RU2436882C2 - Method of substrate processing - Google Patents
Method of substrate processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436882C2 RU2436882C2 RU2009104458/05A RU2009104458A RU2436882C2 RU 2436882 C2 RU2436882 C2 RU 2436882C2 RU 2009104458/05 A RU2009104458/05 A RU 2009104458/05A RU 2009104458 A RU2009104458 A RU 2009104458A RU 2436882 C2 RU2436882 C2 RU 2436882C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- substrate
- film
- voids
- less
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 227
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 209
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 148
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims abstract description 99
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 108010076119 Caseins Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 108010073771 Soybean Proteins Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000005018 casein Substances 0.000 claims abstract description 11
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 11
- 235000019710 soybean protein Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 claims abstract 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 33
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 23
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims description 19
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims description 19
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 14
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 14
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 14
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 10
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 5
- -1 stearates metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 235000019759 Maize starch Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims description 3
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001558 organosilicon polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims description 3
- JPNZKPRONVOMLL-UHFFFAOYSA-N azane;octadecanoic acid Chemical class [NH4+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O JPNZKPRONVOMLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 3
- 239000012164 animal wax Substances 0.000 claims 2
- 239000012169 petroleum derived wax Substances 0.000 claims 2
- 235000019381 petroleum wax Nutrition 0.000 claims 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims 2
- 239000012178 vegetable wax Substances 0.000 claims 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 50
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 34
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 22
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 19
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 19
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 13
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 12
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 11
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 11
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 11
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 6
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 4
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 3
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 3
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 3
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- HXITXNWTGFUOAU-UHFFFAOYSA-N phenylboronic acid Chemical compound OB(O)C1=CC=CC=C1 HXITXNWTGFUOAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- QPKFVRWIISEVCW-UHFFFAOYSA-N 1-butane boronic acid Chemical compound CCCCB(O)O QPKFVRWIISEVCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- D21H19/12—Coatings without pigments applied as a solution using water as the only solvent, e.g. in the presence of acid or alkaline compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J103/00—Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D101/00—Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
-
- 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
- D21H19/66—Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured
- D21H19/70—Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured with internal voids, e.g. bubble coatings
-
- 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
- D21H25/14—Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material with an essentially cylindrical body, e.g. roll or rod the body being a casting drum, a heated roll or a calender
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретатели: Gary P. Fugitt, Scott E.Ginther, John W. Stolarz, Robert W. Carlson, Stanley H. ScGrew, Steven P. Metzler, Terrell J. GreenInventors: Gary P. Fugitt, Scott E. Ginther, John W. Stolarz, Robert W. Carlson, Stanley H. ScGrew, Steven P. Metzler, Terrell J. Green
ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИLINKS TO RELATED APPLICATIONS
Указанная заявка претендует на преимущественный приоритет по отношению к 35 U.S.C. §119(е) предварительной заявке, №60/776114, зарегистрированной 23 февраля 2006, которая приведена здесь в качестве ссылки в полном объеме.This application claims priority over 35 U.S.C. §119 (e) of the provisional application No. 60/776114, registered on February 23, 2006, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Данное изобретение относится к способу обработки субстрата композицией, образующей полимерную пленку. Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления бумаги или картона, предусматривающему стадию нанесения на субстрат покрытия, образующего полимерную пленку, и контактирование полимерного покрытия с нагретой поверхностью, когда полимерное покрытие еще находится во влажном состоянии. Получаемый полимерный слой имеет гладкую поверхность с пустотами (например, пузырьками) непосредственно под поверхностью. В некоторых вариантах осуществления полимерное покрытие может состоять из сшиваемого гидрогеля, и на полимерное покрытие на поверхности субстрата может быть нанесен сшивающий раствор для образования по меньшей мере частично сшитого полимерного покрытия, которое затем контактируют с нагретой поверхностью. Данное изобретение относится также к продукту, который представляет собой обработанный субстрат.This invention relates to a method for treating a substrate with a composition forming a polymer film. More specifically, the invention relates to a method of manufacturing paper or paperboard, comprising the step of applying a coating to form a polymer film on a substrate and contacting the polymer coating with a heated surface while the polymer coating is still wet. The resulting polymer layer has a smooth surface with voids (for example, bubbles) directly below the surface. In some embodiments, the polymer coating may consist of a crosslinkable hydrogel, and a crosslinking solution may be applied to the polymer coating on the surface of the substrate to form at least partially crosslinked polymer coating, which is then contacted with the heated surface. The present invention also relates to a product which is a treated substrate.
Бумагу получают главным образом непрерывным способом производства, при котором разбавленная водная суспензия целлюлозного волокна втекает во влажную часть бумагоделательной машины, а затвердевшее высушенное полотно неопределенной длины непрерывно выходит из сухой части бумагоделательной машины. Влажная часть бумагоделательной машины имеет один или более напорных ящиков, дренажную секцию и зону давления. Сухая часть современной бумагоделательной машины состоит из множества нагретых водяным паром вращающихся валков с оболочкой, распределенных в направлении движения змеевидного полотна под кожухом, удерживающим тепло. Хотя существует множество вариантов конфигурации для каждой из секций указанной бумагоделательной машины, коммерчески наиболее важный вариант представляет собой длинно-сеточную бумагоделательную машину, в которой напорный ящик подает широкую струю суспензии на движущееся сито с экстремально тонкими отверствиями.The paper is obtained mainly by a continuous production method in which a dilute aqueous suspension of cellulose fiber flows into the wet part of the paper machine, and the hardened dried paper of an indefinite length continuously leaves the dry part of the paper machine. The wet part of the paper machine has one or more pressure boxes, a drainage section and a pressure zone. The dry part of a modern paper machine consists of a plurality of sheathed rotating rolls with a casing, distributed in the direction of movement of the serpentine web under a casing that holds heat. Although there are many configuration options for each section of this paper machine, the most commercially important option is a long mesh paper machine in which the headbox feeds a wide stream of slurry onto a moving sieve with extremely thin openings.
Сито сконструировано и движется, как бесконечный ремень, перемещаемый над множеством несущих роликов или монтажных пленок. Перепад давления поперек экрана от стороны, контактирующей с суспензией к противоположной стороне, вытягивает воду из суспензии через сито, в то время как секция сита движется вдоль части концентрационного стола пути сита. Когда вода, разбавляющая суспензию, извлечена, волокнистые составляющие суспензии накапливаются на поверхности сита в виде сырой, но уплотненной подушки. После достижения у конца отрезка концентрационного стола подушка накапливает достаточную массу и прочность при растяжении, чтобы выдержать короткий зазор между ситом и первым прижимным роликом. Первый прижимный ролик переносит подушку в первый зажим, в котором основной объем воды, остающийся в подушке, удаляют обжимными вальцами. (Далее) может следовать один или более дополнительных давящих зажимов.The sieve is designed and moves like an endless belt moving over a plurality of load-bearing rollers or mounting films. The pressure drop across the screen from the side in contact with the suspension to the opposite side draws water from the suspension through the sieve, while the sieve section moves along part of the concentration table of the sieve path. When the water diluting the slurry is recovered, the fibrous constituents of the slurry accumulate on the surface of the sieve in the form of a moist but compacted pad. After reaching the end of the section of the concentration table, the pillow accumulates sufficient mass and tensile strength to withstand a short gap between the sieve and the first pressure roller. The first pinch roller transfers the pad to the first clamp, in which the main volume of water remaining in the pad is removed by crimping rollers. (Further) one or more additional pressure clips may follow.
Из первой секции давления подушка непрерывно, теперь обычно характеризующуюся как влажная, поступает в сушильную секцию бумагоделательной машины, чтобы термодинамически удалить остающуюся воду.From the first pressure section, the pad continuously, now typically characterized as wet, enters the dryer section of the paper machine to thermodynamically remove the remaining water.
Вообще говоря, наиболее важные волокна для изготовления бумаги получают из хвойной древесины и твердой древесины трех сортов. Однако в некоторых случаях могут быть использованы волокна из соломы или выжатого сахарного тростника. Для отделения волокон для бумажного производства от композиции природной растительности используют как химические, так и механические способы разделения на волокна, хорошо известные на современном уровне техники. Волокна для бумажного производства, полученные химическими способами и методами разделения на волокна, обычно называют целлюлозой, тогда как волокна для бумажного производства, полученные механическими способами разделения на волокна, могут быть названы древесной массой. Существуют также комбинированные процессы, такие как полухимические, термохимические или термомеханические. Любой из трех сортов может быть разделен на волокна любым из химических или механических способов. Однако некоторые виды и способы разделения на волокна более экономичны или функциональны, чем другие.Generally speaking, the most important fibers for making paper are obtained from softwood and three kinds of hardwood. However, in some cases, straw or squeezed sugarcane fibers may be used. To separate the fibers for papermaking from the composition of natural vegetation, both chemical and mechanical methods of separation into fibers are used, which are well known in the art. Fibers for paper production obtained by chemical methods and methods of separation into fibers are usually called cellulose, while fibers for paper production obtained by mechanical methods of separation into fibers can be called wood pulp. There are also combined processes, such as semi-chemical, thermochemical or thermomechanical. Any of the three varieties can be fiberized by any of the chemical or mechanical methods. However, some types and methods of separation into fibers are more economical or functional than others.
Важным различием между целлюлозой и древесной массой является то, что древесная масса может быть подана на бумагоделательную машину непосредственно со стадии расщепления на волокна. С другой стороны, целлюлоза после химической варки должна быть, как минимум, механически расщеплена на волокна, промыта и просеяна. Обычно целлюлозу также механически очищают после просеивания и до (подачи) на бумагоделательную машину. Далее, средняя длина волокна древесной массы, как правило, короче, чем у (волокон) целлюлозы. Однако длина волокна также сильно зависит от сорта древесины, из которого получают волокно. Волокна хвойной древесины обычно в три раза длиннее, чем волокна твердой древесины.An important difference between cellulose and wood pulp is that the wood pulp can be fed to the paper machine directly from the fiberizing step. On the other hand, the pulp after chemical cooking should be at least mechanically split into fibers, washed and sieved. Typically, cellulose is also mechanically cleaned after sieving and before (feeding) to a paper machine. Further, the average fiber length of the wood pulp is generally shorter than that of (cellulose) fibers. However, the length of the fiber also greatly depends on the type of wood from which the fiber is obtained. Softwood fibers are usually three times longer than hardwood fibers.
Критические свойства конкретной бумаги определяются большей частью видом сырья и способом, которым обрабатывается указанное сырье бумагоделательной машиной и формуется бумажное полотно. Важными действующими факторами при формировании бумажного полотна являются напорный ящик и сито.The critical properties of a particular paper are determined for the most part by the type of raw material and the way in which the specified raw material is processed by a paper machine and a paper web is formed. Important operating factors in the formation of the paper web are headbox and sieve.
Бумага и картон с покрытием, используемые для печати и упаковки, обычно требуют наличия высокого уровня глянца, отличной гладкости и отличной пригодности для печатания, также как и определенной прочности и характеристик жесткости.Coated paper and cardboard used for printing and packaging typically require a high level of gloss, excellent smoothness and excellent printability, as well as a certain strength and stiffness characteristics.
Если бумага или картон с покрытием имеет высокую жесткость, они могут спокойно проходить через высокоскоростную печатающую или упаковочную машину с меньшим заклиниванием подачи. Бумага более высокой жесткости может быть выгодно использована в книгах, журналах и каталогах, поскольку она обеспечивает на ощупь твердость или тяжесть, подобно книге в твердой обложке. Для упаковки высокая жесткость необходима для поддерживания структурной целостности картонного изделия во время наполнения и последующего использования.If coated paper or paperboard has high rigidity, they can safely pass through a high-speed printing or packaging machine with less jamming of the feed. Higher stiffness paper can be used advantageously in books, magazines, and catalogs because it provides hardness or heaviness to the touch, similar to a hardcover book. For packaging, high rigidity is necessary to maintain the structural integrity of the cardboard product during filling and subsequent use.
Жесткость тесно связана с массой основы и плотностью бумаги. Существует общая тенденция повышения жесткости с увеличением массы основы и уменьшения ее с повышением плотности бумаги. Жесткость и другие свойства могут быть улучшены путем увеличения массы основы. Однако это может привести к использованию в изделии большего количества волокон, что повышает цену и массу. Поэтому желательна бумага или картон с покрытием с высокой жесткостью, но с умеренной массой основы. Бумага с умеренной массой основы также более экономична, так как используется меньше сырья (волокна). Кроме того, стоимость транспортировки, зависящая от массы, ниже для бумаги с низкой массой основы.Stiffness is closely related to the mass of the substrate and the density of the paper. There is a general tendency to increase stiffness with an increase in the mass of the base and a decrease in it with an increase in paper density. Rigidity and other properties can be improved by increasing the mass of the base. However, this can lead to the use of more fibers in the product, which increases the price and weight. Therefore, paper or paperboard with a coating with high stiffness, but with a moderate weight of the base is desirable. Paper with a moderate base weight is also more economical, since less raw material (fiber) is used. In addition, the weight-dependent transportation cost is lower for low-weight paper.
Кроме высокой жесткости бумага или картон с покрытием, которые должны быть пригодны для печатания, часто требуют высокого глянца и гладкости. Для бумаги или картона с покрытием с указанными качественными характеристиками плотность обычно может быть повышена до такой степени, чтобы стать пригодной для использования в качестве поверхности, пригодной для печатания. Гладкости обычно достигают каландрованием. Однако каландрование может вызвать уменьшение толщины, которое обычно приводит к уменьшению жесткости. Процесс каландрования ухудшает жесткость бумаги в результате значительного уменьшения толщины и увеличения плотности. Стандартный лист обычного картона с покрытием, как правило, труднее уплотняется при каландровании для обеспечения шероховатости поверхности, достаточной для получения конечной гладкости покрытия, приемлемой в промышленности. Указанные способы каландрования, включая обработку влажной массы, могут повысить плотность вплоть до от 20% до 25%.In addition to high stiffness, coated paper or cardboard, which should be suitable for printing, often requires high gloss and smoothness. For coated paper or paperboard with the indicated quality characteristics, the density can usually be increased to such an extent that it becomes suitable for use as a surface suitable for printing. Smoothness is usually achieved by calendaring. However, calendaring can cause a decrease in thickness, which usually leads to a decrease in stiffness. The calendaring process worsens paper stiffness as a result of a significant reduction in thickness and increase in density. A standard sheet of plain coated paperboard is generally more difficult to compact when calendered to provide a surface roughness sufficient to produce a final smoothness acceptable in industry. These calendaring methods, including wet mass treatment, can increase density up to 20% to 25%.
Таким образом, соотношение между глянцем и жесткостью и между гладкостью и жесткостью обычно противоположно друг другу для данного количества волокна на единицу поверхности. Сортами упаковки торгуют, основываясь на толщине, так что способы производства, которые уменьшают толщину (повышая плотность картона), увеличивают продажную цену. Способы, которые вызывают меньшее уменьшение толщины, экономят стоимость материала. Толщину измеряют в "пунктах", где пункт = 0,001 дюйма. Например, обычный способ изготовления 10-пунктного картона требует использования картона плотностью более 12 пунктов перед каландрованием. Желательно иметь возможность получать конечный картон примерно той же плотности, что и исходный субстрат.Thus, the relationship between gloss and stiffness and between smoothness and stiffness is usually the opposite of each other for a given amount of fiber per surface unit. Packaging grades are traded based on thickness, so production methods that reduce thickness (increasing cardboard density) increase the selling price. Methods that cause less reduction in thickness save material cost. Thickness is measured in “points” where point = 0.001 inches. For example, a typical 10-point cardboard manufacturing method requires the use of cardboard with a density of more than 12 points before calendaring. It is desirable to be able to produce a final board of approximately the same density as the original substrate.
Усовершенствования в способе каландрования, включая каландрование с градиентом влажности, горячее каландрование, мягкое каландрование и ленточное каландрование, немного улучшают жесткость для данной толщины, но не меняют основного соотношения между толщиной, жесткостью, гладкостью и пригодностью для печатания.Improvements in the calendaring method, including calendaring with a moisture gradient, hot calendaring, soft calendaring and tape calendaring, slightly improve the stiffness for a given thickness, but do not change the basic relationship between thickness, stiffness, smoothness and printability.
Было сделано много предложений для улучшения жесткости бумаги или картона с покрытием для печатания без каландрования. Например, несколько предложений включают высокое содержание хвойной древесины в сырьевой смеси, добавление специально обработанного волокна в сырьевую смесь, добавление высоко разветвленных полимеров в сырьевую смесь и большие количества крахмала или сополимерного латекса с высокой температурой стеклования (обычно обозначаемой как "Tg") в покрывной композиции.Many suggestions have been made to improve the stiffness of coated paper or cardboard for printing without calendaring. For example, several proposals include the high content of softwood in the raw mix, the addition of specially processed fiber to the raw mix, the addition of highly branched polymers to the raw mix, and large quantities of starch or high glass transition temperature latex starch or copolymer latex (commonly referred to as “Tg”) in the coating composition .
Однако потенциальные недостатки указанных способов улучшения жесткости состоят в том, что хотя они применимы для улучшения жесткости бумаги, они могут ухудшить гладкость, глянец и/или пригодность для печатания полученной бумаги с покрытием.However, the potential disadvantages of these methods for improving stiffness are that although they are useful for improving the stiffness of paper, they can impair smoothness, gloss and / or printability of the coated coated paper.
По указанным выше причинам очень трудно получить удовлетворительно гладкую бумагу без повышения плотности. Для изменения соотношения плотность/гладкость в сортах бумаги и картона могут быть использованы другие способы. Применение покрытия бумаги является весьма общим путем для улучшения поверхностных свойств бумаги, не вызывающим резкого повышения плотности бумаги, обычно связанного с уровнями каландрования, требующимися для получения определенного уровня гладкости. Предпочтительно конечная покрытая поверхность должна быть однородной для обеспечения приемлемого внешнего вида и пригодности для печатания.For the above reasons, it is very difficult to obtain a satisfactorily smooth paper without increasing the density. Other methods may be used to change the density / smoothness ratio in paper and board grades. The use of paper coating is a very general way to improve the surface properties of paper without causing a sharp increase in paper density, usually associated with calendaring levels required to obtain a certain level of smoothness. Preferably, the final coated surface should be uniform to provide an acceptable appearance and suitability for printing.
Поэтому было желательно разработать бумагу или картон с желаемыми свойствами, поддерживая начальную плотность листа или минимизируя увеличение плотности. Более того, было желательно разработать бумагу или картон, отличающиеся улучшенной гладкостью, без сопутствующего увеличения плотности, связанной с обычными способами создания гладкости. Для получения очень гладкой поверхности существуют способы нанесения покрытий, но указанные способы обычно протекают при скоростях производства, меньших, чем скорость многих бумагоделательных машин.Therefore, it was desirable to develop paper or paperboard with the desired properties, maintaining the initial density of the sheet or minimizing the increase in density. Moreover, it was desirable to develop paper or paperboard having improved smoothness without the attendant increase in density associated with conventional smoothing methods. To obtain a very smooth surface, there are coating methods, but these methods usually occur at production speeds lower than the speed of many paper machines.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен продукт, который включает субстрат с покрытием на субстрате. Покрытие включает водорастворимый полимер и антиадгезив. Внутри покрытия существуют образовавшиеся пустоты.In one embodiment, a product is provided that includes a coated substrate on a substrate. The coating includes a water-soluble polymer and a release agent. Inside the coating there are voids formed.
В другом варианте осуществления изобретения предложен продукт, который включает субстрат с покрытием на субстрате. Покрытие включает водорастворимый полимер и по существу не содержит эластомерного материала. Внутри покрытия существуют образовавшиеся пустоты.In another embodiment, a product is provided that includes a coated substrate on a substrate. The coating includes a water-soluble polymer and is substantially free of elastomeric material. Inside the coating there are voids formed.
В другом варианте осуществления изобретения предложен продукт, который включает субстрат с покрытием на субстрате. Покрытие включает поверхность, и поверхность имеет гладкость по Шеффилду (Sheffield Smoothness) менее примерно 300 единиц. Под поверхностью покрытия существуют образовавшиеся пустоты.In another embodiment, a product is provided that includes a coated substrate on a substrate. The coating includes a surface, and the surface has a Sheffield Smoothness of less than about 300 units. Under the surface of the coating there are voids formed.
В другом варианте осуществления изобретения предложен продукт, который включает субстрат с покрытием на субстрате. Покрытие включает водорастворимый полимер, антиадгезив и по существу не содержит эластомерного материала. Покрытие включает поверхность, и поверхность имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц. Под поверхностью покрытия существуют образовавшиеся пустоты.In another embodiment, a product is provided that includes a coated substrate on a substrate. The coating comprises a water-soluble polymer, a release agent, and is substantially free of elastomeric material. The coating includes a surface, and the surface has a Sheffield smoothness of less than about 300 units. Under the surface of the coating there are voids formed.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки субстрата. Влажную пленку водного раствора полимера наносят на субстрат. Водный раствор полимера фиксируют контактированием с нагретой поверхностью, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и по меньшей мере частичное высыхание водного раствора полимера.In another embodiment, a method for treating a substrate is provided. A wet film of an aqueous polymer solution is applied to the substrate. The aqueous polymer solution is fixed by contacting with a heated surface to cause boiling of the aqueous polymer solution and at least partial drying of the aqueous polymer solution.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки субстрата. Влажную пленку водного раствора полимера наносят на субстрат. Водный раствор полимера фиксируют контактированием с нагретой поверхностью, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот, которые остаются в водном растворе полимера, а также по меньшей мере частичное высыхание водного раствора полимера.In another embodiment, a method for treating a substrate is provided. A wet film of an aqueous polymer solution is applied to the substrate. The aqueous polymer solution is fixed by contacting with a heated surface to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids that remain in the aqueous polymer solution, as well as at least partial drying of the aqueous polymer solution.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки субстрата. Покрытие из водного раствора полимера наносят на субстрат в виде влажной пленки. Покрытие включает водорастворимый полимер и антиадгезив. Пленку фиксируют контактированием в течение менее примерно 3 секунд с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке и по меньшей мере частичное высыхание пленки.In another embodiment, a method for treating a substrate is provided. A coating of an aqueous polymer solution is applied to the substrate in the form of a wet film. The coating includes a water-soluble polymer and a release agent. The film is fixed by contacting for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film and at least partial drying of the film.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки субстрата. Покрытие из водного раствора полимера наносят на субстрат в виде влажной пленки. Покрытие включает водорастворимый полимер и по существу (не содержит) эластомерного материала. Пленку фиксируют контактированием в течение менее примерно 3 секунд с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке, а также по меньшей мере частичное высыхание пленки.In another embodiment, a method for treating a substrate is provided. A coating of an aqueous polymer solution is applied to the substrate in the form of a wet film. The coating includes a water-soluble polymer and essentially (does not contain) an elastomeric material. The film is fixed by contacting for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film, as well as at least partial drying of the film.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки субстрата. Покрытие из водного раствора полимера наносят на субстрат в виде влажной пленки. Покрытие включает водорастворимый полимер и по существу (не содержит) эластомерного материала. Пленку фиксируют контактированием в течение менее примерно 3 секунд с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке, а также по меньшей мере частичное высыхание пленки. Поверхность с покрытием после сушки имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц.In another embodiment, a method for treating a substrate is provided. A coating of an aqueous polymer solution is applied to the substrate in the form of a wet film. The coating includes a water-soluble polymer and essentially (does not contain) an elastomeric material. The film is fixed by contacting for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film, as well as at least partial drying of the film. The coated surface after drying has a Sheffield smoothness of less than about 300 units.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки субстрата. Покрытие из водного раствора полимера наносят на субстрат в виде влажной пленки. Покрытие включает водорастворимый полимер, антиадгезив и по существу не содержит эластомерного материала. Пленку фиксируют контактированием в течение менее примерно 3 секунд с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке, а также по меньшей мере частичное высыхание пленки. Поверхность с покрытием после сушки имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц.In another embodiment, a method for treating a substrate is provided. A coating of an aqueous polymer solution is applied to the substrate in the form of a wet film. The coating comprises a water-soluble polymer, a release agent, and is substantially free of elastomeric material. The film is fixed by contacting for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film, as well as at least partial drying of the film. The coated surface after drying has a Sheffield smoothness of less than about 300 units.
В другом варианте осуществления изобретения предложен способ обработки целлюлозного субстрата. Влажную пленку водного раствора полимера наносят на субстрат. Водный раствор полимера включает в расчете на сухую массу по меньшей мере примерно 60 мас.% водорастворимого полимера и до 10 мас.% антиадгезива в сухой массе. Водный раствор полимера фиксируют контактированием в течение менее примерно 3 секунд с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в водном растворе полимера, а также по меньшей мере частичное высыхание водного раствора полимера.In another embodiment, a method for treating a cellulosic substrate is provided. A wet film of an aqueous polymer solution is applied to the substrate. The aqueous polymer solution includes, based on the dry weight, at least about 60% by weight of the water-soluble polymer and up to 10% by weight of the release agent in the dry weight. The aqueous polymer solution is fixed by contacting for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the aqueous polymer solution, as well as at least partial drying of the aqueous polymer solution.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
ФИГ.1 представляет собой схематический вид аппарата для обработки субстрата с полимерным покрытием в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for treating a polymer coated substrate in accordance with one embodiment of the present invention.
ФИГ.2-9 представляют собой поперечное сечение микроснимков, показывающих морфологию образцов, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения и имеющих верхнее покрытие.FIGS. 2-9 are a cross-sectional view of micrographs showing the morphology of samples made in accordance with one embodiment of the invention and having a top coating.
ФИГ.10-12 представляют собой поперечное сечение микроснимков, показывающих морфологию образцов, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.10-12 are a cross-sectional view of micrographs showing the morphology of samples made in accordance with one embodiment of the invention.
Фиг.13-14 представляют собой микроснимки поверхности, полученные сканирующим электронным микроскопом, показывая морфологию образцов, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.13-14 are surface micrographs obtained by a scanning electron microscope, showing the morphology of samples made in accordance with one embodiment of the invention.
ФИГ.15-16 представляют собой микроснимки поверхности, полученные сканирующим электронным микроскопом с обратным рассеиванием, показывающие морфологию образцов, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.15-16 are micrographs of a surface obtained by a backscattering scanning electron microscope, showing the morphology of samples made in accordance with one embodiment of the invention.
Фиг.17 представляет собой диаграмму, показывающую распределение размеров пустот в образцах, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.17 is a diagram showing the size distribution of voids in samples made in accordance with one embodiment of the invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Для ясности в описании предпочтительных вариантов осуществления будет использована определенная терминология. Имеется в виду, что указанная терминология включает не только перечисленные варианты осуществления, но и все технические эквиваленты, которые оперируют сходным образом, для сходных целей, для достижения сходных результатов. Цитирование любого документа не должно подразумеваться как признание того, что он представляет собой предшествующий материал по отношению к данному изобретению. Если не указано иначе или если из контекста не следует иначе, все массы, проценты и соотношения приведены по массе.For clarity, certain terminology will be used in the description of the preferred embodiments. It is understood that this terminology includes not only the listed embodiments, but also all technical equivalents that operate in a similar manner, for similar purposes, to achieve similar results. The citation of any document should not be construed as an admission that it constitutes prior material in relation to this invention. Unless otherwise indicated or unless the context otherwise indicates, all weights, percentages and ratios are given by weight.
Данное изобретение относится к способу обработки субстрата полимерным пленкообразующим покрытием. Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления бумаги или картона, предусматривающему стадию нанесения на субстрат полимерного покрытия и контактирование полимерного покрытия с нагретой поверхностью, в то время как полимерное покрытие еще находится во влажном состоянии. Кипение воды в полимерном покрытии вызывает образование пустот под поверхностью, но поверхность пленки (остается) гладкой. Бумага или картон, полученные в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения, проявляют желаемые уровни матовости и гладкости поверхности без заметного уплотнения бумаги-основы. В некоторых вариантах осуществления полимерное покрытие может включать вещество, способное к образованию мостиковых связей (сшиваемое), и на полимерное покрытие поверхности субстрата может быть нанесен сшивающий раствор, образуя при этом по меньшей мере частично сшитую полимерную пленкообразующую композицию. В указанных случаях обычно на бумажное полотно сначала может быть нанесено полимерное покрытие, а затем сшивающий раствор перед контактированием обработанного листа с нагретой поверхностью. В случае слабого сшивания полимеров сшивающий раствор может быть предусмотрен в самом покрытии.This invention relates to a method for treating a substrate with a polymer film-forming coating. More specifically, the invention relates to a method of manufacturing paper or paperboard, comprising the step of applying a polymer coating to a substrate and contacting the polymer coating with a heated surface while the polymer coating is still in a wet state. Boiling water in the polymer coating causes voids to form below the surface, but the film surface (remains) smooth. Paper or paperboard produced in accordance with some embodiments of the present invention exhibit the desired levels of haze and surface smoothness without noticeable compaction of the base paper. In some embodiments, the polymer coating may include a bridging agent (crosslinkable), and a crosslinking solution may be applied to the polymer coating of the surface of the substrate, thereby forming at least partially crosslinked polymer film-forming composition. In these cases, usually on a paper web, a polymer coating may first be applied, and then a crosslinking solution before contacting the treated sheet with a heated surface. In the case of poor crosslinking of the polymers, a crosslinking solution may be provided in the coating itself.
Одно из преимуществ обработки субстрата полимерным пленкообразующим покрытием в соответствии с данным изобретением относится к улучшению гладкости и/или матовости, которые могут быть получены без значительного увеличения плотности или уменьшения толщины слоя. Тяжелое каландрование целлюлозного бумажного полотна, связанного с обычной технологией, не требует получения бумаги, обладающей свойствами пригодности для печатания, сравнимыми с обычной бумагой с покрытием. Более того, даже если целлюлозное бумажное полотно гладкое, для достижения подобных свойств пригодности для печатания на бумаге с увеличенной жесткостью может быть приложено намного меньшее давление. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения целлюлозное бумажное полотно выравнивают таким образом, что толщина уменьшается не более чем примерно на 7%, а обычно уменьшение составляет примерно от 2% до 5%. По сравнению с обычной бумагой с покрытием типичное каландрование перед нанесением покрытия производят при более высоком давлении, что вызывает увеличение плотности на примерно от 20 до 25%. В соответствии с одним из аспектов изобретения целлюлозное бумажное полотно может быть каландровано до гладкости по Parker Print Surf примерно от 2 до 6 микрон перед нанесением полимерной пленки. Однако могут быть использованы субстраты с более высокими значениями Parker Print Surf. Например, может быть использован субстрат с гладкостью по Parker Print Surf примерно 9 микрон. Гладкость по Parker Print Surf определяют в соответствии со стандартом TAPPI Т555 om-99.One of the advantages of treating a substrate with a polymer film-forming coating in accordance with this invention is to improve the smoothness and / or haze that can be obtained without significantly increasing the density or reducing the thickness of the layer. Heavy calendering of a cellulosic paper web associated with conventional technology does not require paper having printing properties comparable to conventional coated paper. Moreover, even if the cellulosic paper web is smooth, much less pressure can be applied to achieve similar printability properties on paper with increased stiffness. In accordance with some embodiments of the invention, the cellulosic paper web is leveled so that the thickness decreases by no more than about 7%, and typically the decrease is from about 2% to 5%. Compared to plain coated paper, typical calendaring is carried out prior to coating at a higher pressure, causing a density increase of about 20 to 25%. In accordance with one aspect of the invention, the cellulosic paper web can be calendered to a Parker Print Surf smoothness of about 2 to 6 microns before applying the polymer film. However, substrates with higher Parker Print Surf values can be used. For example, a substrate with a Parker Print Surf smoothness of about 9 microns may be used. Parker Print Surf smoothness is determined in accordance with TAPPI T555 om-99.
ФИГ.1 иллюстрирует аппарат 10, применимый в практике некоторых вариантов осуществления изобретения. Субстрат 12 подвергают обработке на его поверхности сшиваемым полимерным покрытием 14 с образованием слоя полимерного покрытия 16 на субстрате 12. В то время как полимерное покрытие еще влажное, на слой полимерного покрытия 16 может быть нанесен сшивающий раствор 18, образуя таким образом на субстрате 12 сшитое полимерное покрытие 20. Полимерное покрытие 20 обычно сшито по меньшей мере частично. Полимерное покрытие перед контактированием с горячим полированным барабаном 22 путем прижатия полотна 12 к поверхности барабана прижимными роликами 24, находится еще во влажном состоянии. Тепло от поверхности барабана вызывает кипение внутри влажного полимерного покрытия, так что в полимере под поверхностью образуются пустоты. Сшивающий раствор вызывает сшивку и желатинирование полимерного покрытия с образованием по существу непрерывного слоя или пленки. Обычно полученная пленка проявляет улучшенную прочность по сравнению со слоем-основой. Обработанный полимером лист может быть высушен не полностью, так что он может быть пропущен через второй нагреватель 26. Может быть использован любой тип второго нагревающего устройства, способный высушить обработанный лист без вредного влияния на свойства листа. Обработанный лист выходит из второго нагревателя 26 в виде обработанного полимерной пленкой субстрата 28, отличающегося улучшенной матовостью и гладкостью. Для получения продукта с покрытием 32 могут быть также использованы дополнительные процессы нанесения покрытия 30 (и другие процессы, такие как покрытие, глянцевое каландрование и т.д.).FIG. 1 illustrates an
Как показано на ФИГ.1, полотно охватывает значительную часть горячего полированного барабана 22. Величина обхвата может зависеть от условий операции, таких как скорость полотна, содержание влаги в полимерной пленке, образующей композицию 20, температура барабана и другие факторы процесса. Возможно, что достаточным может быть короткое время контакта с горячим полированным барабаном 22. Наряду с подачей субстрата в виде полотна он может быть подан в форме листа.As shown in FIG. 1, the web covers a significant portion of the hot
Покрытие сшиваемого полимера и возможно сшивающий раствор могут быть нанесены любой из множества технологий, такой как нанесение покрытия окунанием, нанесение покрытия с удалением излишков с помощью планки, нанесение покрытия ракелем, нанесение покрытия роликом для глубокой печати, нанесение покрытия реверсивным валиком, нанесение покрытия с дозированным давлением, нанесение покрытия гладким роликом, нанесение покрытия методом экструзии, нанесение покрытия поливом, нанесение покрытия методом распыления и подобные. Покрытие сшиваемого полимера и сшивающий раствор могут быть нанесены одним и тем же способом, или для каждого из них могут быть использованы различные способы.The crosslinkable polymer coating and optionally the crosslinking solution can be applied by any of a variety of technologies, such as dipping, coating with excess strips, coating with a squeegee, gravure roller coating, reverse coating, metered coating pressure, smooth roller coating, extrusion coating, watering coating, spray coating and the like. The crosslinkable polymer coating and crosslinking solution can be applied in the same way, or different methods can be used for each of them.
Один из вариантов осуществления в соответствии с данным изобретением основан на коагуляции или желатинировании, которые наступают (при взаимодействии) между поливиниловым спиртом и бурой. В соответствии с указанным типом системы поливиниловый спирт (PVOH) представляет собой пример сшиваемого полимера и раствор буры представляют собой пример соответствующего линкера. Как только наносят раствор PVOH 14 при приблизительно 25% твердого вещества и степени покрытия (поверхности) примерно 5 г/м2 сухого (вещества), наносят раствор линкера 16 со скоростью затвердевания раствора, образуя покрытие буры со степенью покрытия по меньшей мере 0,1 г/м2 сухого (вещества). Указанную влажную, сшитую полимерную пленку 20 затем контактируют с горячим полированным барабаном 22 прижиманием полотна 12 к поверхности барабана прижимным роликом 24. Температура поверхности барабана равна по меньшей мере 150°С или, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, по меньшей мере 190°С, так что покрытие может быть высушено и отделено от поверхности барабана. Время контакта полимерной пленки с барабаном может составлять вплоть до примерно 3,0 секунд, более конкретно примерно от 0,5 до 2,0 секунд. Указанное время достаточно для фиксации и отверждения полимерной пленки, придавая поверхности полимерной пленки плоскую гладкость внешнего слоя, отражающего поверхность барабана. Фиксация полимерной пленки включает по крайней мере частичное высыхание пленки. Покрытие необязательно должно быть совершенно сухим, когда оно покидает барабан, так что может оказаться необходимой дополнительная сушка 26. Бумажное полотно затем продолжают обрабатывать, и до его сматывания оно может принять дополнительные покрывные слои, например, обычные покрытия. Полимерное покрытие может быть нанесено как единичный слой или в виде двух или более слоев. Ограниченные опыты также свидетельствуют, что полимерная пленка может быть зафиксирована или отверждена при почти моментальном контакте с нагретым барабаном, что может быть достигнуто путем использования прижимного ролика 24 для прижимания бумажного полотна 12 к горячему барабану 22 без любой дополнительной обертки или полотна вокруг горячего барабана. Однако рассматривают, что на практике могут быть использованы некоторые обертки горячего барабана и что для способствования контактированию бумажного полотна с горячим барабаном может быть использован войлок 23. Если для способствования контактированию бумажного полотна с горячим барабаном используют войлок 23, то войлок может быть проведен между прижимным роликом 24 и нагретым барабаном 22.One of the embodiments in accordance with this invention is based on the coagulation or gelation that occurs (in the interaction) between polyvinyl alcohol and borax. According to this type of system, polyvinyl alcohol (PVOH) is an example of a crosslinkable polymer and a borax solution is an example of an appropriate linker. As soon as
Контакт между полимерной пленкой и горячим барабаном вызывает распространение кипения в полимерной пленке, создавая в пленке пустоты или пузырьки. Должны быть отрегулированы такие условия прижима, чтобы могло наступить кипение. Удовлетворительные лабораторные результаты были получены с эластичным прижимным роликом, ширине бумажного полотна 9" и прижимной нагрузке от примерно 2 до примерно 15 фунтов на линейный дюйм. Условия могут быть отрегулированы в зависимости от твердости прижимного ролика и диаметров горячего барабана и прижимного ролика.The contact between the polymer film and the hot drum causes boiling to spread in the polymer film, creating voids or bubbles in the film. The pressure conditions must be adjusted so that boiling can occur. Satisfactory laboratory results were obtained with an elastic pressure roller, a 9 "paper web width and a pressure load of about 2 to about 15 psi. Conditions can be adjusted depending on the hardness of the pressure roller and the diameters of the hot drum and pressure roller.
Конкретные примеры сшиваемых полимеров, применимых в некоторых вариантах осуществления данного изобретения, включают сшиваемые гидрогели. В частности, применимы следующие сшиваемые гидрогели: крахмал, восковидная кукуруза, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты. Может быть использован один или более полимеров, выбранных из вышеприведенных. Сшиваемый полимер обычно наносят в виде раствора и, как правило, в виде водного раствора. Концентрация полимера в растворе конкретно не ограничена, но может быть легко определена специалистом в данной области техники. Например, может быть использован раствор примерно 20% крахмала, как описано ниже. Сшиваемый полимер может быть нанесен для обеспечения степени покрытия поверхности (на основе сухой массы) от примерно 3 до примерно 15 г/м2, более конкретно - от примерно 4 до примерно 8 г/м2. В соответствии с конкретными вариантами осуществления данного изобретения сшиваемый полимер может быть использован в количестве от примерно 60 мас.% до примерно 100 мас.% в расчете на массу сухого вещества.Specific examples of crosslinkable polymers useful in some embodiments of the invention include crosslinkable hydrogels. In particular, the following crosslinkable hydrogels are applicable: starch, waxy corn, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates. One or more polymers selected from the foregoing may be used. The crosslinkable polymer is usually applied in the form of a solution and, as a rule, in the form of an aqueous solution. The concentration of the polymer in the solution is not particularly limited, but can be easily determined by a person skilled in the art. For example, a solution of about 20% starch can be used, as described below. A crosslinkable polymer can be applied to provide a surface coverage (based on dry weight) of from about 3 to about 15 g / m 2 , more specifically from about 4 to about 8 g / m 2 . In accordance with particular embodiments of the present invention, a crosslinkable polymer may be used in an amount of from about 60 wt.% To about 100 wt.% Based on the weight of dry matter.
Конкретные примеры сшивающих агентов включают бораты, альдегиды, соли аммония, соединения кальция и их производные. Если используют сшивающий агент, обычно он может быть нанесен в виде раствора и, как правило, в виде водного раствора. Концентрация сшивающего агента в растворе, в частности, не ограничена, но может быть легко определена специалистом в данной области техники. Сшивающий агент может быть нанесен таким образом, чтобы обеспечить степень покрытия поверхности (на основе сухого вещества) от примерно 0,1 до примерно 0,5 г/м2, более конкретно - от примерно 0,2 до примерно 0,3 г/м2.Specific examples of crosslinking agents include borates, aldehydes, ammonium salts, calcium compounds and their derivatives. If a crosslinking agent is used, it can usually be applied as a solution and, as a rule, as an aqueous solution. The concentration of the crosslinking agent in the solution, in particular, is not limited, but can be easily determined by a person skilled in the art. A crosslinking agent can be applied in such a way as to provide a surface coverage (based on dry matter) of from about 0.1 to about 0.5 g / m 2 , more specifically from about 0.2 to about 0.3 g / m 2 .
Температура нагретой поверхности выше обычно используемой для литьевого покрытия. Более высокая температура допускает более высокую скорость вращения. Ожидают, что бумага или картон, полученные в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения, могут быть изготовлены при скоростях в интервале примерно от 750 до 3000 футов в мин, более конкретно примерно от 1500 до 1800 футов в мин. Хотя нет желаемой связи с теорией, более высокую температуру и время пребывания выбирают так, чтобы композиция покрытия нагревалась до температуры кипения, и при этом оказывалось, что, когда покрытие кипело, это увеличивало площадь контакта между покрытием и барабаном. Увеличенный контакт приводит к тому, что нагретая поверхность полимерной пленки проявляет улучшенную гладкость и глянец. Более того, обработанная поверхность восприимчива к чернилам. Кипение покрытия, поскольку оно при этом становится гладким на полированной поверхности барабана, приводит к значительному улучшению глянца и гладкости конечного субстрата, обработанного полимерной пленкой.The temperature of the heated surface is higher than commonly used for injection molding. Higher temperatures allow higher rotational speeds. It is expected that paper or paperboard produced in accordance with some embodiments of the present invention can be produced at speeds in the range of about 750 to 3,000 feet per minute, more specifically about 1,500 to 1,800 feet per minute. Although there is no desired connection with theory, a higher temperature and residence time are chosen so that the coating composition is heated to the boiling point, and it turns out that when the coating was boiling, this increased the contact area between the coating and the drum. Increased contact leads to the fact that the heated surface of the polymer film exhibits improved smoothness and gloss. Moreover, the treated surface is susceptible to ink. The boiling of the coating, since it becomes smooth on the polished surface of the drum, leads to a significant improvement in the gloss and smoothness of the final substrate treated with a polymer film.
Полимерное покрытие на субстрате обычно прижимают к нагретой поверхности в течение периода времени, достаточного для предоставления покрытию возможности кипеть, и оно, в конце концов, становится гладким, блестящим. В соответствии с конкретными вариантами осуществления время контакта образующейся полимерной пленки с барабаном находится в интервале примерно до 3,0 секунд, более конкретно - примерно до 2,0 секунд и наиболее конкретно - вплоть до примерно 0,5 секунды.The polymer coating on the substrate is usually pressed against a heated surface for a period of time sufficient to allow the coating to boil, and it eventually becomes smooth, shiny. In accordance with specific embodiments, the contact time of the resulting polymer film with the drum is in the range of up to about 3.0 seconds, more specifically up to about 2.0 seconds, and most specifically up to about 0.5 seconds.
Полимерное покрытие может также содержать один или более пигментов. Примеры применимых пигментов включают, но не ограничивают, каолин, тальк, карбонат кальция, ацетат кальция, диоксид титана, глину, оксид цинка, оксид алюминия, гидроксид алюминия и синтетический диоксид кремния, примерами которого являются некристаллический диоксид кремния, аморфный диоксид кремния или тонко измельченный диоксид кремния. Также могут быть использованы органические пигменты.The polymer coating may also contain one or more pigments. Examples of suitable pigments include, but are not limited to, kaolin, talc, calcium carbonate, calcium acetate, titanium dioxide, clay, zinc oxide, alumina, aluminum hydroxide and synthetic silica, examples of which are non-crystalline silica, amorphous silica or finely ground silica. Organic pigments may also be used.
Сшиваемые полимерные покрытия и/или сшивающие растворы могут дополнительно содержать один или более антиадгезивов. Конкретные примеры антиадгезивов, применимых здесь, включают, но не ограничивают, воски, такие как нефтяной, растительный, животный и синтетический воски, металлические мыла жирных кислот, такие как стеараты металлов, длинноцепные алкильные производные, такие как эфиры жирных кислот, амиды жирных кислот, амины жирного ряда и спирты жирного ряда, полимеры, такие как полиолефины, кремнийорганические полимеры, фторполимеры и природные полимеры, фторированные соединения, такие как фторированные жирные кислоты и их комбинации. Специалист в данной области техники легко может определить количество антиадгезива для использования в конкретном применении. Обычно покрытие может содержать от примерно 0,3 до 10 процентов антиадгезива, более конкретно от примерно 2 до 5 массовых процентов. Вместо или дополнительно к антиадгезиву в покрытии антиадгезив может быть распылен на покрываемую поверхность или нанесен на нагретую поверхность барабана. Если на нагретом барабане может быть обеспечена нелипкая поверхность, при помощи антиадгезива или другими средствами, применение антиадгезива в покрытии или на покрывающей поверхности может не быть необходимым.Crosslinkable polymer coatings and / or crosslinking solutions may further comprise one or more release agents. Specific examples of release agents useful herein include, but are not limited to, waxes such as petroleum, vegetable, animal and synthetic waxes, metal soaps of fatty acids, such as metal stearates, long chain alkyl derivatives, such as fatty acid esters, fatty acid amides, fatty amines and fatty alcohols, polymers such as polyolefins, organosilicon polymers, fluoropolymers and natural polymers, fluorinated compounds such as fluorinated fatty acids and combinations thereof. One of skill in the art can easily determine the amount of release agent to be used in a particular application. Typically, the coating may contain from about 0.3 to 10 percent release agent, more specifically from about 2 to 5 weight percent. Instead of or in addition to the release agent in the coating, the release agent can be sprayed onto the surface to be coated or applied to the heated surface of the drum. If a non-sticky surface can be provided on a heated drum by means of a release agent or other means, the use of release agent in a coating or on a covering surface may not be necessary.
Полимерное покрытие, использованное в некоторых вариантах осуществления данного изобретения, в котором содержится по меньшей мере вышеупомянутый полимер, обычно получают в форме водной композиции. Соответствующее соотношение между ее ингредиентами различно, в зависимости от полимерной композиции, условий нанесения и так далее, но оно не имеет конкретных ограничений, как только полученная обработанная бумага может удовлетворять качеству, требуемому для ее дальнейшего применения. Кроме того, полимерное покрытие согласно некоторым вариантам осуществления данного изобретения может также содержать добавки, такие как диспергаторы, водоудерживающий агент, загуститель, консервант, краситель, водонепроницаемый агент, смачивающее вещество, осушитель, инициатор, пластификатор, флуоресцентный краситель, абсорбент ультрафиолетового излучения, антиадгезив, замасливатель и катионный полиэлектролит.The polymer coating used in some embodiments of the present invention, which contains at least the above polymer, is usually obtained in the form of an aqueous composition. The corresponding ratio between its ingredients is different, depending on the polymer composition, application conditions and so on, but it does not have specific limitations as soon as the resulting processed paper can satisfy the quality required for its further use. In addition, the polymer coating according to some embodiments of the present invention may also contain additives, such as dispersants, a water-retaining agent, a thickener, a preservative, a dye, a waterproof agent, a wetting agent, a desiccant, an initiator, a plasticizer, a fluorescent dye, a UV absorbent, a release agent, sizing and cationic polyelectrolyte.
В соответствии с конкретным вариантом осуществления данного изобретения субстрат обрабатывают полимерным покрытием вблизи центральной области бумагоделательной машины, такой как положение клеильного пресса. Более того, аппарат для нанесения полимерного покрытия на субстрат может быть расположен относительно бумагоделательной машины таким образом, чтобы наносить полимерную пленку на любую поверхность образующегося бумажного полотна. Для нанесения полимерной пленки на каждую сторону образующегося бумажного полотна может быть использовано более одного аппарата.According to a particular embodiment of the invention, the substrate is treated with a polymer coating near the central region of the paper machine, such as the position of the size press. Moreover, the apparatus for applying a polymer coating to the substrate can be located relative to the paper machine in such a way as to apply a polymer film to any surface of the resulting paper web. For applying a polymer film to each side of the resulting paper web, more than one apparatus can be used.
Указанные преимущества позволяют использовать легко каландрованную бумагу или картон, сохраняя жесткость и обеспечивая хорошую пригодность для печатания.These advantages allow you to use easily calendared paper or cardboard, while maintaining rigidity and providing good suitability for printing.
Слой-основа обычно образован из волокон, стандартно используемых для таких целей, в соответствии с конкретными вариантами осуществления, включая неотбеленную и отбеленную крафт-целлюлозу. Целлюлозная масса может состоять из твердой древесины или хвойной древесины или из их комбинации. Основная масса слоя целлюлозного волокна может быть в интервале от примерно 30 до примерно 500 г/м2, и более конкретно - от примерно 150 до примерно 350 г/м2. Слой-основа может также содержать органические и неорганические наполнители, проклеивающие средства, удерживающие агенты и другие вспомогательные вещества, известные в технике. Конечный бумажный продукт может содержать один или более слоев целлюлозного волокна, слои полимерной пленки и, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, другие функциональные слои.The base layer is usually formed from fibers commonly used for such purposes, in accordance with specific embodiments, including unbleached and bleached kraft pulp. The pulp may consist of hardwood or coniferous wood, or a combination thereof. The bulk of the cellulosic fiber layer may be in the range of from about 30 to about 500 g / m 2 , and more particularly from about 150 to about 350 g / m 2 . The base layer may also contain organic and inorganic fillers, sizing agents, retention agents and other auxiliary substances known in the art. The final paper product may comprise one or more layers of cellulosic fiber, layers of a polymer film, and, in accordance with some embodiments, other functional layers.
Данное изобретение в соответствии с некоторыми вариантами осуществления дает покрытые с одной или с двух сторон бумагу или картон для печатания или упаковки, значение гладкости которых по Parker Print Surf после нанесения покрытия и завершающих процессов составляет менее 2-3 микрон, будучи измерено способом №5А согласно испытанию бумаги и картона TAPPI.The present invention in accordance with some embodiments provides coated or coated paper or paperboard on one or both sides, the Parker Print Surf having a smoothness value of less than 2–3 microns after coating and finishing processes, as measured by method No. 5A according to TAPPI paper and board testing.
Описанные здесь бумага и картон могут быть дополнительно снабжены одним или более дополнительными слоями. Верхнее покрытие, содержащее стандартные компоненты, может быть придано для улучшения некоторых свойств бумаги или картона. Примеры указанных стандартных компонентов включают пигменты, связующие, наполнители и другие специальные добавки. Верхнее покрытие, если оно присутствует, может быть нанесено гораздо меньшей массы, чем стандартные покрытия и все же давать сходную пригодность для печатания. Соответственно, масса верхнего покрытия может быть примерно от 4 до 9 г/м2 покрытие из водного раствора в случае однослойного покрытия или примерно от 8 до 18 г/м2 в случае двухслойного покрытия. В противоположность этому стандартная бумага с покрытием обычно для обеспечения сравнимых поверхностных свойств нуждается в (массе) примерно от 10 до 20 г/м2 в случае однослойного покрытия или от 18 до 30 г/м2 в случае двухслойного покрытия. Бумага или картон могут также быть покрыты со стороны слоя, имеющего необработанную поверхность.The paper and paperboard described herein may be further provided with one or more additional layers. A topcoat containing standard components can be added to improve some properties of paper or paperboard. Examples of these standard components include pigments, binders, fillers and other special additives. The topcoat, if present, can be applied with a much lower mass than standard coatings and still give similar printability. Accordingly, the weight of the topcoat can be from about 4 to 9 g / m 2 a coating of an aqueous solution in the case of a single layer coating or from about 8 to 18 g / m 2 in the case of a two-layer coating. In contrast, coated standard paper typically needs (mass) about 10 to 20 g / m 2 in the case of a single layer coating to provide comparable surface properties, or 18 to 30 g / m 2 in the case of a two-layer coating. Paper or paperboard may also be coated on the side of a layer having an untreated surface.
Вышеизложенное далее будет проиллюстрировано с помощью конкретных примеров, которые никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие рамки формулы изобретения.The foregoing will be illustrated with specific examples, which should in no way be construed as limiting the scope of the claims.
Лист-основа, имеющий толщину примерно 10 пунктов, значение Parker Print Surf (PPS) примерно 9 микрон (10 кг давления с мягкой основой) и гладкость по Шеффилду примерно 310, может быть обработан в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения, чтобы получить обработанный лист с улучшенной гладкостью, и только с минимальным уменьшением толщины. Лист-основа может быть обработан нанесением раствора PVOH с содержанием примерно 25% твердого вещества на лист-основу с обеспечением плотности покрытия примерно 5 г/м2 сухого вещества. Затем может быть нанесен раствор сшивающего агента с таким количеством твердого вещества, чтобы получить плотность покрытия бурой по меньшей мере примерно 0,1 г/м2 сухого вещества. Влажная пленка сшитого полимера может быть сконтактирована с горячим полированным барабаном прижиманием листа к поверхности барабана. Температура поверхности барабана может быть по меньшей мере примерно 190°С. Покрытие должно быть высушено и отделено от поверхности барабана. Время контакта полимерной пленки с барабаном обычно должно быть в интервале примерно 0,5-2,0 секунд. Обработанный лист должен иметь толщину примерно от 9,6 до 10,0 пунктов, значение PPS примерно от 2,4 до 3,0 и гладкость по Шеффилду примерно 140-170.A base sheet having a thickness of about 10 points, a Parker Print Surf (PPS) value of about 9 microns (10 kg pressure with a soft base) and Sheffield smoothness of about 310 can be processed in accordance with some embodiments of the present invention to obtain a processed sheet with improved smoothness, and only with minimal reduction in thickness. The base sheet can be treated by applying a PVOH solution with a content of about 25% solids to the base sheet to provide a coating density of about 5 g / m 2 dry matter. Then a solution of a crosslinking agent with such a quantity of solids can be applied to obtain a brown coating density of at least about 0.1 g / m 2 dry matter. A wet crosslinked polymer film can be contacted with a hot polished drum by pressing the sheet against the surface of the drum. The surface temperature of the drum may be at least about 190 ° C. The coating must be dried and separated from the surface of the drum. The contact time of the polymer film with the drum should usually be in the range of about 0.5-2.0 seconds. The processed sheet should have a thickness of about 9.6 to 10.0 points, a PPS value of about 2.4 to 3.0, and a Sheffield smoothness of about 140-170.
В предпочтительном варианте осуществления в качестве полимерного материала в полимерном покрытии может быть использован раствор крахмала.In a preferred embodiment, a starch solution may be used as the polymer material in the polymer coating.
Один из аспектов изобретения относится к способу изготовления бумаги или картона. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения способ предусматривает нанесение полимерного покрытия, состоящего из сшиваемого гидрогеля, на субстрат, нанесение сшивающего раствора на полимерное покрытие на поверхности субстрата, образование при этом пленкообразующего покрытия по меньшей мере частично сшитого полимера и контактирование полимерного пленкообразующего покрытия с нагретой поверхностью, в то время как полимерное пленкообразующее покрытие еще остается влажным. Нагретая поверхность может представлять собой горячий полированный барабан с ровным гладким покрытием. Температура нагретой поверхности обычно находится в интервале от примерно 150°С до примерно 240°С. Может быть использована более высокая температура, например, около 300°С. Температура нагретой поверхности в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения находится в интервале от 180°С до примерно 200°С, и в соответствии с некоторыми вариантами осуществления она равна по меньшей мере примерно 190°С.One aspect of the invention relates to a method for manufacturing paper or paperboard. In accordance with one embodiment of the invention, the method comprises applying a polymer coating consisting of a crosslinkable hydrogel to a substrate, applying a crosslinking solution to the polymer coating on the surface of the substrate, forming a film-forming coating of at least partially crosslinked polymer and contacting the polymer film-forming coating with a heated surface, while the polymer film-forming coating is still wet. The heated surface may be a hot polished drum with a smooth smooth coating. The temperature of the heated surface is usually in the range from about 150 ° C to about 240 ° C. A higher temperature, for example, about 300 ° C., may be used. The temperature of the heated surface in accordance with some variants of the invention is in the range from 180 ° C to about 200 ° C, and in accordance with some variants of implementation, it is at least about 190 ° C.
В соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения сшиваемый полимер может быть выбран из группы, состоящей из крахмала, восковидной кукурузы, белка, поливинилового спирта, казеина, желатина, белка соевых бобов и альгинатов. В соответствии с некоторыми аспектами данного изобретения сшиваемый полимер может быть использован в количестве в интервале от примерно 60 до примерно 100% по массе сухого вещества.In accordance with specific embodiments of the invention, the crosslinkable polymer may be selected from the group consisting of starch, waxy corn, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates. In accordance with some aspects of the present invention, the crosslinkable polymer can be used in an amount in the range of from about 60 to about 100% by weight of dry matter.
В некоторых проявлениях сшивающий агент может представлять собой борат или производное бората, такое как бура, тетраборат натрия, борная кислота, фенилбороновая кислота или бутилбороновая кислота. Сшивающий агент может быть использован в количестве в интервале от примерно 1 до примерно 12% в расчете на сшиваемый полимер.In some manifestations, the crosslinking agent may be a borate or a borate derivative, such as borax, sodium tetraborate, boric acid, phenylboronic acid or butylboronic acid. The crosslinking agent can be used in an amount in the range of from about 1 to about 12%, based on the crosslinkable polymer.
Данное изобретение также относится к бумаге, полученной в соответствии с описанным здесь способом. Обработанная бумага характеризуется улучшенной гладкостью в сочетании с относительно небольшим увеличением плотности по сравнению с первичным листом.This invention also relates to paper obtained in accordance with the method described herein. Processed paper is characterized by improved smoothness combined with a relatively small increase in density compared to the primary sheet.
Поскольку желательно при контактировании с нагретым барабаном иметь покрытие во влажном состоянии, покрытие может быть увлажнено, например, нанесением воды. Один из способов предусматривает напыление воды на покрытие перед контактированием его с горячим барабаном. Однако в некоторых вариантах осуществления изобретения можно также работать без дополнительного увлажнения.Since it is desirable to have a wet coating when in contact with a heated drum, the coating may be wetted, for example, by applying water. One method involves spraying water onto a coating before contacting it with a hot drum. However, in some embodiments, the invention can also be operated without additional wetting.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в качестве растворимого полимера может быть использован крахмал. В некоторых вариантах осуществления изобретения покрытие на основе крахмала может быть успешно использовано без агента сшивания, и хорошие результаты могут быть получены без желатинирования (называемого также коагуляцией).In some embodiments, starch can be used as the soluble polymer. In some embodiments of the invention, the starch-based coating can be used successfully without a crosslinking agent, and good results can be obtained without gelation (also called coagulation).
Раствор крахмала, содержащий 2-5% антиадгезива, контактируют с нагретым барабаном в описанных выше условиях. В некоторых вариантах осуществления, если желательно увлажнение покрытия, может быть использована одна вода в виде аэрозоля, давая хорошее воспроизведение полированной поверхности. Если покрытие недостаточно твердое, процесс ведут без увлажнения водным аэрозолем. На бумажное полотно было нанесено крахмальное покрытие с 20% твердого вещества и сконтактировано с нагретым барабаном, что дало хорошее воспроизведение.A starch solution containing 2-5% release agent is contacted with a heated drum under the conditions described above. In some embodiments, if wet coating is desired, water alone may be used as an aerosol to give a good reproduction of the polished surface. If the coating is not hard enough, the process is conducted without wetting with a water spray. A starch coating with 20% solids was applied to the paper web and contacted with a heated drum, which gave good reproduction.
Испытывали также крахмальное покрытие, имеющее 25% и 30% твердого вещества. Оба указанные покрытия были отделены от барабана без прилипания, но без хорошего воспроизведения поверхности. Покрытие с 25% твердого вещества дает умеренное воспроизведение, но покрытие с 30% твердого вещества было не очень гладким. Кажется, что некоторое количество воды, присутствующее у поверхности, может помочь распространению кипения через все покрытие. Ниже некоторого количества поверхностной воды, отдельные участки поверхности, еще могут иметь достаточное кипение, чтобы дать хорошее воспроизведение поверхности барабана, но другие площади поверхности не могут. Таким образом, без увлажнения поверхности водным аэрозолем, когда твердого вещества больше 20%, процент площади, которая воспроизводит поверхность гладкого барабана, уменьшается с увеличением покрывающего твердого вещества, пока при примерно 30% покрывающего твердого вещества не достигает малого или никакого воспроизведения гладкости поверхности. Если на поверхность покрытия с 30% твердого вещества распыляют достаточное количество воды перед контактированием с нагретым барабаном, может быть получено полное воспроизведение поверхности. Мы ожидали такого соотношения также в результате абсорбционной способности сырья, массы покровного слоя, вязкости покрытия и скорости процесса. Должна быть (предусмотрена) возможность установления влияния указанных параметров путем дополнительных опытов.A starch coating having 25% and 30% solids was also tested. Both of these coatings were separated from the drum without sticking, but without good reproduction of the surface. A coating with 25% solids gives moderate reproduction, but a coating with 30% solids was not very smooth. It seems that some of the water present at the surface can help spread boiling through the entire coating. Below a certain amount of surface water, individual sections of the surface may still have sufficient boiling to give a good reproduction of the surface of the drum, but other surface areas cannot. Thus, without wetting the surface with an aqueous aerosol, when the solids are greater than 20%, the percentage of the area that reproduces the surface of the smooth drum decreases with an increase in the coating solid, until at about 30% of the coating solid there is little or no reproduction of surface smoothness. If enough water is sprayed onto a coating surface with 30% solids before contacting the heated drum, a complete reproduction of the surface can be obtained. We also expected this ratio as a result of the absorption capacity of the raw materials, the mass of the coating layer, the viscosity of the coating and the speed of the process. There should be (provided) the possibility of establishing the influence of these parameters through additional experiments.
Описанные выше примеры проведены с хромированной поверхностью нагретого барабана. Примеры, описанные ниже, были проведены после замены покрытия барабана на покрытие из карбида вольфрама. В каждом из указанных примеров для сбора данных было произведено несколько серий опытов. Серия опытов состоит из нагревания барабана примерно до 190°С, установления уровня аэрозоля, нанесения на бумажное полотно покрытия способом нанесения стержнем дозирующего клапана, возможно, последующего увлажнения аэрозолем (который может дополнительно содержать сшивающий агент) и затем контактирования полотна с барабаном при 35 футах в минуту. Температуру барабана во время серии опытов варьировали от 180°С до 190°. Единственным переменным, который менялся во время серии опытов, была масса покрытия, нанесенного стержнем дозирующего клапана. В различных сериях опытов на оборудовании изменяли тип покрытия, твердые вещества покрытия или степень распыления. Массу покрытия измеряли по разности весов и описывали как абсолютно сухую. Некоторые опыты проводили с агентами сшивания в самом покрытии, например, когда использовали такой материал, как крахмал, который сшивается непрочно.The examples described above were carried out with the chromed surface of a heated drum. The examples described below were carried out after replacing the drum cover with a tungsten carbide coating. In each of these examples, several series of experiments were performed to collect data. A series of experiments consists of heating the drum to about 190 ° C, establishing the level of aerosol, applying a coating to the paper web by applying the metering valve with a rod, possibly wetting it with an aerosol (which may additionally contain a crosslinking agent), and then contacting the web with the drum at 35 feet a minute. The temperature of the drum during a series of experiments ranged from 180 ° C to 190 °. The only variable that changed during the series of experiments was the mass of the coating applied by the metering valve rod. In various series of experiments on equipment, the type of coating, coating solids or degree of atomization were changed. The coating weight was measured by the difference in weights and described as absolutely dry. Some experiments were carried out with crosslinking agents in the coating itself, for example, when using a material such as starch, which does not stitch well.
Пример 1Example 1
В качестве субстрата, на который наносили и (на котором) обрабатывали образец покрывной композиции, использовали минимально спрессованный лист-основу весом 111 фунтов/3000 футов2. Первое покрытие представляло собой 95 мас.% CELVOL 203S поливиниловый спирт (PVOH) и 5% Emtal 50VCS, в качестве антиадгезива использовали триглицерид. Твердые вещества покрытия составляли 20 мас.%. Покрытие наносили стержнем дозирующего клапана. В таблице 1 приведены образцы и условия испытания. Образец 1.1 был изготовлен распылением покрытия со сшивающим раствором, содержащим 3 мас.% буры и 1 мас.% сульфированного касторового масла в качестве антиадгезива. Скорость распыления была 48 миллилитров в минуту. Образец хорошо воспроизводил барабан и отделялся от барабана без прилипания. Было получено значительное улучшение гладкости с минимальной потерей толщины. Условия опыта 1.2 были те же, за исключением того, что в распыляемом растворе не была использована бура. В отсутствие буры для сшивания поливинилового спирта покрытие не отделялось от поверхности барабана, и часть пленки оставалась на поверхности барабана. Указанный опыт четко показал преимущество сшивания поливинилового спирта.As a substrate on which a coating composition sample was applied and (on which) was processed, a minimally pressed base sheet weighing 111 lbs / 3000 ft 2 was used . The first coating was 95 wt.% CELVOL 203S polyvinyl alcohol (PVOH) and 5% Emtal 50VCS, triglyceride was used as a release agent. The solids of the coating were 20 wt.%. The coating was applied with a metering valve rod. Table 1 shows the samples and test conditions. Sample 1.1 was made by spraying a coating with a crosslinking solution containing 3 wt.% Borax and 1 wt.% Sulfonated castor oil as a release agent. The spraying rate was 48 milliliters per minute. The sample reproduced the drum well and separated from the drum without sticking. Significant improvement in smoothness was obtained with minimal loss of thickness. Test conditions 1.2 were the same, except that no borax was used in the sprayed solution. In the absence of a borax for crosslinking polyvinyl alcohol, the coating did not separate from the surface of the drum, and part of the film remained on the surface of the drum. The indicated experience clearly showed the advantage of crosslinking polyvinyl alcohol.
Образцы и условия испытанияTABLE
Samples and test conditions
аэрозольspray can
5% триглицерида95 wt.% Starch
5
В другой серии опытов для сравнения характеристик полимера поливиниловый спирт был заменен на карбоксиметилцеллюлозу (СМС). Карбоксиметицеллюлоза представляла собой FINFIXX 30, который мог быть использован только при 7% твердого вещества из-за вязкости покрытия. Покрытие было составлено из 95% полимера и 5% Emtal. Образцы 1.3 и 1.4 представляют собой две различные массы покрытия, распыленные со скоростью 48 мл/мин эмульсии буры. Покрытие хорошо воспроизводит поверхность барабана и полностью отделяется от барабана. Гладкость была улучшена с минимальной потерей толщины, но гладкость была не столь хороша, как в случае поливинилового спирта. Для серии опытов, которая образовала пример 1.5, в эмульсии не использовали буру. Покрытие хорошо воспроизводило поверхность барабана и полностью отделялось от барабана. В результате удаления буры гладкость была улучшена. Это показывает, что несшитое покрытие может воспроизводить (поверхность) и отделяться от барабана, что свидетельствует о том, что в указанном процессе могут быть использованы, кроме сшитых, и другие материалы.In another series of experiments, to compare polymer characteristics, polyvinyl alcohol was replaced with carboxymethyl cellulose (SMS). Carboxymethyl cellulose was FINFIXX 30, which could only be used with 7% solids due to the viscosity of the coating. The coating was composed of 95% polymer and 5% Emtal. Samples 1.3 and 1.4 are two different coating weights sprayed at a rate of 48 ml / min of borax emulsion. The coating reproduces the surface of the drum well and is completely separated from the drum. Smoothness was improved with minimal loss of thickness, but smoothness was not as good as in the case of polyvinyl alcohol. For the series of experiments that formed Example 1.5, no borax was used in the emulsion. The coating well reproduced the surface of the drum and was completely separated from the drum. As a result of borax removal, smoothness has been improved. This shows that the non-crosslinked coating can reproduce (surface) and separate from the drum, which indicates that other materials can be used in addition to the crosslinked ones in this process.
Пример 2Example 2
В качестве субстрата, на который наносили и (на котором) обрабатывали образец покрывной композиции, использовали минимально спрессованный лист-основу с рабочим весом 111 фунтов/3000 футов2. Первое покрытие представляло собой 95 мас.% в сухой массе крахмала CLEER-COTE 625 (крахмал восковидной кукурузы с модифицированной вязкостью) и 5% Emtal 50 VCS, триглицерид использовали в качестве антиадгезива. Сухое вещество покрытия составляло 20 мас.%. Покрытие наносили стержнем дозирующего клапана. Образец 2.1 получали распылением покрытия со сшивающим раствором, содержащим 3 мас.% буры и 1 мас.% сульфированного касторового масла в качестве антиадгезива. Скорость распыления была 46 миллилитров в минуту. Образец хорошо воспроизводил поверхность барабана и отделялся от барабана без прилипания. Получали заметное улучшение гладкости при минимальной потере толщины. Образцы 2.2, 2.3, 2.4 и 2.5 получали с различными массами покрытия того же состава, но эмульсия не содержала буры. Все образцы хорошо воспроизводили поверхность и полностью отделялись от барабана. Образцы 2.6 и 2.7 вообще получали без аэрозоля. Образцы хорошо воспроизводили поверхность и полностью отделялись. Значения гладкости были не совсем хороши, но еще имели значительно улучшенную гладкость при минимальном уменьшении толщины. Это показывает, что способ может работать без увлажняющего аэрозоля.As a substrate on which a coating composition sample was applied and (on which) was processed, a minimally pressed base sheet with a working weight of 111 lbs / 3000 ft 2 was used . The first coating was 95% by weight in dry weight of CLEER-COTE 625 starch (modified viscosity waxy maize starch) and 5
Пример 3Example 3
Указанный опыт был продолжением примера 2, в котором изучали влияние твердофазного покрытия. Образцы 3.1 и 3.2 проводили при 23% твердофазных покрытиях без увлажнения распылением. Были получены хорошее воспроизведение и отделение. Для примеров 3.3 и 3.4 твердофазные покрытия увеличивали до 25,7% и снова наносили без увлажнения распылением. Получали полное отделение, но было достигнуто неполное воспроизведение поверхности. На основе визуального контроля было воспроизведено только 90-95% поверхности. Для образцов 3.5. и 3.6 брали те же указанные 25,7% твердофазных покрытий и производили увлажнение распылением при скорости 48 мл/мин. Воспроизведение поверхности было полным и значения гладкости существенно улучшены. Для образцов с 3.7 по 3.12 использовали 30% твердофазные покрытия. Если не применяли увлажнения распылением (3.7), достигали полного отделения, но был воспроизведен только небольшой процент поверхности. Если применяли увлажнение распылением при скорости 48 мл/мин (3.8), воспроизведение в значительной степени улучшалось, но поверхность была еще пятнистой с участками плохого воспроизведения. Если увлажнение распылением увеличивали до скорости 98 мл/мин (3.9, 3.10, 3.11 и 3.12), воспроизведение было полным и гладкость была в значительной степени улучшена с минимальным уменьшением толщины. Затем твердофазные покрытия уменьшали. Хорошее отделение и полное воспроизведение было получено при 17,5% твердофазных покрытий (3.13, 3.14) без применения увлажнения распылением. При 10% твердофазных покрытий (3.15) при отсутствии увлажнения распылением низкая вязкость покрытия привела к уменьшенной массе покрытия и увеличенной абсорбции покрытия в лист, так что имело место слабое воспроизведение.The indicated experiment was a continuation of Example 2, in which the effect of the solid-phase coating was studied. Samples 3.1 and 3.2 were carried out at 23% solid-phase coatings without spray wetting. Good reproduction and separation were obtained. For examples 3.3 and 3.4, solid-phase coatings were increased to 25.7% and again applied without spray wetting. A complete separation was obtained, but incomplete surface reproduction was achieved. Based on visual inspection, only 90-95% of the surface was reproduced. For samples 3.5. and 3.6 took the same indicated 25.7% solid phase coatings and spray wetted at a rate of 48 ml / min. Surface reproduction was complete and smoothness values were significantly improved. For samples from 3.7 to 3.12, 30% solid-phase coatings were used. If spray wetting was not used (3.7), complete separation was achieved, but only a small percentage of the surface was reproduced. If spray wetting was used at a rate of 48 ml / min (3.8), reproduction was significantly improved, but the surface was still spotty with areas of poor reproduction. If spray wetting was increased to a rate of 98 ml / min (3.9, 3.10, 3.11 and 3.12), reproduction was complete and smoothness was greatly improved with minimal reduction in thickness. Then, solid phase coatings were reduced. Good separation and full reproduction was obtained with 17.5% solid-phase coatings (3.13, 3.14) without spray wetting. With 10% solid-phase coatings (3.15) in the absence of spray wetting, the low viscosity of the coating resulted in a reduced coating weight and increased absorption of the coating in the sheet, so that poor reproduction occurred.
Образцы гладких продуктов, полученные с применением крахмала в качестве полимерного покрытия, при 20% твердофазного покрытия, сверху покрывали обычным пигментированным глиняным покрытием (примерно две трети глины и одна треть карбоната с латексным связующим, нанесенным в виде единичного покрытия примерно 10 фунтов/3000 футов2), наносимым поверх гладкого полимерного слоя. Указанные образцы затем разрезали в поперечном сечении для испытания морфологии слоя покрытия. Поперечные сечения делали замораживанием образцов в жидком азоте и затем раскалыванием образцов пополам (разрушение замораживанием). Кромки с поперечными трещинами образцов (например, поперечные сечения) затем изучали под микроскопом.Samples of smooth products obtained using starch as a polymer coating, with a 20% solid phase coating, were coated on top with a conventional pigmented clay coating (about two-thirds of the clay and one-third of the carbonate with a latex binder applied as a unit coating of about 10 pounds / 3000 ft 2 ) applied over a smooth polymer layer. These samples were then cut in cross section to test the morphology of the coating layer. Cross sections were made by freezing the samples in liquid nitrogen and then splitting the samples in half (destruction by freezing). Edges with transverse cracks of samples (for example, cross sections) were then examined under a microscope.
На микроснимках обнаруживали, что в слое полимерного покрытия существуют полости, как показано на ФИГ.2 при помощи 9, которая включает измерительные линейки для определения их масштаба. Для ФИГ.2-5 увеличение микроскопа было 1000 и мерные линейки были 20 микрон в длину. На ФИГ.2, как примерной, структура, как показано, содержит картонный субстрат 110. Толщина субстрата обычно простирается ниже площади микроснимка. Вследствие способа разрушения замораживанием субстрат 110, как показано на микроснимке, иногда отделен или частично отделен от слоя полимера 120. Поэтому верхняя граница субстрата 110 может быть показана только приблизительно при помощи заключенного в скобки расстояния, обозначающего субстрат.In the micrographs, it was found that cavities exist in the polymer coating layer, as shown in FIG. 2 using 9, which includes measuring rulers to determine their scale. For FIGURE 2-5, the magnification of the microscope was 1000 and the measuring rulers were 20 microns in length. In FIG. 2, as an example, the structure, as shown, contains a
В указанных образцах слой полимерного покрытия 120 был нанесен на субстрат 110 и высушен на нагретом барабане, как описано выше. Затем было нанесено и высушено верхнее покрытие 130. Термин "полимерное покрытие" используют здесь для того, чтобы описать, что слой, нанесенный, как описано выше, затем контактируют во влажном состоянии с нагретым барабаном. Термин "верхнее покрытие" используют, чтобы обозначить внешний слой, который был нанесен как один слой. Очевидно, что "верхнее покрытие" может быть нанесено более чем одним слоем и может представлять собой покрывной материал, отличающийся от использованных здесь.In these samples, a layer of
В слое полимерного покрытия 120 видны пустоты 121, как показано на ФИГ.2-9. На ФИГ.2, например, показаны некоторые пустоты 121, в слое полимерного покрытия 120 с пустотами - примерно от 5 до 20 микрон в поперечном измерении. Предполагают, что их размер, идущий "в" растреснутый образец, примерно той же величины. Пустоты обычно считают до некоторой степени "выровненными" в "вертикальном" направлении, то есть идущими в толщину образца. Пустоты также, кажется, имеют "стенки", которые относительно гладкие и обычно тонкие. Указанные тонкие стенки наиболее очевидны, как видно между соседними пустотами. Когда стенка пустоты находится по соседству с верхним покрытием 130, ее толщина может быть плохо видимой, но вывод о ее присутствии может быть сделан вследствие контура меньшей гладкости верхнего покрытия 130, соседнего с пустотой.
ФИГ.3 представляет собой пример микроснимка, показывающего несколько пустот 121 в слое полимерного покрытия. Пустоты кажутся распространяющимися над площадью, эквивалентной более чем половине площади покрытой поверхности. Слой полимерного покрытия на указанном микроснимке плохо определен.FIG. 3 is an example of a micrograph showing
ФИГ.4 представляет собой пример микроснимка, показывающего несколько пустот 121 в слое полимерного покрытия 120. Стенки пустот кажутся относительно тонкими, как очевидно из появления некоторой полупрозрачности в стенках двух пустот.FIG. 4 is an example micrograph showing
Для ФИГ.5-9 увеличение микроскопа было 500 и измерительные линейки были длиной 50 микрон. На ФИГ.5 показано несколько пустот 121 в полимерном слое 120 с индивидуальными измерительными линейками, показывающими размеры выбранных пустот, например, двигаясь слева направо, измерения 10,5 микрон в вертикальном направлении, 36 микрон в поперечном направлении, 10,6 микрон в вертикальном направлении и 36,3 микрон в поперечном направлении. И в этом случае пустоты кажутся распространяющимися над поверхностью, эквивалентной примерно половине площади поверхности с покрытием.For FIGS. 5-9, the magnification of the microscope was 500 and the measuring lines were 50 microns long. FIG. 5 shows
На ФИГ.6 показан другой образец с аналогичными измерительными линейками; например, двигаясь обычно слева направо, (получают) измерение 8,66 микрон в вертикальном направлении, 32,1 микрон в поперечном направлении, 11,8 микрон в вертикальном направлении и 22,7 микрон в поперечном направлении. Измерения, такие как на ФИГ.5 и 6, были отобраны для использования в диаграмме, обсужденной далее на ФИГ.17.FIG. 6 shows another sample with similar gauges; for example, moving usually from left to right, (get) a measurement of 8.66 microns in the vertical direction, 32.1 microns in the transverse direction, 11.8 microns in the vertical direction and 22.7 microns in the transverse direction. Measurements, such as in FIGS. 5 and 6, were selected for use in the diagram discussed further in FIG. 17.
На ФИГ.7 показаны пустоты 121 в полимерном слое 120, включая несколько, отражающих обычно выровненный аспект. Пустоты кажутся распространяющимися над площадью, эквивалентной почти всей площади поверхности с покрытием. На ФИГ.8 показан другой образец со сходно распространенными пустотами 121. Видны некоторые участки стенок пустот. На ФИГ.9 показан еще один образец, в котором пустоты 121 кажутся распространяющимися над пространством, эквивалентным почти всей площади поверхности.FIG. 7 shows
Другие образцы гладких продуктов, полученные с применением крахмала в качестве полимерного покрытия, при 20% сухого вещества, не покрывали сверху. Указанные образцы были поперечно разрезаны для исследования морфологии слоя покрытия. Поперечное разрезание производили путем замораживания образца в жидком азоте с последующим разламыванием образца пополам (растрескивание замораживанием). Растреснутые кромки образцов (например, поперечные сечения) затем рассматривали под микроскопом, как показано на ФИГ. с 10 по 12, которые содержат мерные линейки для определения их масштаба. Увеличение микроскопа было 1000, и измерительные линейки имели в длину 20 микрон. На ФИГ.10 показан полимерный слой 120, который содержит полости 121 и имеет очень гладкую внешнюю поверхность. Полимерный слой находится на картонном субстрате 110 и отмечено одно из целлюлозных волокон 112. Толщина субстрата обычно простирается ниже площади микроснимка.Other samples of smooth products obtained using starch as a polymer coating, with 20% dry matter, were not coated on top. These samples were transversely cut to study the morphology of the coating layer. Cross cutting was performed by freezing the sample in liquid nitrogen, followed by breaking the sample in half (cracking by freezing). The cracked edges of the samples (e.g., cross sections) were then examined under a microscope, as shown in FIG. 10 to 12, which contain measuring rulers to determine their scale. The magnification of the microscope was 1000, and the measuring lines were 20 microns in length. FIG. 10 shows a
На ФИГ.11 и 12 показаны дополнительные микроснимки образцов, которые были покрыты полимером, но не были покрыты сверху. И в этом случае очевидна гладкость полимерного слоя 120, как и лежащие под ним пустоты 121. Стенки пустот часто совпадают с поверхностью полимерного покрытия.11 and 12 show additional micrographs of samples that were coated with a polymer, but were not coated on top. And in this case, the smoothness of the
На ФИГ.13 (при 200-кратном увеличении) и на ФИГ.14 (при 500-кратном увеличении) показаны поверхности образцов, как они выглядят под сканирующим электронным микроскопом. Указанные образцы не были снабжены верхним покрытием 130. Более крупные нитевидные структуры 112 представляют собой волокна целлюлозы субстрата 110. Более мелкие клеткоподобные структуры 122, которые кажутся тонкой сеткой или ситом, представляют собой отдельные пустоты в полимерном слое 120. Полимерный слой здесь кажется по существу прозрачным, за исключением стенок пустот.FIG. 13 (at 200 × magnification) and FIG. 14 (at 500 ×) show the surfaces of the samples as they appear under a scanning electron microscope. These samples were not provided with a
На ФИГ.15 и 16 показаны поверхности образцов, как они выглядят под сканирующим электронным микроскопом с обратным рассеиванием. Указанные образцы не были снабжены верхним покрытием 130. Более крупные нитевидные структуры 112 представляют собой волокна целлюлозы субстрата 110. Более мелкие клеткоподобные структуры 122, которые кажутся тонкой сеткой или ситом, представляют собой стенки отдельных пустот в полимерном слое 120. Полимерный слой здесь кажется по существу прозрачным, за исключением стенок пустот. Пустоты кажутся распределенными над всей поверхностью.FIGS. 15 and 16 show the surfaces of the samples as they appear under a backscattering scanning electron microscope. These samples were not provided with a
ФИГ.17 представляет собой диаграмму, показывающую распределение размеров пустот на основании примерно 90 измерений каждой пустоты в ширину (поперечный размер) и высоту (вертикальный размер на микроснимках). Измерения показывают среднюю ширину пустоты (измеренную в направлении, параллельном толщине образца) примерно 19 микрон со стандартным отклонением примерно 9 микрон. Измерения показывают среднюю высоту пустоты (измеренную в направлении, идущем "внутрь" толщины образца) примерно 10 микрон со стандартным отклонением примерно 4 микрона.FIG. 17 is a diagram showing the distribution of void sizes based on approximately 90 measurements of each void in width (transverse dimension) and height (vertical dimension in micrographs). The measurements show an average void width (measured in a direction parallel to the thickness of the sample) of about 19 microns with a standard deviation of about 9 microns. Measurements show an average void height (measured in the direction "inward" of the sample thickness) of about 10 microns with a standard deviation of about 4 microns.
Указанные размеры пустот кажутся характерными для изученных здесь образцов. Однако они не являются ограничивающими, поскольку изменения в материалах или условиях процесса могут давать другие размеры.The indicated sizes of voids seem characteristic of the samples studied here. However, they are not limiting since changes in materials or process conditions may give other dimensions.
Существует гипотеза, что пузырьки пара создают указанные пустоты в то время, когда покрытие находится в контакте с нагретым барабаном и что пузырьки могут обеспечивать силу, способствующую удерживанию покрытия в контакте с барабаном. Образующиеся пустоты обычно помогают соединять просветы между иногда неровным слоем субстрата 110 и гладкой поверхностью нагретого барабана. Таким образом, высушенное полимерное покрытие имеет гладкую воспроизведенную поверхность, которая является более гладкой, чем слой субстрата 110. Считают, что многие или большинство пустот остаются невредимыми, когда наносят верхнее покрытие 130. Поэтому верхнее покрытие может заканчиваться более гладким из-за относительно гладкого лежащего ниже полимерного слоя 120. Это кажется преимуществом, достигнутым изобретением. Наряду с гипотетическим влиянием пузырьков на помощь в создании гладкой воспроизведенной поверхности пузырьки могут также способствовать более низкой плотности продукта.There is a hypothesis that the vapor bubbles create these voids while the coating is in contact with the heated drum and that the bubbles can provide a force to keep the coating in contact with the drum. The resulting voids usually help to connect the gaps between the sometimes uneven layer of
Условия в зазоре между прижимным роликом 24 и горячим барабаном 22 может влиять на образование пустот в полимерном покрытии. В зависимости от твердости прижимного ролика и диаметров прижимного ролика и горячего барабана может быть необходимым регулировать нагрузку в зазоре (например, PLI- коэффициент потерь мощности на зазор), чтобы достичь в зазоре кипения, которое создает пустоты.The conditions in the gap between the
Бумага или картон с полимерным покрытием, созданные указанным способом, могут быть использованы в любых случаях, когда желательны гладкий субстрат или конечный продукт. Бумага или картон с полимерным покрытием могут быть использованы как таковые (например, как показано на ФИГ.10-16), или они могут быть использованы в качестве субстрата для нанесения дополнительных покрытий или других обработок (например, верхнего покрытия 130, показанного на ФИГ.2-9, или других покрытий). Дополнительные отделочные материалы или процессы могут быть применены к бумаге или картону с полимерным покрытием с или без дополнительных покрытий. Например, могут быть нанесены одно или более дополнительных покрытий, как обычно бывает в случае основного покрытия, верхнего покрытия и третьего покрытия стандартных бумажных или картонных субстратов. Могут быть применены процессы каландрования, перед или после возможного дополнительного нанесения покрытия. Например, могут быть нанесены одно или более дополнительных покрытий с последующей стадией глянцевого каландрования.Polymer coated paper or paperboard created by this method can be used in any case where a smooth substrate or final product is desired. The polymer coated paper or board can be used as such (for example, as shown in FIGS. 10-16), or they can be used as a substrate for applying additional coatings or other treatments (for example,
Способы изготовления и использования материалов с полимерным покрытием в соответствии с изобретением должны быть очевидны из одного лишь описания материала и процесса, как представлено здесь. Поэтому дополнительного обсуждения или иллюстрации указанных материалов или способов не требуется.Methods of manufacturing and using polymer coated materials in accordance with the invention should be apparent from the mere description of the material and process, as presented here. Therefore, additional discussion or illustration of these materials or methods is not required.
Хотя описаны и проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления изобретения, должно быть очевидно, что может быть сделано много модификаций вариантов осуществления и выполнения изобретения без отступления от сущности и рамок изобретения. Хотя проиллюстрированные здесь предпочтительные варианты осуществления описаны в связи с бумажным или картонным субстратом, указанные варианты осуществления могут быть легко выполнены в соответствии с изобретением на других субстратах, включая, но не ограничиваясь ими, текстиль, нетканые изделия, волокнистые материалы, субстраты из полимолочной кислоты и пористые пленки.Although preferred embodiments of the invention have been described and illustrated, it should be apparent that many modifications of the embodiments and embodiments of the invention can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Although the preferred embodiments illustrated herein are described in connection with a paper or paperboard substrate, these embodiments can be easily made in accordance with the invention on other substrates, including, but not limited to, textiles, nonwoven products, fibrous materials, polylactic acid substrates and porous films.
Поэтому понятно, что изобретение не ограничено конкретными предложенными (или очевидными из предложенных) здесь вариантами осуществления, но ограничено только приведенной формулой изобретения.Therefore, it is clear that the invention is not limited to the specific proposed (or obvious from the proposed) here options for implementation, but is limited only by the claims.
Claims (27)
субстрат, выбранный из бумаги или картона; и
покрытие на субстрате, включающее водорастворимый полимер и антиадгезив, где водорастворимый полимер включает по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты, и
в котором внутри покрытия образованы пустоты.1. A paper product used for printing or packaging, including:
substrate selected from paper or paperboard; and
a coating on a substrate comprising a water soluble polymer and a release agent, wherein the water soluble polymer comprises at least one of the following polymers: starch, waxy corn starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates, and
in which voids are formed inside the coating.
субстрат, выбранный из бумаги или картона; и
покрытие на субстрате, включающее водорастворимый полимер и антиадгезив, где водорастворимый полимер включает по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты, и по существу не содержит эластомерного материала,
в котором покрытие включает поверхность, которая имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц, и
в котором под поверхностью покрытия образованы пустоты.2. A paper product used for printing or packaging, including:
substrate selected from paper or paperboard; and
a substrate coating comprising a water soluble polymer and a release agent, wherein the water soluble polymer comprises at least one of the following polymers: starch, waxy corn starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates, and is substantially free of elastomeric material ,
in which the coating includes a surface that has a Sheffield smoothness of less than about 300 units, and
in which voids are formed below the surface of the coating.
субстрат, выбранный из бумаги или картона; и
покрытие на субстрате, включающее водорастворимый полимер, содержащий по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты, и по существу не содержит эластомерного материала, и
в котором внутри покрытия образованы пустоты.3. A paper product used for printing or packaging, including:
substrate selected from paper or paperboard; and
a coating on a substrate comprising a water-soluble polymer containing at least one of the following polymers: starch, waxy corn starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates, and is substantially free of elastomeric material, and
in which voids are formed inside the coating.
субстрат, выбранный из бумаги или картона; и
покрытие на субстрате, включающее водорастворимый полимер, содержащий по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты, и
в котором покрытие включает поверхность, которая имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц, и
в котором под поверхностью первого покрытия образованы пустоты.7. A paper product used for printing or packaging, including:
substrate selected from paper or paperboard; and
a coating on a substrate comprising a water-soluble polymer containing at least one of the following polymers: starch, waxy corn starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates, and
in which the coating includes a surface that has a Sheffield smoothness of less than about 300 units, and
in which voids are formed below the surface of the first coating.
нанесение на субстрат пленки водного раствора полимера,
фиксация водного раствора полимера путем
контактирования водного раствора полимера с нагретой поверхностью так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот, которые остаются в водном растворе полимера,
где стадия фиксации включает по меньшей мере частичное высыхание водного раствора полимера.13. A method of processing a substrate for a paper product according to one of claims 1 to 12, comprising the steps of:
applying a film of an aqueous polymer solution to the substrate,
fixation of an aqueous polymer solution by
contacting the aqueous polymer solution with a heated surface so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids that remain in the aqueous polymer solution,
where the stage of fixation includes at least partial drying of the aqueous polymer solution.
нанесение на субстрат покрытия водного раствора полимера в виде пленки,
в котором покрытие включает водорастворимый полимер и антиадгезив, фиксация пленки путем контактирования ее в течение менее примерно 3 с с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке,
где стадия фиксации включает по меньшей мере частичное высыхание пленки.16. A method of processing a substrate for a paper product according to one of claims 1 to 12, comprising the steps of:
coating the substrate with an aqueous polymer solution in the form of a film,
in which the coating includes a water-soluble polymer and a release agent, fixing the film by contacting it for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film,
where the stage of fixation includes at least partial drying of the film.
нанесение на субстрат покрытия водного раствора полимера в виде пленки,
в котором покрытие включает водорастворимый полимер и по существу не содержит эластомерного материала;
фиксация пленки путем контактирования ее в течение менее примерно 3 с с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке,
где стадия фиксации включает по меньшей мере частичное высыхание пленки.17. A method of processing a substrate for a paper product according to one of claims 1 to 12, comprising the steps of:
coating the substrate with an aqueous polymer solution in the form of a film,
wherein the coating comprises a water-soluble polymer and is substantially free of elastomeric material;
fixing the film by contacting it for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film,
where the stage of fixation includes at least partial drying of the film.
нанесение на субстрат покрытия водного раствора полимера в виде пленки,
фиксация пленки путем контактирования ее в течение менее примерно 3 с с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке, где стадия фиксации включает по меньшей мере частичное высыхание пленки,
в котором покрытие включает поверхность,
которая после высыхания имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц.20. A method of processing a substrate for a paper product according to one of claims 1 to 12, comprising the steps of:
coating the substrate with an aqueous polymer solution in the form of a film,
fixing the film by contacting it for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film, where the stage of fixing involves at least partial drying of the film,
in which the coating includes a surface,
which after drying has a Sheffield smoothness of less than about 300 units.
в котором субстрат представляет собой субстрат в виде
полотна или листа и включает по меньшей мере один из следующих компонентов: целлюлоза, бумага, картон, ткань, волокнистый материал, пористый материал, пористая пленка или полимолочная кислота;
в котором водный раствор полимера включает сшиваемый полимер и по существу не содержит эластомерного материала;
в котором сшивающий агент включают в покрытие или наносят на покрытие перед контактированием пленки с нагретой поверхностью;
где сшивающий агент содержит по меньшей мере один из следующих компонентов: бура, бораты, альдегиды, соли аммония, соединения кальция и их производные;
в котором покрытие включает в сухой массе по меньшей мере 60% водорастворимого полимера и до 10% антиадгезива; в котором антиадгезив включает по меньшей мере один из следующих компонентов: воск, нефтяной воск, растительный воск, животный воск, синтетический воск, металлические мыла жирных кислот, стеараты металлов, длинноцепные алкильные производные, эфиры жирных кислот, амиды жирных кислот, амины жирного ряда, жирные кислоты, спирты жирного ряда, полимеры, полиолефины, кремнийорганические полимеры, фторполимеры, природные полимеры, фторированные соединения, фторированные жирные кислоты и их комбинации;
в котором покрытие включает по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты; в котором по меньшей мере 50% поверхности покрытия имеет подповерхностные пустоты с поперечным размером по меньшей мере 5 микрон; в котором поверхность покрытия имеет гладкость по Шеффилду, выбранную в пределах менее примерно 200 единиц или менее примерно 150 единиц;
способ, дополнительно предусматривающий стадию нанесения дополнительного покрытия, после по меньшей мере частичного высыхания пленки, в котором дополнительное покрытие включает по меньшей мере один из следующих компонентов: пигменты, связующие и наполнители.21. The method according to claim 20, in which the film is in contact with a heated surface for a time selected in the range of less than about 2 s or less than about 0.5 s;
in which the substrate is a substrate in the form
fabric or sheet and includes at least one of the following components: cellulose, paper, cardboard, fabric, fibrous material, porous material, porous film or polylactic acid;
in which the aqueous polymer solution includes a crosslinkable polymer and is substantially free of elastomeric material;
in which a crosslinking agent is included in the coating or applied to the coating before contacting the film with a heated surface;
where the crosslinking agent contains at least one of the following components: borax, borates, aldehydes, ammonium salts, calcium compounds and their derivatives;
in which the coating includes in a dry mass of at least 60% of a water-soluble polymer and up to 10% of a release agent; in which the release agent includes at least one of the following components: wax, petroleum wax, vegetable wax, animal wax, synthetic wax, metal soaps of fatty acids, metal stearates, long chain alkyl derivatives, esters of fatty acids, amides of fatty acids, fatty amines, fatty acids, fatty alcohols, polymers, polyolefins, organosilicon polymers, fluoropolymers, natural polymers, fluorinated compounds, fluorinated fatty acids and combinations thereof;
wherein the coating comprises at least one of the following polymers: starch, waxy corn starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein, and alginates; in which at least 50% of the surface of the coating has subsurface voids with a transverse size of at least 5 microns; in which the surface of the coating has a Sheffield smoothness selected in the range of less than about 200 units or less than about 150 units;
a method further comprising the step of applying an additional coating, after at least partially drying the film, in which the additional coating includes at least one of the following components: pigments, binders and fillers.
нанесение на субстрат покрытия водного раствора полимера в виде пленки,
в котором покрытие включает водорастворимый полимер, антиадгезив и по существу не содержит эластомерного материала,
фиксация пленки путем контактирования ее в течение менее примерно 3 с с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в пленке,
где стадия фиксации включает по меньшей мере частичное высыхание пленки, в котором покрытие включает поверхность, которая после высыхания имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц.22. A method of processing a substrate for a paper product according to one of claims 1 and 2, comprising the steps of:
coating the substrate with an aqueous polymer solution in the form of a film,
in which the coating includes a water-soluble polymer, a release agent and essentially does not contain elastomeric material,
fixing the film by contacting it for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the film,
wherein the fixing step comprises at least partially drying the film, wherein the coating includes a surface that, after drying, has a Sheffield smoothness of less than about 300 units.
в котором субстрат состоит из полотна или листа и включает
по меньшей мере один из следующих компонентов: целлюлоза, бумага, картон, ткань, волокнистый материал, пористый материал, пористая пленка или полимолочная кислота;
в котором водорастворимый полимер включает сшиваемый полимер;
в котором сшивающий агент включают в покрытие или наносят на покрытие перед контактированием пленки с нагретой поверхностью;
в котором сшивающий агент содержит по меньшей мере один из следующих компонентов: бура, бораты, альдегиды, соли аммония, соединения кальция и их производные;
в котором покрытие включает в сухой массе по меньшей мере 60% водорастворимого полимера и до 10% антиадгезива, который включает по меньшей мере один из следующих компонентов: воск, нефтяной воск, растительный воск, животный воск, синтетический воск, металлические мыла жирных кислот, стеараты металлов, длинноцепные алкильные производные, эфиры жирных кислот, амиды жирных кислот, амины жирного ряда, жирные кислоты, спирты жирного ряда, полимеры, полиолефины, кремнийорганические полимеры, фторполимеры, природные полимеры, фторированные соединения, фторированные жирные кислоты и их комбинации;
в котором покрытие включает по меньшей мере один из следующих компонентов: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты;
в котором по меньшей мере 50% поверхности покрытия имеет подповерхностные пустоты с поперечным размером по меньшей мере 5 микрон;
в котором поверхность покрытия имеет гладкость по Шеффилду, выбранную в пределах менее примерно 200 единиц или менее примерно 150 единиц;
способ дополнительно включает стадию нанесения дополнительного покрытия, после по меньшей мере частичного высыхания пленки, в котором дополнительное покрытие включает по меньшей мере один из следующих компонентов: пигменты, связующие и наполнители.23. The method according to item 22, in which the film is in contact with a heated surface for a time selected in the range of less than about 2 s or less than about 0.5 s;
in which the substrate consists of a web or sheet and includes
at least one of the following components: cellulose, paper, cardboard, fabric, fibrous material, porous material, porous film or polylactic acid;
in which the water-soluble polymer includes a crosslinkable polymer;
in which a crosslinking agent is included in the coating or applied to the coating before contacting the film with a heated surface;
in which the crosslinking agent contains at least one of the following components: borax, borates, aldehydes, ammonium salts, calcium compounds and their derivatives;
wherein the coating comprises in a dry weight at least 60% of a water-soluble polymer and up to 10% of a release agent that includes at least one of the following components: wax, petroleum wax, vegetable wax, animal wax, synthetic wax, metal soaps of fatty acids, stearates metals, long-chain alkyl derivatives, fatty acid esters, fatty acid amides, fatty amines, fatty acids, fatty alcohols, polymers, polyolefins, organosilicon polymers, fluoropolymers, natural polymers, fluorinated compounds niya, fluorinated fatty acids and combinations thereof;
wherein the coating comprises at least one of the following components: starch, waxy maize starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein, and alginates;
in which at least 50% of the surface of the coating has subsurface voids with a transverse size of at least 5 microns;
in which the surface of the coating has a Sheffield smoothness selected in the range of less than about 200 units or less than about 150 units;
the method further includes the step of applying an additional coating, after at least partially drying the film, in which the additional coating includes at least one of the following components: pigments, binders and fillers.
предоставление целлюлозного субстрата,
нанесение на субстрат пленки водного раствора полимера,
где водный раствор полимера содержит по меньшей мере примерно 60% водорастворимого полимера в расчете на сухую массу и до 10% антиадгезива в расчете на сухую массу,
фиксация водного раствора полимера контактированием (пленки) в течение менее чем примерно 3 с с нагретой поверхностью с температурой выше примерно 150°С так, чтобы вызвать кипение водного раствора полимера и образование пустот в водном растворе полимера,
где фиксация включает по меньшей мере частичное высыхание водного раствора полимера.24. A method of processing a substrate for a paper product according to one of claims 1 to 12, comprising the steps of:
the provision of cellulose substrate,
applying a film of an aqueous polymer solution to the substrate,
where the aqueous polymer solution contains at least about 60% water-soluble polymer based on dry weight and up to 10% release agent based on dry weight,
fixing the aqueous polymer solution by contacting (the film) for less than about 3 seconds with a heated surface with a temperature above about 150 ° C so as to cause boiling of the aqueous polymer solution and the formation of voids in the aqueous polymer solution,
where fixation involves at least partial drying of the aqueous polymer solution.
субстрат, выбранный из бумаги или картона; и
покрытие на субстрате, включающее водорастворимый полимер, который включает по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты, и
в котором покрытие включает поверхность, которая имеет гладкость по Шеффилду менее примерно 300 единиц, в котором внутри покрытия
образованы пустоты,
в котором под поверхностью покрытия образованы пустоты,
в котором по меньшей мере 50% поверхности первого покрытия имеет подповерхностные пустоты с поперечным размером по меньшей мере 5 микрон.26. A paper product used for printing and packaging, including:
substrate selected from paper or paperboard; and
a coating on a substrate comprising a water-soluble polymer that includes at least one of the following polymers: starch, waxy maize starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates, and
in which the coating includes a surface that has a Sheffield smoothness of less than about 300 units, in which the inside of the coating
voids are formed
in which voids are formed under the surface of the coating,
in which at least 50% of the surface of the first coating has subsurface voids with a transverse dimension of at least 5 microns.
субстрат, выбранный из бумаги или картона; и
покрытие на субстрате, включающее водорастворимый полимер, который включает по меньшей мере один из следующих полимеров: крахмал, крахмал восковидной кукурузы, белок, поливиниловый спирт, казеин, желатин, белок соевых бобов и альгинаты, и
в котором покрытие включает поверхность,
в котором под поверхностью покрытия образованы пустоты,
в котором по меньшей мере 50% поверхности покрытия имеет подповерхностные пустоты с поперечным размером по меньшей мере 5 микрон. 27. A paper product used for printing and packaging, including:
substrate selected from paper or paperboard; and
a coating on a substrate comprising a water-soluble polymer that includes at least one of the following polymers: starch, waxy maize starch, protein, polyvinyl alcohol, casein, gelatin, soybean protein and alginates, and
in which the coating includes a surface,
in which voids are formed under the surface of the coating,
in which at least 50% of the surface of the coating has subsurface voids with a transverse size of at least 5 microns.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US77611406P | 2006-02-23 | 2006-02-23 | |
| US60/776,114 | 2006-02-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009104458A RU2009104458A (en) | 2010-08-20 |
| RU2436882C2 true RU2436882C2 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=38459573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009104458/05A RU2436882C2 (en) | 2006-02-23 | 2007-02-22 | Method of substrate processing |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070295466A1 (en) |
| EP (1) | EP1987110A4 (en) |
| JP (1) | JP5254809B2 (en) |
| KR (1) | KR101023587B1 (en) |
| CN (1) | CN101389727B (en) |
| BR (1) | BRPI0707823A2 (en) |
| CA (1) | CA2643891C (en) |
| MY (1) | MY150737A (en) |
| NO (1) | NO20083241L (en) |
| RU (1) | RU2436882C2 (en) |
| WO (1) | WO2007100667A2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606981C2 (en) * | 2011-06-10 | 2017-01-10 | Майр-Мельнхоф Картон Аг | Method for production of packing material coated with at least one barrier layer for hydrophobic compounds |
| RU2699611C1 (en) * | 2015-12-11 | 2019-09-06 | Витро Флэт Глас ЛЛК | Coating system and products made therein |
| RU2806783C2 (en) * | 2019-04-08 | 2023-11-07 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol-generating film |
| US12053013B2 (en) | 2019-04-08 | 2024-08-06 | Philip Morris Products S.A. | Method of manufacturing an aerosol-generating film |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5300179B2 (en) * | 2006-05-02 | 2013-09-25 | 大王製紙株式会社 | Production equipment and production method for coated paper |
| US20100062232A1 (en) * | 2006-12-15 | 2010-03-11 | Drexel University | Multilayer films |
| DE102008000282A1 (en) | 2008-02-12 | 2009-08-13 | Voith Patent Gmbh | Method and device for applying and drying a medium |
| DE102008000283A1 (en) | 2008-02-12 | 2009-08-13 | Voith Patent Gmbh | Combined application and smoothing process |
| ES2398878T3 (en) * | 2008-03-20 | 2013-03-22 | International Paper Company | Paper substrates useful as universal release liners |
| US7749583B2 (en) | 2008-05-28 | 2010-07-06 | Meadwestvaco Corporation | Low density paperboard |
| US9567709B2 (en) * | 2009-02-10 | 2017-02-14 | Westrock Mwv, Llc | Low density paper and paperboard with two-sided coating |
| WO2010123689A1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-10-28 | Meadwestvaco Corporation | A method of making multilayer paper-based packaging materials having enhanced barrier performance |
| JP2012162411A (en) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Shinshu Univ | Method of producing sheet-like carbon nanostructure |
| JP5777913B2 (en) * | 2011-03-24 | 2015-09-09 | 日東電工株式会社 | Method for producing release liner |
| CN102618192B (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-16 | 珠海市联合托普粘合剂有限公司 | High-waterproof nano modified water-based environment-friendly labeled binder easy in alkaline cleaning and preparation method thereof |
| FR3024468B1 (en) * | 2014-07-30 | 2019-05-17 | Munksjö Oyj | METHOD FOR MANUFACTURING THERMOSCELLANT BARRIER PAPER |
| FR3024467B1 (en) * | 2014-07-30 | 2019-05-17 | Munksjö Oyj | THERMOSCELLANT BARRIER PAPER |
| EP3580057B1 (en) * | 2017-02-13 | 2024-01-10 | Wilsonart LLC | Method of making a decorative laminate with core layer subjected to sodium alginate treatment |
| CN106847546B (en) * | 2017-04-05 | 2019-01-18 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | A kind of preparation method of porous vanadic anhydride super capacitor material |
| CN110607710B (en) * | 2018-06-15 | 2022-01-25 | 金光纸业(中国)投资有限公司 | Single-coated paper with low crimpness and preparation method thereof |
| US12116730B2 (en) | 2019-04-16 | 2024-10-15 | Chemstone, Inc. | Method of modifying polymer barrier films |
| CN115279961B (en) * | 2020-03-30 | 2024-11-05 | 科德宝两合公司 | Bitumen membranes with biodegradable binders |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3480455A (en) * | 1966-03-02 | 1969-11-25 | Blandin Paper Co | Paper coating composition |
| GB1271281A (en) * | 1968-07-31 | 1972-04-19 | Ethyl Corp | Coating of webs by freeze-drying and products therefrom |
| US3637431A (en) * | 1968-09-30 | 1972-01-25 | Little Inc A | Coating composition and article coated with same |
| US3672922A (en) * | 1970-01-26 | 1972-06-27 | Penick & Ford Ltd | Benzyl starch emulsion coating compositions |
| EP0076490B1 (en) * | 1981-10-05 | 1986-02-05 | Kuraray Co., Ltd. | Paper coating agent |
| EP0218956A1 (en) * | 1985-09-24 | 1987-04-22 | Asahi Glass Company Ltd. | Recording sheet |
| US5631076A (en) | 1995-02-24 | 1997-05-20 | New Oji Paper Co., Ltd. | Hot melt ink thermal transfer recording sheet |
| US5690527A (en) | 1995-03-22 | 1997-11-25 | Macmillan Bloedel Packaging Inc. | Coated fibrous substrate with enhanced printability |
| JP3508307B2 (en) * | 1995-07-19 | 2004-03-22 | 王子製紙株式会社 | Manufacturing method of cast coated paper |
| AU2697899A (en) * | 1998-05-18 | 1999-11-25 | Rohm And Haas Company | Hollow sphere organic pigment for paper or paper coatings |
| JPH11334199A (en) * | 1998-05-26 | 1999-12-07 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Ink jet recording sheet |
| US6332953B1 (en) * | 1998-10-02 | 2001-12-25 | International Paper Company | Paper product having enhanced printing properties and related method of manufacture |
| US6673451B2 (en) * | 2000-10-12 | 2004-01-06 | Rohn And Haas Company | Process for forming an aqueous polymeric dispersion |
| JP4663144B2 (en) * | 2001-02-06 | 2011-03-30 | 日本製紙株式会社 | Cast coated paper and method for producing the same |
| US7074495B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-07-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Recording material support, process for manufacturing the same, recording material and process for image formation |
| JP2004249642A (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | Coating agent composition for inkjet recording sheet and inkjet recording sheet |
| US6991706B2 (en) * | 2003-09-02 | 2006-01-31 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Clothlike pattern densified web |
| JP2005125522A (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Oji Paper Co Ltd | Porous sheet and its manufacturing method |
| JP2006001028A (en) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Oji Paper Co Ltd | Inkjet recording body |
| US20060057358A1 (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Electrophotographic image-receiving sheet and image-forming method using the same |
-
2007
- 2007-02-22 WO PCT/US2007/004742 patent/WO2007100667A2/en active Application Filing
- 2007-02-22 CN CN200780006404XA patent/CN101389727B/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-02-22 MY MYPI20082862 patent/MY150737A/en unknown
- 2007-02-22 EP EP07751498A patent/EP1987110A4/en not_active Withdrawn
- 2007-02-22 JP JP2008556442A patent/JP5254809B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-02-22 CA CA2643891A patent/CA2643891C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-02-22 RU RU2009104458/05A patent/RU2436882C2/en not_active IP Right Cessation
- 2007-02-22 KR KR1020087020224A patent/KR101023587B1/en not_active IP Right Cessation
- 2007-02-22 BR BRPI0707823-4A patent/BRPI0707823A2/en not_active Application Discontinuation
- 2007-08-17 US US11/893,736 patent/US20070295466A1/en not_active Abandoned
-
2008
- 2008-07-22 NO NO20083241A patent/NO20083241L/en not_active Application Discontinuation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606981C2 (en) * | 2011-06-10 | 2017-01-10 | Майр-Мельнхоф Картон Аг | Method for production of packing material coated with at least one barrier layer for hydrophobic compounds |
| US10040614B2 (en) | 2011-06-10 | 2018-08-07 | Mayr-Melnhof Karton Ag | Method for producing a coated packaging material, and packaging material having at least one barrier layer for hydrophobic compounds |
| RU2699611C1 (en) * | 2015-12-11 | 2019-09-06 | Витро Флэт Глас ЛЛК | Coating system and products made therein |
| RU2718869C2 (en) * | 2015-12-11 | 2020-04-15 | Витро Флэт Глас ЛЛК | Coating system and products made therein |
| US11014118B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-05-25 | Vitro Flat Glass Llc | Float bath coating system |
| US11213848B2 (en) | 2015-12-11 | 2022-01-04 | Vitro Flat Glass Llc | Nanoparticle coater |
| RU2806783C2 (en) * | 2019-04-08 | 2023-11-07 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol-generating film |
| RU2807274C2 (en) * | 2019-04-08 | 2023-11-13 | Филип Моррис Продактс С.А. | Method for production of aerosol-generating film |
| US12053013B2 (en) | 2019-04-08 | 2024-08-06 | Philip Morris Products S.A. | Method of manufacturing an aerosol-generating film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI0707823A2 (en) | 2011-05-10 |
| MY150737A (en) | 2014-02-28 |
| CN101389727B (en) | 2013-02-06 |
| CA2643891C (en) | 2014-01-21 |
| NO20083241L (en) | 2008-10-14 |
| RU2009104458A (en) | 2010-08-20 |
| WO2007100667A2 (en) | 2007-09-07 |
| CN101389727A (en) | 2009-03-18 |
| JP5254809B2 (en) | 2013-08-07 |
| KR101023587B1 (en) | 2011-03-21 |
| WO2007100667A3 (en) | 2007-12-13 |
| US20070295466A1 (en) | 2007-12-27 |
| JP2009527659A (en) | 2009-07-30 |
| EP1987110A4 (en) | 2009-11-11 |
| EP1987110A2 (en) | 2008-11-05 |
| CA2643891A1 (en) | 2007-09-07 |
| KR20080087168A (en) | 2008-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2436882C2 (en) | Method of substrate processing | |
| US8673398B2 (en) | Method for treating a substrate | |
| US8741366B2 (en) | Treated paper product, combination food and treated paper product, and methods for manufacturing and using treated paper product | |
| US7749583B2 (en) | Low density paperboard | |
| JP2020169436A (en) | Oil resistance, grease resistance, and moisture resistant paperboard | |
| CA2651264C (en) | Paperboard material with expanded polymeric microspheres | |
| HUT73578A (en) | Improved process for applying a polysiloxane to tissue paper | |
| EP1974096A2 (en) | Method of producing coated paper with reduced gloss mottle | |
| JPS604319B2 (en) | Paperboard-like synthetic pulp paper and its manufacturing method | |
| CN101827974B (en) | The method of process base material | |
| WO2008103154A1 (en) | Method for treating a substrate | |
| MXPA99010624A (en) | Absorbent and soft paper product containing cethane dimero agents off |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200223 |