 13,5. Mit Tensiden, die HLB-Werte von 15 oder mehr aufweisen, werden die erfindungsgemäß erwünschten Wirkungen nicht erzielt. Selbiges gilt für den Einsatz anionischer Tenside, auch im Gemisch mit nichtionischen Tensiden mit HLB-Werten von 15 und mehr.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Tenside können als wäßriges Gemisch auf die Papierbahn aufgebracht werden. Die Konzentration der Tenside kann 0,1 bis 20 Gew.%, vorzugsweise 0,2 bis 10 Gew.% und besonders bevorzugt 0,5 bis 6 Gew.%, jeweils bezogen auf die Masse des wäßrigen Tensidgemischs, betragen. Das Gemisch aus Wasser und Tensid kann weitere Additive enthalten. Das Tensid kann aber auch im Gemisch mit einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel wie Ethanol oder Isopropanol aufgetragen werden.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Tenside werden aber nicht im Gemisch mit Dicarbonsäuredialkylestern und/oder Fettsäurepolyol-, Mono, -Di-, Tri- und/oder höheren Polyestern und/oder ein und/oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren verwendet. Darüber hinaus werden sie erfindungsgemäß nicht im Gemisch mit einem Imprägnierharz eingesetzt.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Tenside können auf die Papierbahn in einer Menge von 0,05 bis 5,0 g/m2, vorzugsweise 0,1 bis 3,0 g/m2, besonders bevorzugt 0,2 bis 1,0 g/m2 aufgetragen werden und in diesen Mengen auf dem Rohpapier enthalten sein.
Überraschend wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäß behandelten Oberflächen eine hohe Glätte, ein ausgezeichnet homogenes Erscheinungsbild und die gewünschte Aufnahmefähigkeit für das Imprägnierharz aufweisen. Darüber hinaus lassen mikroskopische Aufnahmen eine intensivere Farbe der einzelnen Druckpunkte erkennen.
Die erfindungsgemäß zu behandelnden Rohpapiere können vorzugsweise solche sein, die weder eine Masseleimung noch eine Oberflächenleimung erfahren haben. Es handelt sich insbesondere um Papiere, die keinen Pigmentstrich aufweisen. Solche Papier können sogenannte Dekorrohpapiere sein. Diese bestehen im wesentlichen aus Zellstoffen, Pigmenten und Füllstoffen und üblichen Additiven. Übliche Additive können Naßfestmittel, Retentionsmittel und Fixiermittel sein.
Dekorrohpapiere unterscheiden sich von üblichen Papieren durch den sehr viel höheren Füllstoffanteil oder Pigmentgehalt und das Fehlen einer beim Papier üblichen Masseleimung oder Oberflächenleimung.
Es können auch in der Masse geleimte Papier gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Solche Papiere sind beispielsweise Papiere, die für Dekorationszwecke verwendet und durch Tintenstrahl-Druckverfahren bedruckbar sind. Einseitig glatte Papiere dieser Art können ein Gewicht von etwa 80 g/m2 aufweisen und können mit Alkylketen-Leimungsmitteln neutral geleimt sein. Die Menge des Leimungsmittels kann etwa 0,4 Gew.%, bezogen auf die Masse des Zellstoffs, betragen. Eine weiteres erfindungsgemäß zu behandelndes Papier ist ein sogenanntes Ultra-light-weight-coated(ULWC)-Papier, welches regelmäßig sauer in der Masse geleimt ist. Auch Zeitungsdruckpapiere werden als Rohpapiere im Sinne der Erfindung angesehen und können vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
Als Zellstoffe zur Herstellung der Rohpapiere können Nadelholzzellstoffe (Langfaserzellstoffe) und/oder Laubholzzellstoffe (Kurzfaserzellstoffe) verwendet werden. Auch der Einsatz von Baumwollfasern und Gemische derselben mit den zuvor genannten Zellstoffsorten können verwendet werden. Besonders bevorzugt wird beispielsweise eine Mischung aus Nadelholz-/Laubholz-Zellstoffen im Verhältnis 10:90 bis 90:10 oder beispielsweise Gemische aus Nadelholz-/Laubholz-Zellstoffen im Verhältnis 30:70 bis 70:30.
Vorzugsweise kann das Zellstoffgemisch einen Anteil an kationisch modifizierten Zellstoffasern von mindestens 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Zellstoffgemischs, enthalten. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Anteil von 10 bis 50 Gew.%, insbesondere 10 bis 20 Gew.%, des kationisch modifizierten Zellstoffs im Zellstoffgemisch erwiesen. Die kationische Modifizierung der Zellstoffasern kann durch Reaktion der Fasern mit Epichlorhydrin-Harz und einem tertiären Amin erfolgen oder durch Reaktion mit quaternären Ammoniumchloriden, wie Chlorhydroxypropyltrimethyl-Ammoniumchlorid oder Glycidyltrimethyl-Ammoniumchlorid. Kationisch modifizierte Zellstoffe sowie deren Herstellung sind beispielsweise aus DAS PAPIER, Heft 12 (1980) S.575-579 bekannt.
Das erfindungsgemäß zu behandelnde Rohpapier kann einen hohen Anteil eines Pigments oder eines Füllstoffs enthalten. Der Anteil des Füllstoffs im Rohpapier kann bis zu 55 Gew.%, insbesondere 11 bis 50 Gew.% oder 20 bis 45 Gew.%, bezogen auf das Papiergewicht, betragen. Geeignete Pigmente und Füllstoffe sind beispielsweise Titandioxid, Talkum, Zinksulfid, Calciumcarbonat, Kaolin oder deren Gemische.
Die erfindungsgemäßen Dekorrohpapiere können auf einer Fourdrinier-Papiermaschine oder einer Yankee-Papiermaschine hergestellt werden. Dazu kann das Zellstoffgemisch bei einer Stoffdichte von 2 bis 4 Gew.% bis zu einem Mahlgrad von 10 bis 45°SR gemahlen werden. In einer Mischbütte werden Füllstoffe, wie Titandioxid und Talkum, und Naßfestmittel zugesetzt und mit dem Zellstoffgemisch gut vermischt. Der so erhaltene Dickstoff kann bis zu einer Stoffdichte von etwa 1 % verdünnt und soweit erforderlich weitere Hilfsstoffe wie Retentionsmittel, Entschäumer, Aluminiumsulfat und andere zuvor genannte Hilfsstoffe zugemischt werden. Dieser Dünnstoff wird über den Stoffauflauf der Papiermaschine auf die Siebpartie geführt. Es wird ein Faservlies gebildet und nach Entwässerung das Rohpapier erhalten, welches anschließend noch getrocknet wird.
Das Aufbringen der erfindungsgemäß zu verwendenden Tenside kann durch Aufsprühen, Tränken, Walzenauftrag oder Aufstreichen (Rakel) erfolgen. Das Tensid kann auch der Zellstoffsuspension zugesetzt werden.
Zur Herstellung von Dekorpapieren werden die Dekorrohpapiere mit für diesen Zweck üblichen Kunstharzdispersionen imprägniert oder getränkt. Für diesen Zweck übliche Kunstharzdispersionen sind beispielsweise solche auf der Basis von Polyacryl- oder Polyacrylmethylestern, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Kunstharzlösungen auf Basis von Phenol/Formaldehyd-, Harnstoff/Formaldehyd- oder Melamin/Formaldehyd-Vorkondensaten oder deren verträgliche Gemische.
Die Imprägnierung mit dem Harz kann auch in der Leimpresse der Papiermaschine erfolgen. Das Dekorrohpapier kann derart imprägniert werden, daß das Papier nicht vollständig durchimprägniert ist. Derartige Papiere werden auch als Vorimprägnate bezeichnet. Der Anteil des in das Dekorrohpapier durch Imprägnierung eingebrachten Harzes beträgt in diesem Fall 25 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Papiers.
Nach Trocknung können die getränkten Papiere noch lackiert und bedruckt werden und anschließend auf ein Substrat wie eine Holzplatte aufgebracht werden.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Angaben in Gewichtsprozent beziehen sich auf das Gewicht des Zellstoffs, sofern nichts anderes angegeben ist.
Beispiele Beispiel 1
Ein Rohpapier wurde hergestellt aus einem Zellstoffgemisch aus 70 % Eukalyptuszellstoff und 30% Nadelholzsulfatzellstoff mit 0,6 % Epichlorhydrinharz als Naßfestmittel, 0,11 % eines Retentionshilfsmittels und 0,03 % eines Entschäumers. Die Mischung wurde mit Aluminiumsulfat auf einen pH-Wert von 6,5 eingestellt und der Mischung ein Pigmentgemisch aus 55,8 Gew.% Titandioxid und 5,2 Gew.% Talkum zugefügt.
Mit einer Fourdrinier-Papiermaschine wurde ein Rohpapier mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 und einem Aschegehalt von 38 bis 40 Gew.% Asche hergestellt. Proben dieses Rohpapiers wurden in 3,5%ige wäßrige Lösungen unterschiedlicher Tenside eingetaucht, auf beiden Seiten abgerakelt und getrocknet. Die Herstellung der Tensidlösungen erfolgte durch Vermischen der Tenside mit warmen Wasser von etwa 60°C.
Die verwendeten Tenside sind
  • HO(CH2CH2O)20-Stearat (HLB 12,2) (Tensid 1)
  • HO(CH2CH2O)10-Laurylalkohol (HLB 14) (Tensid 2)
  • HO(CH2CH2O)4 -Laurylalkohol (HLB 9,7) (Tensid 3)
  • HO(CH2CH2O)10-Oleylalkohol (HLB 10) (Tensid 4).
Die Glättung der Proben erfolgte in einer Laborpresse. Dazu wurden die Proben bei einem Druck von 450 N/cm2 zwei Minuten lang bei einer Temperatur von 120 °C gepreßt.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Prüfungen der mit Tensid behandelten Proben im Vergleich zu mit Wasser behandelten Proben. Wasser wurde für die Vergleichsproben verwendet, da dieses auch auf die erfindungsgemäß behandelten Proben im Gemisch mit dem Tensid aufgebracht wird. Die Vergleichsproben unterscheiden sich daher nur durch das Fehlen der von Tensid.
Die Bestimmung der Glätte erfolgte gemäß DIN 53 107 (TAPPI sm 48).
Die Bestimmung der Penetrationsgeschwindigkeit erfolgte durch Auflegen einer Probe auf ein wäßriges Gemisch eines Melaminharzes. Das Melaminharz ist in einer Konzentration von 50 Gew.% neben einem Farbstoff wie Methylenblau in dem wäßrigen Gemisch enthalten. Gemessen wird die Zeit, die benötigt wird, einen bestimmte Fläche der Probe anzufärben.
Figure 00130001
Die mit Tensid behandelten Proben zeigen vor und nach Glättung in einer Presse höhere Glätte als die Vergleichsproben, die mit Wasser behandelt worden waren. Die Ergebnisse der Bestimmung der Penetrationsgeschwindigkeit der mit Tensid behandelten Papiere weist auf eine unveränderte Fähigkeit zur Harzaufnahme hin.
In der Tabelle 2 sind die Ergebnisse einer sogenannten Missing Dot-Analyse (MDA) wiedergegeben, die mit einem Agfa-Duo-Scanner und der PTS-Domas Software durchgeführt wurde. Dazu wurden die zu prüfenden Papiere bedruckt, die bedruckten Flächen gescannt, miteinander dadurch verglichen, daß überprüft wurde, ob auf allen Druckstellen die Druckpunkte wiedergegeben sind oder ob sogenannte Fehlstellen vorliegen. Das Ergebnis wird als fehlende Druckstellen (Fehlstellen - Missing dots) oder als Prozentwert der Fehlstellen, bezogen auf untersuchte Fläche, wiedergegeben.
Proben Art der Probe Missing dots Glätte
Anzahl [%] [Bekks]
A Ten. (1) 3,5% 11 0,29 -
B Wasser 47 1,17 -
C Ten. (1) 0,5% ohne Glättung 620 15,95 39
D Wasser ohne Glättung 735 19,82 38
Beispiel 2
Auf einer Papiermaschine wurde ein Rohpapier mit einem Flächengewicht von 70 g/m2 und einem Aschegehalt von 28 bis 31 Gew.% hergestellt. Zwei Proben wurden mit Tensid 4 in einer Menge von 0,2g/m2 und zwei weitere Proben als Vergleich nicht mit einem Tensid behandelt. Das Tensid wurde mittels Sprühbalken auf die Rohpapierbahn aufgesprüht. Anschließend wurden die erfindungsgemäßen Proben und die Vergleichsproben mit jeweils unterschiedlichen Druckfarben bedruckt, so daß jeweils eine erfindungsgemäße Probe und eine Vergleichsprobe mit der gleichen Druckfarbe bedruckt waren. Alle Proben wurden dann der oben erläuterten Missing Dot-Analyse unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 wiedergeben.
Probe Fehlfläche [%] Glätte [Bekks]
Std.1 11,18 200
Std.2 7,62 220
V1 6,95 220
V2 6,41 250
Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäß behandelten Papiere eine geringe Fehlfläche und eine höhere Glätte aufweisen. Allerdings zeigt sich auch ein Einfluß der Druckfarbe.

Claims (11)

  1. Rohpapier, dessen Oberfläche ein eine Polyalkoxylenstruktur enthaltendes nichtionisches Tensid aufweist.
  2. Rohpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische Tensid ein Polyalkylenoxidfettsäureester der Formel I
    Figure 00160001
    ist, worin n eine ganze Zahl von 7 bis 30 und m eine ganze von 3 bis 70 bedeutet.
  3. Rohpapier nach Anspruch 1, worin das nichtionische Tensid ein Polyalkylenoxidfettalkoholether der Formel II
    Figure 00160002
    ist, worin n eine ganze Zahl von 7 bis 30 und m eine ganze von 3 bis 70 bedeutet.
  4. Rohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid einen HLB-Wert von kleiner als 15 aufweist.
  5. Rohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische Tensid einen HLB-Wert von 8 bis 14,5, insbesondere bis 13,5, aufweist.
  6. Rohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohpapier das eine Polyalkoxylenstruktur enthaltende Tensid in einer Menge von 0,05 bis 5,0 g/m2 aufweist.
  7. Rohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohpapier ein Dekorrohpapier ist.
  8. Dekorimprägnat oder dekorativer Beschichtungswerkstoff, enthaltend ein Rohpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Rohpapiers, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche der Papierbahn eines nicht gestrichenen Papiers ein eine Polyalkoxylenstruktur enthaltendes nichtionisches Tensid gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 aufbringt.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Rohpapiers nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tensid in einer Menge von 0,05 bis 5,0 g/m2 auf die Papierbahn aufbringt.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Rohpapiers nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Aufbringen des nichtionischen Tensids das Rohpapier glättet.
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