專利名稱：：紙和制造紙的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：01本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前序中定義的紙和在權(quán)利要求10的前序中定義的制造紙的方法，其中可用作印刷紙的紙由纖維基源材料形成。
背景技術(shù)：
：02從現(xiàn)有技術(shù)已知，不同的印刷紙用于印刷以及不同的方法用于制造紙。03在印刷領(lǐng)域中，紙的不同印刷方法是已知的，例如膠印或凹印技術(shù)。在已知的方法中，具體而言在HSWO印刷中，在高溫下，通常在120-150'C下，干燥印刷油墨，這在印刷油墨的干燥期間提供在印刷和非印刷區(qū)之間的高濕氣梯度。由此提供的高濕氣梯度構(gòu)成削弱HSWO印刷質(zhì)量即波紋(waving)的重要因素。存在許多已知的旨在減少波紋的方法。04參考出版物WO2004/003293，其公開了具有親油表面的致密紙。在表面上的葛利-希爾滲透值(Gurley-Hillpermeancevalue)高于5000s/100ml。用親油表面形成致密紙是昂貴的并且工業(yè)上尚未實(shí)現(xiàn)。發(fā)明目的05本發(fā)明的目的是公開一種可用作印刷中的印刷紙的新型紙。本發(fā)明的一個具體目的是公開這樣的紙，所述紙使印刷和非印刷表面之間的濕氣梯度最小化并且避免波紋，例如在HSWO印刷中。本發(fā)明的一個進(jìn)一步的目的是公開制造紙的新方法
發(fā)明內(nèi)容20088001306根據(jù)本發(fā)明的紙和方法的特征在于權(quán)利要求書中所提供的。07本發(fā)明基于這樣的紙，所述紙由纖維基源材料形成并且可用作印刷紙。根據(jù)本發(fā)明，通過如下對紙的表面進(jìn)行表面處理將足夠的密度布置在表面上，將混合物布置，優(yōu)選涂布，至少在紙的表面的一面上，以形成表面層，所述混合物包含量為按重量計千燥重量的75-95%的顏料和量為按重量計干燥重量的5-25%的粘結(jié)劑，并且表面層的孔隙率低于0.07ml/g，如水銀孔率測定計方法所定義。08在本上下文中，紙的表面層指在紙的表面上的表面層，例如涂布層，其可以通過已知的任何表面處理方法本身形成。09具體而言，本發(fā)明基于這樣的紙其中表面被布置成致密的并且其包含可控制的表面密度。而且，紙的表面能性質(zhì)優(yōu)選是可控制的。優(yōu)選地，紙的表面不具有任何親油性質(zhì)。10在根據(jù)本發(fā)明的紙中，在印刷和非印刷表面之間的濕氣梯度，即干燥梯度，可以被最小化，以及波紋可以被減少，例如在HSWO印刷中。通過以特定方式給紙?zhí)峁┟芏?，使?jié)駳馓荻茸钚』優(yōu)榭赡堋＠弥旅艿募埖谋砻?，可能減慢非印刷表面相對于印刷表面的干燥，以便例如在HSWO干燥中濕氣梯度可以被降低。通過降低濕氣梯度，可能減少紙中的波紋。11在本上下文中，紙指任何纖維基紙。紙可以由化學(xué)紙漿、機(jī)械紙漿、化學(xué)機(jī)械紙漿、再生紙漿及其混合物和/或類似物制成。紙可以是濕巻(wetweb)、干巻(driedweb)或片的形式，或適于本目的的其它形式。紙可以包含適合的填料和添加劑。12通過涂布對紙進(jìn)行表面處理，以便表面層即涂布層形成在紙的表面上。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，紙被涂布，以及更優(yōu)選被輕微涂布。紙優(yōu)選是單層的。13在一個實(shí)施方式中，涂層重量為l-14g/mV面。14優(yōu)選地，顏料和粘結(jié)劑的比例被預(yù)先確定和設(shè)定。15在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，顏料選自高嶺土、滑石、碳酸鈣、石膏及其混合物和類似物。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，顏料主要包含高嶺土。在一個實(shí)施方式中，至少部分或全部使用片狀顏料作為顏料。在一個實(shí)施方式中，使用大致片狀的顏料，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，片狀顏料以按重量計顏料量的70%以上的量存在，在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，以按重量計顏料量的90%以上的量存在。在一個實(shí)施方式中，顏料可以包含球形顏料。16在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，粘結(jié)劑選自淀粉、蛋白質(zhì)、膠乳、羧甲基纖維素、聚乙烯醇及其混合物和類似物。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，粘結(jié)劑主要包含膠乳或其衍生物，例如SB膠乳。17在一個實(shí)施方式中，粘結(jié)劑包含玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在-30-35'C范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0-25'C范圍內(nèi)的膠乳。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以例如通過差示掃描量熱法(DSC)測定。18優(yōu)選地，通過粘結(jié)劑-顏料組合優(yōu)化涂布混合物中源材料組成來控制紙的表面的密度。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，布置在紙表面上的混合物包含量為按重量計混合物總干燥重量的82-92%的顏料，更優(yōu)選為按重量計大約83-85%。顏料可以是固體或分散形式，以及其可以作為其中顏料按重量計占30-100%的組合物存在。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，混合物包含量為按重量計混合物總干燥重量的8-17%的粘結(jié)劑，更優(yōu)選為按重量計大約13-15%。粘結(jié)劑可以是固體或溶液形式，以及其可以作為包含按重量計3-100%的量的粘結(jié)劑的組合物存在。19任何適合的粘結(jié)劑和顏料可以用于紙的表面處理中。進(jìn)一步，本領(lǐng)域中本身已知的適合的添加劑可以在表面處理期間加入到例如涂布混合物中。混合物可以包含按重量計0-10%的量的添加劑。20在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，紙表面層的孔隙率低于0.06ml/g，如水銀孔率測定計方法所測定。水銀孔率測定計可以測定孔隙率和孔徑分布。21在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，紙被壓光，優(yōu)選在表面處理后進(jìn)行。22在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，紙可以作為印刷紙，用于膠印中，特別是HSWO印刷中。23在根據(jù)本發(fā)明的紙的制造中，使用的所謂原紙可以是適合的纖維基原紙，其可以根據(jù)本發(fā)明制成可用作印刷紙的紙，諸如LWC(輕磅涂布)紙、MWC(中磅涂布)紙、MFC(機(jī)制加工涂布)紙、WFC紙(不含木漿涂布紙)或類似紙。24在一個實(shí)施方式中，將填料、顏料、粘結(jié)劑和/或其它化學(xué)品在紙的制造中加入到纖維基源材料中?？梢詫⒈绢I(lǐng)域已知的任何試劑和化學(xué)品用作所述填料、顏料、粘結(jié)劑和化學(xué)品。25進(jìn)一步，本發(fā)明基于制造紙的方法，其中可用作印刷紙的紙由纖維基源材料形成。根據(jù)本發(fā)明，通過如下對紙進(jìn)行表面處理-將混合物布置，優(yōu)選涂布，至少在紙表面的一面上，以形成表面層，其中所述混合物包含量為按重量計干燥重量的75-95%的顏料和量為按重量計干燥重量的5-25%的粘結(jié)劑，以在紙的表面上提供足夠的密度,使得表面層的孔隙率低于0.07ml/g，如水銀孔率測定計方法所測定。26紙的制造、表面處理、涂布、壓光和/或印刷等可以按本領(lǐng)域本身已知的方式進(jìn)行。27在涂布紙中，可以應(yīng)用任何涂布方法，例如膜轉(zhuǎn)移涂布、用噴嘴涂布器的刮刀涂布、用輥涂布器的刮刀涂布、用SDTA(短停留時間涂布(shortdwelltimeapplication))的刮刀涂布、噴涂或簾幕式涂布或類似方法。28與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的紙和方法提供相當(dāng)大的優(yōu)勢。29根據(jù)本發(fā)明的紙基本上是致密的。由于根據(jù)本發(fā)明的紙，高質(zhì)量的印刷品和印刷的紙中波紋的減少得以提供。最小化濕氣梯度降低了干燥中需要的能量的量，這是因為干燥更偏向印刷的紙的表面。進(jìn)一步，過多地蒸發(fā)紙中的水將使紙的印刷質(zhì)量變差。30本發(fā)明提供制造可用作印刷紙的高質(zhì)量紙的簡便且成本有效的方法。進(jìn)一步，本發(fā)明提供工業(yè)上可用的、容易的、簡便的和用得起的紙制造方法。具體實(shí)施例方式31在下述部分中，將借助詳細(xì)的示例性實(shí)施方式，參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，其中32圖1顯示通過水銀孔率測定計測量的紙涂布層的孔徑分布曲線的不平滑測量數(shù)據(jù)，以及33圖2顯示平滑的根據(jù)圖1的孔徑分布曲線。實(shí)施例34在該實(shí)施例中，具有大約65gsm的克重并且可用作印刷紙的LWC-型紙由本身已知的機(jī)械紙漿形成。該含有木材的原紙被用顏料/粘結(jié)劑混合物輕微單層涂布，涂層重量為11g/mV面。使用的顏料為高嶺土和/或滑石?？蛇x地，可將本身已知的任何顏料用作顏料。使用的粘結(jié)劑是SB膠乳。35形成兩種不同的涂布混合物，其包含a)40份高嶺土、60份滑石和14份粘結(jié)劑；以及b)100份高嶺土和14份粘結(jié)劑。使用的高嶺土具有這樣的粒徑分布，其中小于2pm的顆粒部分為85-95%，如Sedigraph5100裝置所測量。進(jìn)一步，涂布混合物包含2.1-2,6份本身己知的添加劑。涂布混合物中的固體含量在按重量計58-60%的范圍內(nèi)。36在涂布后，將紙進(jìn)行超級壓光。37在該試驗中，使用Mercury提供的兩種水銀孔率測定計儀器MicromeriticsAutoporelll和Pascal系列140/440，測定紙的涂布層的孔隙率。結(jié)果彼此很好地相符。觀察到，獲得的結(jié)果可以很好地重現(xiàn)，而與設(shè)備無關(guān)。38獲得的在根據(jù)本發(fā)明的紙樣品中的涂布層的孔隙率為a)0.044ml/g和b)0.052ml/g。39使用的參比紙是相應(yīng)的含有木材的LWC紙，其中涂布混合物包括60份Century高嶺土、40份Covercarb75碳酸鈣和12份DL966膠乳。進(jìn)一步，涂布混合物包括1.5份本身己知的添加劑。對該含有木材的原紙進(jìn)行刮刀涂布，涂層重量為11g/mV面。將涂布的紙超級壓光成65%的光澤水平。參比紙中涂布層的孔隙率通過Mercuiy提供的水銀孔率測定計測定為高于0.07ml/g。40通過水銀孔率測定計測量并在圖1和2中呈現(xiàn)的孔隙率源自對參比紙的測量。曲線包括從整張紙測量的孔徑分布。圖2清楚地示出了兩個峰。第一個峰，約0.1pm，對應(yīng)于涂布層的孔隙率，以及第二個峰，約lpm，對應(yīng)于原紙的孔隙率。從圖1的不平滑測量數(shù)據(jù)計算涂布層的孔隙率。涂布層的孔隙率在圖中位于0.02-0.25pm之間。原紙對孔隙率的影響在0.02-0.25^m之間不明顯。涂布層的孔隙率測定為在0.02-0.25pm之間的累積孔隙率。實(shí)施例41在該實(shí)施例中，形成了根據(jù)本發(fā)明的單層涂布LWC-型紙，其可用作印刷紙，以及克重為約65gsm。原紙是含有木材的。用于根據(jù)本發(fā)明的印刷紙的涂布混合物是這樣的混合物，其包括100份片狀高嶺土顏料、16份SB膠乳作為粘結(jié)劑和3.3份添加劑，例如流變改性劑和染料。顏料的粒徑分布示于表1中，如通過Sedigraph5100裝置所測量。42使用的參比紙是具有65gsm克重的單層涂布的含有木材的LWC紙。涂布層是高嶺土和碳酸鹽的典型混合物。43使用SDTA涂布頭，通過刮刀涂布將紙進(jìn)行單層涂布。涂層重量為11g/mV面。在涂布后，將紙進(jìn)行超級壓光，并且選擇壓光條件以獲得65%的光澤水平。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>44在根據(jù)本發(fā)明的印刷紙中測定紙的涂布層的孔隙率，為0.053ml/g以及在參比紙中為0.077ml/g，如水銀孔率測定計所測量。45使用AlbertFrakenthalA101S印刷機(jī)，通過HSWO印刷，印刷所述紙。將商業(yè)的HSWO印刷顏色用于印刷中。在干燥后，紙巻(web)的退出溫度為130°C。46在印刷后，當(dāng)比較根據(jù)本發(fā)明的印刷紙和參比紙時，在視覺檢測期間，觀察到在根據(jù)本發(fā)明的印刷紙中波紋方面有了相當(dāng)大的改進(jìn)。在印刷和干燥后，例如采用AFT方法，通過測定AFT值，可以測量波紋。47紙的制造、涂布、壓光和印刷按照本身己知的方式進(jìn)行，在本上下文中不進(jìn)行任何更詳細(xì)的描述。48在所有試驗中，基于紙的波紋以及印刷的平整度和清晰度，證明根據(jù)本發(fā)明的紙是優(yōu)良的印刷紙。49在試驗中，觀察到HSWO印刷中波紋是低的，這是由于紙的致密表面結(jié)構(gòu)和在印刷和非印刷表面之間的低濕氣梯度。50總之，可以得出結(jié)論，根據(jù)本發(fā)明的方法容易提供質(zhì)量優(yōu)良的印刷紙。51根據(jù)本發(fā)明的紙和方法可應(yīng)用于不同的實(shí)施方式中，以便制造最多不同種類的印刷紙產(chǎn)品。52本發(fā)明不僅僅限于上述提到的實(shí)施例；相反，在權(quán)利要求限定的發(fā)明思想范圍內(nèi)，許多變化是可能的。權(quán)利要求1.一種由纖維基源材料形成并且可用作印刷紙的紙，其特征在于，通過將足夠的密度布置在表面上對紙的表面進(jìn)行表面處理，以便將混合物至少布置在所述紙的所述表面的一面上，以形成表面層，所述混合物包含量為按重量計干燥重量的75-95％的顏料和量為按重量計干燥重量的5-25％的粘結(jié)劑，并且所述紙的所述表面層的孔隙率低于0.07ml/g，如水銀孔率測定計方法所測定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙，其特征在于所述紙的所述表面層的所述孔隙率低于0.06ml/g，如水銀孔率測定計方法所測定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紙，其特征在于所述顏料選自高嶺土、滑石、碳酸鹽、石膏及其混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的紙，其特征在于至少部分使用片狀顏料作為所述顏料。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的紙，其特征在于所述粘結(jié)劑選自淀粉、蛋白質(zhì)、膠乳、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、它們的混合物以及類似物。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的紙，其特征在于所述混合物包含量為按重量計干燥重量的82-92%的顏料。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的紙，其特征在于所述混合物包含量為按重量計干燥重量的8-17%的粘結(jié)劑。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的紙，其特征在于所述紙被壓光。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的紙，其特征在于所述紙可用作HSWO印刷中的印刷紙。10.制造紙的方法，其中可用作印刷紙的紙由纖維基源材料形成，特征在于對所述紙進(jìn)行表面處理，以使其被混合物至少涂布在一面上，以將足夠的密度以下述方式布置在所述紙的表面上并形成表面層，其中所述混合物包含量為按重量計干燥重量的75-95%的顏料和量為按重量計干燥重量的5-25%的粘結(jié)劑，所述方式為使所述表面層的孔隙率低于0.07ml/g，如水銀孔率測定計方法所測定。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于將足夠的密度以下述方式布置在所述紙的所述表面層上使所述表面層的所述孔隙率低于0.06ml/g，如水銀孔率測定計方法所測定。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于顏料與粘結(jié)劑的比率被控制。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的方法，其特征在于所述紙被壓光。全文摘要本發(fā)明涉及由纖維基源材料形成并且可用作印刷紙的紙。根據(jù)本發(fā)明，通過將足夠的密度布置在表面上對紙表面進(jìn)行表面處理，以便將混合物至少布置在所述紙的表面的一面上，以形成表面層，所述混合物包含量為按重量計干燥重量的75-95％的顏料和量為按重量計干燥重量的5-25％的粘結(jié)劑，并且所述紙的表面層的孔隙率低于0.07ml/g，如水銀孔率測定計方法所定義。此外，本發(fā)明涉及制造紙的方法。文檔編號D21H19/36GK101680187SQ200880013413公開日2010年3月24日申請日期2008年4月25日優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日發(fā)明者J·瓦爾韋瑪,K·哈寶佳,M·奧克薩寧,T·萊佩寧,T·辛科申請人:芬歐匯川公司