專利名稱：使用高固體含量組合物的幕涂方法和涂覆制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用高固體含量組合物用于涂覆基材幅板(web)的幕涂方法，并且涉及一種涂覆制品。
背景技術(shù)：
在印刷用紙的制造中，通常在高速下通過(guò)例如刮涂、繞線棒刮涂、氣刀刮涂或逆向輥型涂覆方法將著色的涂料組合物施涂。然而，所述涂覆方法在粗糙的基材上沒(méi)有輪廓(除了氣刀刮涂方法之外)，這意味著任何不規(guī)則的基材表面將導(dǎo)致不均勻的涂層厚度，這在印刷過(guò)程期間可能導(dǎo)致不規(guī)則性。
現(xiàn)今在紙工業(yè)中開發(fā)了幕涂方法用于涂覆紙幅以在表面涂覆中實(shí)現(xiàn)均勻性，這是獲得優(yōu)良的最終印刷復(fù)制(rendering)的必要條件。
幕涂方法是非常公知的，并且在攝影工業(yè)中被廣泛用于將一個(gè)或多個(gè)液體層涂覆在移動(dòng)支撐的表面上。實(shí)際上，該技術(shù)被開發(fā)用于需要沉積許多不同的通常為8-10個(gè)涂層、對(duì)表面條件以及涂覆的涂層厚度有嚴(yán)格限制的攝影膠片。
幕涂是一種預(yù)先計(jì)量的涂覆方法，這是指僅僅將幅板上需要的所需數(shù)量的涂覆液泵送通過(guò)涂布頭。幕涂方法基于來(lái)自位于待涂覆的表面上方的涂布頭的液體在表面上的自由流動(dòng)。通過(guò)形成自由下落的垂直液體幕簾以使得其碰接到支撐上而將支撐涂覆。在液體的流動(dòng)速率與支撐移動(dòng)的速度之間保持控制的關(guān)系，以使得幕簾穩(wěn)定并且跨越其寬度具有均勻的流動(dòng)速率，以獲得涂覆在基材上的層。采用涂覆流體的性質(zhì)來(lái)確定涂布頭，以在機(jī)器的運(yùn)行方向或橫向上獲得最可能均勻的涂覆薄膜厚度。
幕涂的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以獲得基材(即，紙幅)的優(yōu)異質(zhì)量和更均勻的表面。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在涂布頭與支撐之間沒(méi)有接觸，不像接觸型涂覆方法例如刮涂和棒涂那樣。這提供了消除在涂覆期間施加在支撐上的特別會(huì)造成幅板斷裂的力的方法，并且可以對(duì)機(jī)器速度的提高具有不可忽略的影響并且因此可以降低生產(chǎn)成本。
幕涂的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)涂覆兩個(gè)或更多個(gè)涂層。
盡管對(duì)采用幕涂方法用一個(gè)或多個(gè)涂層涂覆基材幅板有許多嘗試，但幕涂的主要限制因素仍然是幕簾穩(wěn)定性和空氣夾帶一這使得空氣包含在涂料組合物與幅板之間，導(dǎo)致涂層中大量的氣泡和不規(guī)則性。幕簾的攪煉(puddling)也可能是一個(gè)問(wèn)題并且導(dǎo)致在幕簾碰接區(qū)形成踵狀物(heel)，這通常是由于涂覆流體的粘度太低。該現(xiàn)象可能導(dǎo)致涂層不均勻，并且還可能誘使在相對(duì)低的幅板速度下的空氣夾帶。高粘性和彈性的幕簾往往會(huì)沿著幅板‘拉伸’，這也可能由于幕簾碰接區(qū)的波動(dòng)而導(dǎo)致不均勻的涂層。在幕涂中，只有當(dāng)操作變量保持在相當(dāng)準(zhǔn)確的范圍內(nèi)，才能獲得均勻的層(一個(gè)或多個(gè))。這些限制了確定涂覆‘窗’。一個(gè)例子是描述于美國(guó)專利No.5,391,401(Blake等)中的空氣夾帶。該專利描述了一種減輕空氣夾帶問(wèn)題的方法。其中描述了在用于幕涂的粘度與剪切速率之間的最佳關(guān)系。所希望的流變性分布促進(jìn)了在其中涂層將基材潤(rùn)濕的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕線附近預(yù)期的剪切速率下的低粘度，和在其它流動(dòng)區(qū)域中預(yù)期的更低剪切速率下的高粘度?？梢酝ㄟ^(guò)加入與粘合劑相互作用的增稠劑來(lái)提高涂料組合物的粘度，這對(duì)在低剪切速率下提高混合物粘度具有作用而不會(huì)顯著提高其在高剪切速率下的粘度，這意味著高剪切速率下的高粘度是一個(gè)缺陷。該工作的許多已經(jīng)被記載用于攝影應(yīng)用的含有粘合劑(尤其是明膠)以及鹵化銀顆粒的制劑。美國(guó)專利5,393,571(Suga等)描述了通過(guò)將在低剪切速率(10s-1)下粘度高于90mPa.s的混合物用于粗糙表面(0.3μm)上而減輕空氣夾帶和幕涂的攪煉。美國(guó)專利6,099,913(Clarke等)描述了在基材表面附近形成在10000s-1的剪切速率下粘度為90mPa.s-220mPa.s的涂層，這可以形成自由下落的幕簾并且保持了更高的涂覆速度而沒(méi)有空氣夾帶。這些應(yīng)用顯然適用于通常包含明膠和鹵化銀顆粒、通常具有低固體含量的攝影用制劑。
限制因素的第二個(gè)例子是與慣性力和表面張力之比(Weber數(shù))相關(guān)的幕簾穩(wěn)定性。這意味著較高的流動(dòng)速率和較低的表面張力對(duì)幕簾穩(wěn)定性有利。然而，在某些情況下高的流動(dòng)速率是不希望的，尤其是當(dāng)使用高固體含量混合物和需要較低涂層重量時(shí)。
許多典型的紙用涂料組合物高度著色、具有高的固體含量并且在本質(zhì)上固有地是剪切稀化(假塑性)的。這類流變性可用于采用刮涂、繞線棒刮涂、逆向輥型涂覆、槽涂(slot coating)或滑涂(slidecoating)技術(shù)的應(yīng)用。然而觀察到許多著色的紙用涂料制劑在低的流動(dòng)速率下不能形成穩(wěn)定的幕簾(對(duì)于含水體系而言，尤其是當(dāng)Q-每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率等于或低于10-4m3/(s.m)時(shí))。
如果幕涂方法將用于在低的涂層重量下涂覆高固體含量的紙用制劑，則目前僅僅可以通過(guò)采用較快的幅板速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，在較快的幅板速度下空氣夾帶變成實(shí)際問(wèn)題，尤其是當(dāng)涂覆在光滑、較少孔的基材上時(shí)。
將混合物稀釋以在較慢的幅板速度下運(yùn)行并不是一個(gè)選擇方案。高固體含量混合物在該涂覆方法中是優(yōu)選的，因?yàn)槠鋵?duì)干燥能力有較低的要求并且其使用較低克重的原始基料(＜80g/m2)，該基料在工藝期間在高的濕涂層重量下可能容易斷裂。較高固體含量的混合物賦予涂覆介質(zhì)以改進(jìn)的性能例如更高的光澤度。將混合物稀釋還降低了混合物粘度，如果其變得太低，則可能導(dǎo)致在幕簾碰接區(qū)形成踵狀物。
本發(fā)明因此，需要發(fā)現(xiàn)在低的流動(dòng)速率下能夠生成穩(wěn)定幕簾的涂覆制劑。
本文中描述了一種使得涂覆‘窗’(包括幕簾穩(wěn)定性和涂層均勻性)被擴(kuò)展的用于著色涂料的改進(jìn)的涂覆方法。這意味著該涂覆方法可以在較寬范圍的幅板速度、降低的流動(dòng)速率、和因此較低的相應(yīng)濕鋪設(shè)量以及干涂層重量下進(jìn)行，而不會(huì)使幕簾不穩(wěn)定。所允許的另一個(gè)選擇是涂覆在較光滑的涂覆基材上的能力，當(dāng)幅板速度增大時(shí)較光滑的涂覆基材與較粗糙基材相比往往更容易開始出現(xiàn)空氣夾帶。這提供了伴隨著整個(gè)涂覆過(guò)程的更大靈活性，并且使得制造高質(zhì)量的涂覆基材例如紙、木板(board)和塑料幅板更成功。
這通過(guò)將少量聚合物添加劑(流變改性劑)和非離子表面活性劑組合加入含水的涂料組合物中而實(shí)現(xiàn)。前者(即，流變改性劑)提高了涂料組合物在中至高的剪切速率下的粘度，并且后者(即，非離子表面活性劑)降低了涂料組合物的表面張力。拉伸粘度受到流變改性劑的選擇和其含量的影響。
流變改性劑添加劑包括陰離子聚丙烯酰胺/丙烯酸酯聚合物和離子憎水性聚醚類。這些聚合物添加劑的優(yōu)點(diǎn)是可以少量(＜2％干重)將它們加入制劑，而對(duì)產(chǎn)品性能(光澤度、不透明性、比色坐標(biāo)L*a*b*、剛度、光滑度)或者印刷性能(圖像質(zhì)量、光密度、干燥時(shí)間)沒(méi)有不利影響。表面活性劑優(yōu)選選自非離子表面活性劑。
表面活性劑和流變改性劑的組合表現(xiàn)出對(duì)于擴(kuò)展操作的幕涂‘窗’具有顯著的影響。沒(méi)有這樣的跡象由于流變改性劑的存在而因此中至高剪切速率下的粘度的提高對(duì)于空氣夾帶或在涂料碰接區(qū)的攪煉的發(fā)生有任何影響。
本發(fā)明提供了一種生成用于涂覆在移動(dòng)幅板上的、在等于或低于1×10-4m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率值(Q)下具有高固體含量的含水著色組合物的自由下落幕簾的方法。
所述組合物包含表面活性劑(其降低組合物的表面張力)和聚合物流變改性劑。
更特別地，本發(fā)明提供了一種在低流動(dòng)速率下具有穩(wěn)定的幕簾和均勻的涂層的涂覆基材的幕涂方法，其中在等于或低于1×10-4m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率值(Q)下將包含高固體含量的含水組合物的自由下落幕簾涂覆在移動(dòng)的基材上，所述高固體含量的組合物包含聚合物流變改性劑和非離子表面活性劑。
所述流變改性劑選自水相增稠劑和締合增稠劑、或兩者的組合。
所述表面活性劑選自烷基芳基乙氧基化物、烷氧基化的炔屬物質(zhì)、烷基炔屬二醇、非烷氧基化的炔屬物質(zhì)、仲醇烷氧基化物、和其混合物。
所述組合物包含粘合劑和涂覆顏料。特別地，粘合劑選自苯乙烯的共聚物特別是苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-丙烯酸酯、苯乙烯-馬來(lái)酸酐，聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮，羧甲基纖維素，淀粉，蛋白質(zhì)，聚乙酸乙烯酯，聚氨酯，聚酯，和其混合物。
優(yōu)選地，顏料選自碳酸鈣、高嶺土、滑石、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁、勃姆石氧化鋁、硫酸鋇、氧化鋅、導(dǎo)電顏料、硅酸鋁、和其混合物。
所述含水組合物具有以干重計(jì)大于或等于50％，優(yōu)選大于60％的高固體含量。
組合物中所述流變改性劑的濃度小于全部組合物干重的5％干重，優(yōu)選小于1％干重，更優(yōu)選小于0.5％干重。
組合物中所述表面活性劑的濃度小于全部組合物干重的1％干重，優(yōu)選小于0.5％干重，更優(yōu)選小于0.3％干重。
優(yōu)選地，所述含水組合物的粘度在1000s-1的剪切速率下為50-200mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為25-90mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為20-75mPa.s，所有數(shù)據(jù)組在25℃下記錄。
優(yōu)選地，該含水組合物的靜態(tài)表面張力小于45mN/m。
優(yōu)選地，涂覆在基材上的干涂層重量小于或等于12g/m2，優(yōu)選小于或等于10g/m2。
根據(jù)本發(fā)明，基材是纖維質(zhì)基材，例如紙或木板、或者塑料幅板。
優(yōu)選地，將幕簾涂覆在a)未涂覆或未底涂的、b)預(yù)先涂覆或預(yù)先底涂的、c)預(yù)先涂覆并且隨后壓延的連續(xù)紙幅基材上。
特別地，當(dāng)基材是紙基材時(shí)，在涂覆之前所述紙基材的克重小于或等于150g/m2，更特別地小于或等于80g/m2。
該自由下落的幕簾由一個(gè)或多個(gè)層組成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施方案，自由下落的幕簾由兩層如上所述具有高固體含量的含水組合物組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括基材和基材上基本均勻的涂層的涂覆制品，該涂層包含包括聚合物流變改性劑和非離子表面活性劑的高固體含量組合物。
本發(fā)明提供一種由該方法獲得的紙或塑料支撐(幅板或片材)，特別是高光澤的紙。
實(shí)施例使用的流變改性劑的例子在表1中概述，并且使用的表面活性劑的例子在表2中概述。
表1.
表2.
基材采用2-區(qū)(nip)的鋼輥壓延機(jī)組在600m/分鐘下在105N/m下將由130g/m2原始紙基料與20g/m2粘土涂料組成的150g/m2粘土涂覆的基材壓延。涂覆的紙基材的物理性能在表3中示出。
表3.
實(shí)施例實(shí)施例1(比較)將碳酸鈣顏料(85份)分散在水中。將膠乳粘合劑(15份)加入該制劑，并且將混合物攪拌0.5小時(shí)。該制劑的固體含量被記錄為64.7％。
實(shí)施例2(比較)將碳酸鈣顏料(84.8份)分散在水中。將膠乳粘合劑(14.97份)加入該制劑，并且將混合物攪拌0.5小時(shí)。將Surfynol CT211(0.23份)加入混合物，并且再攪拌0.5小時(shí)。該制劑的固體含量被記錄為65.5％。
實(shí)施例3(本發(fā)明)將碳酸鈣顏料(84.62份)分散在水中。將膠乳粘合劑(14.94份)加入該制劑，并且將混合物攪拌0.5小時(shí)。將Surfynol CT211(AirProducts)(0.23份)加入混合物，并且再攪拌0.5小時(shí)。在配制結(jié)束時(shí)加入0.21份Sterocoll BL(BASF)。將混合物再攪拌0.5小時(shí)。該制劑的固體含量被記錄為65.08％。
實(shí)施例4(本發(fā)明)將碳酸鈣顏料(84.44份)分散在水中。將膠乳粘合劑(14.90份)加入該制劑，并且將混合物攪拌0.5小時(shí)。將Surfynol CT211(0.23份)加入混合物，并且再攪拌0.5小時(shí)。在配制結(jié)束時(shí)加入0.42份Rheovis 802(CIBA)。將混合物再攪拌0.5小時(shí)。該制劑的固體含量被記錄為65.0％。
實(shí)施例5(本發(fā)明)將碳酸鈣顏料(84.44份)分散在水中。將膠乳粘合劑(14.9份)加入該制劑，并且將混合物攪拌0.5小時(shí)。將Surfynol CT211(0.23份)加入混合物，并且再攪拌0.5小時(shí)。在配制結(jié)束時(shí)加入0.42份Mowiol40-88(Kuraray)。將混合物再攪拌0.5小時(shí)。該制劑的固體含量被記錄為63.5％。
實(shí)施例6(本發(fā)明)將碳酸鈣顏料(90.52份)分散在水中。將膠乳粘合劑(8.42份)加入該制劑，并且將混合物攪拌。將Surfynol CT211(0.27份)加入混合物。將0.03份消泡劑加入混合物，隨后加入0.41份Mowiol 4-98(作為流變改性劑)(Kuraray)和0.05份Sterocoll BL(BASF)，在每一組分加入之間進(jìn)行攪拌。用氫氧化鈉將混合物pH調(diào)節(jié)至10.3。
該制劑的固體含量被記錄為65.5％。
結(jié)果和討論實(shí)施例1不包含表面活性劑和流變改性劑，并且僅僅在1.8×10-4m3/(s.m)的Q(每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率)值下可以形成幕簾。靜態(tài)表面張力測(cè)量為45mN/m。在400m/分鐘的幅板速度下，這對(duì)應(yīng)于26.6g/m2的干涂層重量，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)于用于膠版印刷的具有優(yōu)良質(zhì)量(圖像質(zhì)量和干燥時(shí)間)的涂覆紙而言＜10g/m2的涂層重量要求。然而涂層在碰接區(qū)不穩(wěn)定，這可能是因?yàn)榭諝鈯A帶，并且獲得差的涂層均勻性?；旌衔锏恼扯仍?00s-1的剪切速率下為125mPa.s，在1000s-1的剪切速率下為37mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為14mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為13mPa.s。
實(shí)施例2涉及到將非離子表面活性劑加入實(shí)施例1，這使得幕簾在與實(shí)施例1相比降低很多的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率(Q＝9.26×10-5m3/(s.m))下形成。這歸因于將混合物的表面張力降低至35mN/m。這使得獲得14.0g/m2的干涂層重量，這比在沒(méi)有表面活性劑存在下的干涂層重量低得多，但高于目標(biāo)值10g/m2?；旌衔锏恼扯仍?00s-1的剪切速率下為142mPa.s，在1000s-1的剪切速率下為43mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為18mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為18mPa.s。
實(shí)施例3涉及到將表面活性劑和流變改性劑(Sterocoll BL)加入實(shí)施例1，這在6.73×10-5m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率Q值下得到穩(wěn)定的幕簾。這得到了9.4g/m2的干涂層重量，這處于所需的目標(biāo)之內(nèi)。靜態(tài)表面張力增大超過(guò)實(shí)施例1(流變改性劑往往會(huì)提高表面張力)，達(dá)到40mN/m。然而，幕簾穩(wěn)定性所需的流動(dòng)速率比實(shí)施例1更低。直到達(dá)到其中開始出現(xiàn)空氣夾帶的600m/分鐘的速度，都獲得均勻的涂層分布?；旌衔锏恼扯仍?00s-1的剪切速率下為438mPa.s，在1000s-1的剪切速率下為107mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為50mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為48mPa.s。
實(shí)施例4涉及到將表面活性劑和流變改性劑(Rheovis 802)加入實(shí)施例1，這在6.17×10-5m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率Q值下得到穩(wěn)定的幕簾。這得到了8.5g/m2的干涂層重量，這處于所需的目標(biāo)之內(nèi)。靜態(tài)表面張力增大超過(guò)實(shí)施例1(流變改性劑往往會(huì)提高表面張力)，達(dá)到37mN/m。然而，幕簾穩(wěn)定性所需的流動(dòng)速率再次比實(shí)施例1更低。直到達(dá)到其中開始出現(xiàn)空氣夾帶的600m/分鐘的速度，都獲得均勻的涂層分布?；旌衔锏恼扯仍?00s-1的剪切速率下為355mPa.s，在1000s-1的剪切速率下為80mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為28mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為24mPa.s。
實(shí)施例5涉及到將表面活性劑和Mowiol 40-88聚乙烯醇加入實(shí)施例1，這在7.86×10-5m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率Q值下得到穩(wěn)定的幕簾。這得到了10.0g/m2的干涂層重量，這處于所需的目標(biāo)之內(nèi)。靜態(tài)表面張力增大超過(guò)實(shí)施例1，達(dá)到42mN/m。然而，幕簾穩(wěn)定性所需的流動(dòng)速率比實(shí)施例1更低。直到達(dá)到其中開始出現(xiàn)空氣夾帶的600m/分鐘的速度，都獲得均勻的涂層分布?；旌衔锏恼扯仍?00s-1的剪切速率下為161mPa.s，在1000s-1的剪切速率下為124mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為77mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為34mPa.s。
實(shí)施例6涉及到將表面活性劑和雙重流變改性劑體系(SterocollBL+Mowiol 4-98)加入膠乳粘合劑和碳酸鈣的涂料混合物中。在9.45×10-5m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率Q值下形成穩(wěn)定的幕簾，并且靜態(tài)表面張力值為35.5mN/m。在600m/分鐘的線速度下獲得均勻的涂層分布而沒(méi)有空氣夾帶。獲得的涂覆紙呈現(xiàn)出優(yōu)良的印刷性能。干涂層重量為10.0g/m2?；旌衔锏恼扯仍?00s-1的剪切速率下為255mPa.s，在1000s-1的剪切速率下為78mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為37mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為29mPa.s。
每一混合物在各種剪切速率下的粘度結(jié)果概述于表4中。
表4
有效的拉伸粘度沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)幕簾穩(wěn)定性有影響(參見(jiàn)表5中的結(jié)果)。實(shí)施例3在100000s-1下表現(xiàn)出174mPa.s的高拉伸粘度，實(shí)施例4在相同剪切速率下表現(xiàn)出4mPa.s的低拉伸粘度，然而獲得的用于幕簾穩(wěn)定性的最小流動(dòng)速率對(duì)于后者而言略低。
表5
表6
測(cè)試方法粘度-采用Brookfield RVT粘度計(jì)測(cè)量。錠子速度選擇為100rpm。錠子尺寸為sp2或sp3。在粘度測(cè)量期間記錄混合物的溫度。
密度-采用100mL比重計(jì)測(cè)量。在密度測(cè)量期間記錄溫度。
pH-采用HI 9024微型計(jì)算機(jī)pH計(jì)(Hanna Instruments)測(cè)量。在pH測(cè)量期間記錄溫度。
固體含量(％)-采用CEM Labwave 9000微波濕度/固體分析儀測(cè)量。
接觸角-采用FibroDAT 1100測(cè)量。
表面張力-采用帶有鉑板的DCA 132裝置測(cè)量。
紙光澤度-采用定角為75°的光澤儀(BYK Gardner GmbH)測(cè)量。
紙光滑度-采用Bekk光滑度測(cè)試儀(Messmer Instruments Ltd)測(cè)量。
透氣率-采用Bendtsen測(cè)試儀(Lorentzen & Wettre)測(cè)量。
流變性-在25+/-0.1℃下在40μm的間隙下采用平行板借助于CV0120高分辨率流變儀(Bohlin Instruments)測(cè)量流動(dòng)數(shù)據(jù)。剪切速率范圍為10-100000s-1。
有效拉伸粘度-在毛細(xì)管長(zhǎng)度為10mm和5mm以及毛細(xì)管直徑為0.6mm的Paar自動(dòng)高剪切粘度計(jì)HVA6上測(cè)量。
混合物制備和涂覆方法所有的份數(shù)基于100份全部組合物的干重以干重表示。
因此，實(shí)施例1-6的涂料配方以全部組合物的％干重(份)表示。
所有制劑都采用Greaves GM分散裝置混合。將攪拌最優(yōu)化以確保良好混合但避免過(guò)多的空氣夾帶。采用的幕簾頭是寬度為0.49m和?？陂g隙為300μm的滑動(dòng)類型。該幕簾涂布頭裝有導(dǎo)邊器—流動(dòng)水在每一側(cè)上向下流，存在有真空吸力以在導(dǎo)邊器的底部將該水除去。集料器還起到擋板的作用-在碰接區(qū)限制空氣夾帶的機(jī)械阻隔。可以任選地施加抽吸真空(0.3巴)，以減少在沖擊區(qū)橫穿幕簾的幅的移動(dòng)并且進(jìn)一步限制空氣夾帶的開始。幕簾高度為100mm。
每一涂覆樣品的涂層重量由已知的用于將混合物輸送到幕簾頭的泵的體積流動(dòng)速率、幅板速度、混合物的密度和％固體、以及幕簾寬度確定。通過(guò)將100cm2的涂覆和未涂覆的基材樣品置于150℃的烘箱中10分鐘并且測(cè)量?jī)煞N樣品之間的重量差值來(lái)核實(shí)涂層重量。
制劑中使用的材料碳酸鈣顏料95％(重量)具有小于2.5μm平均粒度的磨碎的碳酸鈣。固體含量為7 8％。
膠乳粘合劑苯乙烯-丁二烯共聚物的含水分散液。固體含量為50％。
Mowiol 40-88(Kuraray)聚乙烯醇為88％水解的。在BrookfieldRVT粘度計(jì)上測(cè)量的4％溶液在25℃下的粘度為40cps(制造者的數(shù)據(jù))。作為流變改性劑(水相增稠劑)或作為粘合劑使用。將聚乙烯醇作為通過(guò)在95℃下將聚乙烯醇顆粒和水加熱0.5小時(shí)獲得的10％溶液使用。
Rheovis 802聚丙烯酰胺/丙烯酸酯的陰離子油包水乳液。作為流變改性劑(水相增稠劑)使用。
Mowiol 4-98(Kuraray)聚乙烯醇為98％水解的。在BrookfieldRVT粘度計(jì)上測(cè)量的4％溶液在25℃下的粘度為4.5cps(制造者的數(shù)據(jù))。作為流變改性劑(增稠劑)或作為粘合劑使用。將Mowiol 4-98作為通過(guò)在95℃下將聚乙烯醇顆粒和水加熱0.5小時(shí)獲得的25％溶液使用。
權(quán)利要求
1.在低流動(dòng)速率下具有穩(wěn)定的幕簾和均勻的涂層的涂覆基材的幕涂方法，其中在等于或低于10-4m3/(s.m)的每單位模長(zhǎng)的流動(dòng)速率值(Q)下將包含高固體含量的含水組合物的自由下落幕簾涂覆在移動(dòng)的基材上，所述高固體含量的組合物包含聚合物流變改性劑和非離子表面活性劑。
2.如權(quán)利要求1所述的幕涂方法，其中所述流變改性劑選自水相增稠劑和締合增稠劑及其混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的幕涂方法，其中所述水相增稠劑選自陰離子聚丙烯酰胺/丙烯酸酯聚合物、離子憎水性聚醚類和聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)衍生物和堿性可溶脹聚丙烯酸酯。
4.如權(quán)利要求2所述的幕涂方法，其中所述締合增稠劑選自憎水性乙氧基化的聚氨酯和聚醚多元醇。
5.如權(quán)利要求1-4所述的幕涂方法，其中所述表面活性劑選自烷基芳基乙氧基化物、烷氧基化的炔屬物質(zhì)、烷基炔屬二醇、非烷氧基化的炔屬物質(zhì)、仲醇烷氧基化物、和其混合物。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該含水組合物具有大于或等于50％干重，優(yōu)選大于或等于60％的高固體含量。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該含水組合物的粘度在1000s-1的剪切速率下為50-200mPa.s，在10000s-1的剪切速率下為25-90mPa.s，并且在100000s-1的剪切速率下為20-75mPa.s，所有數(shù)據(jù)組在25℃下記錄。
8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該含水組合物的靜態(tài)表面張力小于45mN/m。
9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該含水組合物包含粘合劑和顏料。
10.如權(quán)利要求9所述的幕涂方法，其中該粘合劑選自苯乙烯的共聚物特別是苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-丙烯酸酯、苯乙烯-馬來(lái)酸酐，聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮，羧甲基纖維素，淀粉，蛋白質(zhì)，聚乙酸乙烯酯，聚氨酯，聚酯，丙烯酸，和其混合物。
11.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的幕涂方法，其中該顏料選自碳酸鈣、硅酸鋁、高嶺土、滑石、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁、勃姆石氧化鋁、硫酸鋇、氧化鋅、塑性顏料、導(dǎo)電顏料、和其混合物。
12.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該含水組合物中流變改性劑的濃度小于全部組合物干重的5％干重，優(yōu)選小于1％干重。
13.如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該組合物中表面活性劑的濃度小于全部組合物干重的1％干重，優(yōu)選小于0.5％干重。
14.如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中涂覆在基材上的干涂層重量小于或等于12g/m2，優(yōu)選小于或等于10g/m2。
15.如權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該移動(dòng)的基材是纖維質(zhì)基材或塑料基材。
16.如權(quán)利要求15所述的幕涂方法，其中該纖維質(zhì)基材是紙或木板。
17.如權(quán)利要求16所述的幕涂方法，其中在涂覆之前紙基材的克重小于或等于150g/m2，更特別地小于或等于80g/m2。
18.如權(quán)利要求16-17所述的幕涂方法，其中將該幕簾涂覆在a)未涂覆或未底涂的、b)預(yù)先涂覆或預(yù)先底涂的、c)預(yù)先涂覆并且隨后壓延的連續(xù)紙幅上。
19.如權(quán)利要求15所述的幕涂方法，其中該移動(dòng)的基材是塑料幅板或膜。
20.如權(quán)利要求1-19任一項(xiàng)所述的幕涂方法，其中該自由下落的幕簾由一個(gè)或多個(gè)層組成。
21.如權(quán)利要求20所述的幕涂方法，其中所述自由下落的幕簾包含兩層具有高固體含量的含水組合物。
22.一種包括基材和基材上基本均勻的涂層的涂覆制品，該涂層包含包括聚合物流變改性劑和非離子表面活性劑的高固體含量組合物。
23.如權(quán)利要求22所述的涂覆制品，其中所述流變改性劑選自水相增稠劑和締合增稠劑及其混合物。
24.如權(quán)利要求22或權(quán)利要求23所述的涂覆制品，其中所述表面活性劑選自烷基芳基乙氧基化物、烷氧基化的炔屬物質(zhì)、烷基炔屬二醇、非烷氧基化的炔屬物質(zhì)、仲醇烷氧基化物、和其混合物。
25.如權(quán)利要求22-24任一項(xiàng)所述的涂覆制品，其中該涂料組合物包括粘合劑和顏料。
26.如權(quán)利要求22-25任一項(xiàng)所述的涂覆制品，其中該涂料組合物中流變改性劑的濃度小于全部組合物干重的5％干重，優(yōu)選小于1％干重。
27.如權(quán)利要求22-26任一項(xiàng)所述的涂覆制品，其中涂覆在基材上的干涂層重量小于或等于12g/m2，優(yōu)選小于或等于10g/m2。
28.如權(quán)利要求22-27任一項(xiàng)所述的涂覆制品，其中該基材是纖維質(zhì)基材或塑料基材。
29.如權(quán)利要求28所述的涂覆制品，其中該基材是不包括涂層的克重小于或等于150g/m2，更特別地小于或等于80g/m2的紙基材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在低流動(dòng)速率下具有穩(wěn)定的幕簾和均勻的涂層的涂覆基材的幕涂方法，其中在等于或低于10
文檔編號(hào)B05D1/30GK1989298SQ200580025426
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者R·A·巴考克, A·沃德-埃斯基 申請(qǐng)人:阿約威津斯優(yōu)質(zhì)紙有限公司