用涂料粉末涂覆连续纸幅表面的方法技术

本发明专利技术涉及一种用涂料粉末涂覆纤维部分由造纸纤维组成的连续纸幅表面的方法。本方法包括以下步骤：将纸幅在有不同电压的电极间移动；利用电压的差异在纸幅表面施用含有无机物和聚合型粘合剂的涂料粉末；对纸幅的涂覆表面进行整饰。涂料粉末包含１０．１～９９．５ｗｔ％的无机物。本发明专利技术还涉及一种干表面处理的薄片材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用涂料粉末涂覆纤维部分由造纸纤维组成的连续纸幅(web)表面的方法。本方法包括将纸幅在有不同电压的电极间移动，利用电压的差异在纸幅表面施用含有无机物和聚合型粘合剂的涂料粉末，对纸幅的涂覆表面进行整饰。本专利技术还涉及一种干表面处理的薄片材料，其包含由造纸纤维组成纤维部分的基层、一种包括无机物和聚合型粘合剂的涂层、以及一种包含无机物和聚合型粘合剂的干涂料粉末。
技术介绍
EP 0982120公开了一种干涂覆薄片及制造薄片的方法。该薄片被一种粉末状涂料组合物和无机颗粒所涂覆。粉末状涂料组合物由平均直径为0.1-30μm的颗粒组成的树脂构成。无机颗粒的平均直径是1nm-1μm，而且占粉末状涂料组合物和无机细颗粒总重量的0.5-10重量％。FI 105052和相应的WO 00/03092公开一种干涂覆方法，其中基层是被含有碳酸钙的涂料粉末所涂覆。WO 98/11999公开一种离子冲击技术，其目的是转移材料条幅表面上的额外物质。US5,340,616公开一种方法，其中向要涂层的纸幅表面施加电场，同时，将相对湿度70-85％的空气在涂覆作业开始后，但刚好在涂层的薄液体膜撞击纸幅之前对着纸幅表面吹。
技术实现思路
现有技术公认的缺陷与涂料粉末中树脂的量以及涂料粉末中结块的尺寸有关。与现有技术相比，本专利技术是一改进专利。本专利技术方法、干表面处理的薄片材料、以及干涂料粉末的特征在于涂料粉末包含10.1-99.5wt.％的无机物。与传统涂层纸张生产工艺相比，干表面处理工艺有以下主要优势-与传统工艺相比，干表面处理工艺投资相当的低。其生产线要短很多，因此可安装于相对小的厂房里。通过改建旧工艺，传统工艺很容易被干表面处理工艺所取代，或者干表面处理工艺可建在进行后干燥的地点，该地点可以从传统设计图中部分的或全部拿走。对于后干燥部分和在线砑光来说，通常需要的至少20米的空间就不存在了。-而且，环境因素也同样重要。在表面处理工艺中去掉使用水，加上涂料组分生产过程中减少或甚至去除水(例如用气相作为分散介质)，这些都是干表面处理工艺的巨大优势。由于水蒸汽被去除掉，而且也不需要后干燥部分，能耗也就降低了。本专利所涉及具体的优点有-减少了聚合型粘合剂在涂料粉末中的使用。低用量聚合型粘合剂大大降低了原料成本。-涂料粉末不含大的凝结块而且其带电性能(chargingproperty)最佳。-涂覆的产物对于基层不是特别敏感，同时，在不用改变基层的情况下它也可拥有不同的性能。换句话说，通过改变涂料粉末的参数，涂覆的产品可获得不同的性能。一般而言，在一个传统的造纸工艺中，基层对涂覆过程的最终效果有巨大的影响。与此相反，在干表面处理工艺中，涂层对涂覆过程的最终效果有巨大的影响。干表面处理工艺可用于制造与传统纸张质量性能相当的，如MFC(机器整饰涂覆的)和LWC(轻度涂覆)级别相当的纸张。甚至还存在除纤维部分由造纸纤维组成的基层外的其它基层。涂料粉末优选于湿度小于15％时使用。干表面处理工艺由于使用干燥层，从而排除了在纤维网上生成内部压力而且使表面变粗糙的可能性，而这种可能性在传统表面处理工艺中经常发生。涂料粉末也可停留在纸张表面，同时极好地覆盖在表面上而不会渗透到纸张里。在涂覆过的纸张的横截面可观察到涂层和基础纸张之间的明显界面。纸张或板材基层的干表面处理工艺包含使用干涂料粉末及随后的整饰步骤，例如热机械固定。涂料粉末的使用是利用电场来将涂料颗粒转移到纸张表面上，以及在整饰之前提供静电粘附。涂层的最终粘附和表面光滑处理通过热机械处理和另一种适当的处理方法同时进行。由于该工艺由使用、固定和抛光步骤组成而没有中间干燥，因此表面处理过程非常紧密。涂料粉末的性质(如组成和成分性质)也随着工艺的发展而发展。以前，无机颗粒(例如研磨的CaCO3，沉淀CaCO3，高岭土，滑石，TiO2等)和聚合型粘合剂(例如苯乙烯-丁二烯和丙烯酸酯共聚物粘合剂等)都被制成独立的稳定的水基分散体。在制备干表面处理工艺所用的粉末时，涂料组分在进入蒸发或干燥处理之前进行合并或分别制成在液相(如水等)中的分散相，或在气相(如空气等)中的分散相。现有好几个方法可制造、精制以及合并涂料组分。已经提及的用于制备涂料粉末组分的可能性列于表1中。表1不同分散介质中组分的差别 由表1可见，涂料粉末包含单独的无机物颗粒和聚合型粘合剂颗粒，或者同时包含无机物和聚合型粘合剂的颗粒(即所谓的混合颗粒)。选择颗粒物的平均直径以使其大于被涂覆基层孔的平均直径。颗粒物的平均直径一般是0.1～500μm，优选1～15μm. 颗粒的性质对涂料粉末的使用有直接影响，包括在粉末运输过程中的流化床和作为初始粘连的静电沉积。例如，已经发现粉末干燥处理条件对涂料粉末的颗粒尺寸分布有巨大影响。喷雾干燥后会生成5～500μm的凝结块，冷冻干燥后会生成1～100μm的凝结块。冷冻干燥形成的凝结块或颗粒平均尺寸一般较小，而且使用某种后研磨处理后会进一步变小。考虑到带电性质，在多数情况下颗粒尺寸接近10μm是优选的。涂料粉末物质也应该被考虑进来，这是因为涂料粉末组分有着不同的电特性，例如颗粒表面充电和放电速率。为了利用干表面处理工艺的全部潜力，涂料粉末组分优选制成干的或在另一非水载体介质(如空气或挥发性液体)中制备。这是为了避免额外的蒸发成本和可能的粉末瑕疵如大的凝结块。无机颗粒可用粘合剂进行涂覆，或者聚合型粘合剂可接枝到无机颗粒上形成所谓的混合颗粒。最合算的方法可能是制备干粉末组分不需干燥，其中在制造过程中调整颗粒的形态。另外一种可能性是将干的粘合剂和在气相中制备的颜料粉末合并。在此情况下，粘合剂部分应当通过研磨制备。精细尺寸的聚合物颗粒也可通过气相合成而形成，例如在超临界二氧化碳(sc-CO2)中。因为减压使CO2恢复到气态，因此除掉了能量密集型的干燥步骤，从而使从产品中分离溶剂得到简化。合适单体的选择范围相当大，包括上面提及的大多数典型的聚合物粘合剂。同样，许多聚合机理都有可能，例如由苯乙烯、乙烯基单体和甲基丙烯酸甲酯制备干粉末可通过沉降聚合、悬浮聚合和乳液聚合完成。在所有的情况下，最终产物都是干粉末，通入CO2就很容易回收。聚合型粘合剂颗粒的典型颗粒尺寸在0.4～10μm之间。考虑到成本和质量的要求，粘合剂用量一般应当优化以达到在颜料颗粒之间以及颗粒(如颜料和粘合剂颗粒)和基层之间形成刚好充分的连接点，而不会用过量聚合物。涂料粉末包含10.1～99.5wt％(干重量)的无机物，其余优选聚合型粘合剂。涂料粉末优选包含至少70wt％的无机物，更优选包含至少80wt％的无机物。涂料粉末优选包含最多99wt％的无机物，更优选包含最多95wt％的无机物。无机物的主要部分需要对混合相中的加工参数进行优化，以生成均匀和稳定的组分共混物而不会在干粉末中形成大的凝结块。这些凝结块可能因为其大尺寸而造成涂层不均匀和多孔。例如，通过用冷冻干燥的涂料粉末进行涂覆可获得一个比较均匀的表面。涂料粉末基本上是干的(含水量低于10wt％)，并且包含空气和在空气/颗粒混合物中占1vol％以上的颗粒物。颗粒的直径小于500μm。被处理连续纸幅的纤维部分由造纸纤维组成。在本专利技术的应用范围内，造纸纤维是指从树中获得的纤维。换句话说，是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用涂料粉末涂覆纤维部分由造纸纤维组成的连续纸幅表面的方法，本方法包括如下步骤：－将纸幅在有不同电压的电极间移动；－利用电压的差异在纸幅表面施用含有无机物和聚合型粘合剂的涂料粉末；－对纸幅的涂覆表面进行整饰，本方法的特征在于涂料粉末包含１０．１～９９．５ｗｔ％的无机物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J麦亚拉，J格罗恩，K普特基斯托，V尼西宁，P劳蒂埃宁，
申请(专利权)人：美特索造纸公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]