FI115653B - Menetelmä päällystetyn paperin tai kartongin valmistamiseksi - Google Patents

Description

115653

Menetelmä päällystetyn paperin tai kartongin valmistamiseksi 5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä paperin tai kartongin valmistamiseksi spraypäällystysmenetelmällä, jet- eli suutinpäällystys-menetelmällä tai verhopäällystysmenetelmällä.

10 Paperin ja kartongin päällystyksessä käytetään useita erilaisia menetelmiä, joilla jokaisella on hyvät ja heikot puolensa. Spray-, jet- ja verhopäällystysmenetelmille on yhteistä se, että päällyste levitetään käsiteltävän rainan pintaan siten, että päällyste liikkuu vapaasti annostelu-15 laitteen syöttöaukon ja rainan pinnan väliin. Päällystettä ei siis mitenkään paineta kiinni pintaan, vaan se saa levitä vapaasti varsin pienen liikevoimansa vaikutuksesta.

Koska päällysteen laadun kannalta pinnan tasaisuus ja päällysteen aukottomuus on tärkeää, päällysteen tulisi 20 levitä tasaisesti koko käsiteltävälle pinnalle. Tähän asti hyvään levittäytymiseen on pyritty säätämällä päällysteen • '>· viskositeettia ja kuiva-ainepitoisuutta, joilla onkin suuri j vaikutus päällystepisaran tai filmin käyttäytymiseen rainan : : pinnalla. Kuitenkin on havaittu, että kaikesta huolimatta ' : 25 joillakin päällysteseoksilla tai pohjapapereilla esiintyy päällysteen rosoisuutta ja pieniä aukkoja päällysteessä.

Nämä aukot pilaavat painojäljen, koska niiden kautta ; painoväri pääsee imeytymään huokoiseen ja imukykyiseen pohjarainaan ja siten leviämään laajemmalle alueelle kuin 30 on tarkoitus. Painojäljestä tulee tällöin tuhruinen. Tämä ’Y.l' on erityisen vaikea ongelma spraypäällystyksessä, jossa yksittäisten pisaroiden tulisi levitä koskettamaan toisiaan : ·' riittävän yhtenäisen pinnan muodostamiseksi.

2 115653 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla päällysteen levittäytymistä voidaan parantaa sellaisilla päällystysmenetelmillä, joissa päällyste 5 levitettäessä siirtyy vapaasti rainan pintaan. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on parantaa päällysteen laatua spraypäällystyksessä.

Keksintö perustuu siihen, että käsiteltävän pohjarainan ja 10 päällysteen pintaenergiat sovitetaan toisiinsa niin, että päällysteen pintaenergia on pienempi tai yhtä suuri kuin käsiteltävän pinnan tai siitä erotetun nestefaasin pintaenergia.

15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

20 ' Keksinnön avulla voidaan hallita entistä paremmin • · päällysteen käyttäytymistä käsiteltävällä pinnalla, joten ; valmistettavan tuotteen laadusta tulee parempi ja ennen * · kaikkea valmistuslaadun ennustettavuus paranee. Tällöin * ·’ 25 päällystereseptejä ja pohjapaperin laatua voidaan muunnella • · '··’ halutunlaisen tuotteen aikaansaamiseksi aikaisempaa helpommin, koska päällyste-pohjaraina-yhdistelmän • käyttäytyminen on aikaisempaa paremmin ennustettavissa.

I ·

Siten koeajojen määrä uutta tuotetta kehitettäessä vähenee :’· : 30 tai vastaavasti tuotteen ominaisuuksia voidaan optimoida pitemmälle. Kun päällystepisarat saadaan muodostamaan • · · kalvo, jonka huokoskoko on riittävän pieni, eli niin pieni, » t ’<t’; että painovärin pigmenttihiukkaset eivät sitä läpäise, 3 115653 saadaan aikaiseksi painettavuudeltaan erinomaista pintaa. Jos lisäksi huokoset läpäisevät hyvin painovärin ohennetta tai liotinta, on painovärin asettuminen painopinnalle nopeaa ja painettavuus paranee edelleen.

5

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin suoritus-esimerkkien avulla.

Seuraavassa päällysteellä on käsitettävä varsinaisten 10 pigmenttipäällysteseosten lisäksi pintaliimaseoksia ja muita paperin ja kartongin päällystyksessä käytettäviä seoksia, jotka voidaan levittää vapaana ja tukemattomana suihkuna tai pisaroina rainan pintaan. Edelleen seuraavassa esimerkkinä käytetään paperirainaa, mutta on selvää, että 15 sama keksinnön periaate on sovellettavissa myös kartonkiin.

Keksinnön lähtökohta on se, että jos pohjapaperin ja päällysteen pintaenergiat eivät sovi toisiinsa, paperin pinnalle ei muodostu yhtenäistä nestefilmiä, vaan päällyste 20 asettuu pisaroiksi kuten vesi auton vahatulle konepellille.

: Tällöin päällystekerroksesta tulee rakeinen eikä paperia voida käyttää painoalustana, koska rakeinen pinnoite pilaa : · painojäljen. Päällysteestä muodostuu pisaroita silloin, kun päällysteen pintaenergia on suurempi kuin alustan, jolle se » » % 25 asettuu, eli tässä tapauksessa paperin pinnan pintaenergia.

• I

I t >

Pintaenergia voidaan määrittää alustan ja sille sijoitetun • ainepisaran välisen kontaktikulman avulla. Tätä varten • ti · toimittaa mittalaitteita esimerkiksi FIBRO system ab, 30 Ruotsi. Tyypillisesti mittausmenetelmässä pudotetaan pieni « < * '.'i.' pisara mitattavaa nestettä tai seosta käsiteltävälle t % • » T pinnalle ja pisaran käyttäytyminen pinnalla kuvataan.

* I

: ’· Kuvasta voidaan sitten mitata pinnan ja pisaran välinen * » 4 115653 kontaktikulma, pisaran tilavuus ja pohjan läpimitta ajan funktiona. Tästä voidaan laskea näiden mittaustulosten keskiarvo ja varianssi tavalliseen tapaan. Koska kontaktikulman määräävät pisaran ja pinnan pintaenergiat, 5 pintaenergiat voidaan laskea mitatuista arvoista. Tässä hakemuksessa esitetyt pintaenergian lukuarvot ovat mittauksen keskiarvoja. Pintaenergian arvo päällysteelle määritetään joko päällysteestä sellaisenaan tai päällysteestä erotetaan nestefaasi ja pintaenergia 10 määritetään tälle faasille.

Päällysteen pintaenergia voi olla luokkaa < 30 nN/m ja tyypillisen keksinnön mukaisessa sovelluksessa käytettävän pohjapaperin pinnan 35 - 45 nN/m. Pintaenergia-arvojen ero 15 on siten suurempi kuin 5 nN/m. Kun päällysteen ja pohjapaperin välinen pintaenergia-arvojen ero pidetään vähintään tämän suuruisena, saadaan keksinnön mukaan hyvä päällysteen leviäminen pinnalle ja hyvä päällysteen pinnan laatu. Maksimissaan päällysteen pintaenergian tulee olla 20 korkeintaan yhtä suuri kuin käsiteltävän pohjapaperin pintaenergia. Mikäli päällysteen pintaenergia on suurempi kuin pohjapaperin, päällyste pisaroituu ja pinnan laadusta : tulee huono.

; : 25 Päällysteen ja pohjapaperin pintaenergioihin voidaan vaikuttaa monella tavalla. Päällysteseoksen pintaenergiaan voidaan vaikuttaa pinta-aktiivisilla lisäaineilla, jotka * /; alentavat päällysteseoksen pintaenergiaa ja edistävät siten pisaroiden tai päällystekalvon leviämistä pohjapaperin 30 pinnalle. Tällaisia aineita ovat esimerkiksi natrium-layryl-sulfaatti ja erilaiset alkoholi johdannaiset.

I I

t » '1' Pohjapaperin pintaenergian muuttaminen on kuitenkin usein i · : '· helpompaa ja siihen on useampia mahdollisuuksia.

I » 5 115653

Pohjapaperin pintaenergiaa voidaan säädellä kemiallisesti erilaisilla polymeereillä, liimoilla ja hartseilla. Käsittelyaineista mainittakoon tärkkelys, AKD ja ASA. Pintaenergiaa voidaan muuttaa myös sähköisesti vaikka 5 koronakäsittelyllä tai mekaanisesti hankaamalla esimerkiksi pyörivillä harjoilla. Mekaanisella käsittelyllä voidaan muodostaa pohjapaperin pintaan sähkövaraus tai muuttaa pinnan fyysistä rakennetta.

’ »

» I

I I

• » * f 1 t t » « # *

* I

• 1 I I * t » • ) I I f I » I 1 I t » » # i i >1111

Claims (7)

115653

1. Menetelmä päällystysaineen levittämiseksi liikkuvan paperi- tai kartonkirainan pinnalle, jossa menetelmässä 5 päällysteaine syötetään rainalle siten, että se liikkuu vapaasti rainan pinnan ja syöttöaukon välin, tunnettu siitä, että sovitetaan rainan ja päällysteen pintaenergiat siten, että päällysteen tai siitä erotetun nestefaasin pintaenergia on korkeintaan yhtä suuri kuin käsiteltävän 10 rainan pintaenergia dynaamisella kontaktikulmamittauksella määritettynä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että pintaenergia-arvoina käytetään dynaamisen mittauksen perusteella saatuja keskiarvoja.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päällysteen ja rainan välisten pintaenergia- 20 arvojen erotukseksi sovitetaan ainakin 5 mN/m. • · . 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene- / telmä, tunnettu siitä, että käsiteltävän rainan pinta- » t * ‘ » ;· ·, energiaa muunnetaan ainakin yhdellä kemiallisella » · , ·, 25 käsittelyaineella. ♦ t ' * > » ;·#·. 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene- ,···, telmä, tunnettu siitä, että käsiteltävän rainan pinta- » · • energiaa muunnetaan ainakin yhdellä mekaanisella 115653 energiaa muunnetaan ainakin yhdellä sähköisellä käsittelymenetelmällä.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene-5 telmä, tunnettu siitä, että päällysteen pintaenergiaa muunnetaan kemiallisesti ainakin yhdellä pinta-aktiivisella aineella. · · • I ♦ I I | * t * • > • ( * · * * · I t » * » • t » » » · > I t » I « t « * • » t » » * < · • I 115653