專利名稱：制造涂布紙或紙板的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)涂布紙或紙板的方法。另外，本發(fā)明還涉及一種在高剪切的情況下將具有高粘度的涂料組合物涂布于基底的方法。
背景技術(shù)：
在制造印刷紙時通常將與感光溶液或乳劑相比具有相當高的固體含量和粘度的著色涂料組合物例如以高于1000m/min的高線速度利用刮涂式，棒(桿)式或?qū)伿?薄膜)涂布方法進行涂布。任一種或所有這些方法通常是在移動的紙或紙板表面連續(xù)的涂布著色涂料。
然而，上述所使用的每一個方法在實質(zhì)上都存在會導致涂布表面的質(zhì)量低劣的一系列問題。在使用刮涂式涂布方法的情況下，在刀片下面的微粒沉淀會導致在涂層上產(chǎn)生條紋，這將降低涂布紙或紙板的質(zhì)量。另外，為獲得所要求的涂布重量而在刮刀上施加的高壓力會在基底上產(chǎn)生一個非常高的應力并能導致基底的破損，從而降低生產(chǎn)效率。而且，由于著色涂料具有高磨蝕性，為了保持涂層表層的平坦，刮刀必須經(jīng)常更換。同樣，基底表面的不均勻也會影響涂料在紙或紙板基底表面的分布。涂料在紙或紙板表面的分布不均勻會造成在表面出現(xiàn)斑點或雜色，從而導致低劣的印刷效果。
棒(桿)式涂布方法受到被涂布的著色涂料顏料的固體含量和粘度的限制。棒式涂布方法所適用的著色涂料的固體含量和粘度通常低于刮涂式涂布方法所用的著色涂料。因此，對于棒式涂布方法來說，可用于紙或紙板基底表面的涂料的量是不可能隨意改變的。當涂料的固體含量、粘度和涂布重量這些參數(shù)不均衡時，就會不合需要地降低涂布紙或紙板的表面質(zhì)量。而且，為保持涂布表層的平坦，被著色涂料磨蝕的棒需要定期更換。
輥涂式(薄膜)涂布方法是一種特別復雜的將著色涂料涂布于紙或紙板上的方法，這是由于為達到每個操作速度和每個要求的涂布重量，必需檢測的涉及基底的表面特征、基底孔隙率、涂料固體含量和涂料粘度的工藝條件范圍較窄。這些變量之間的不均衡會導致在涂布紙的表面形成不平整的膜裂圖案，從而導致低劣的印刷效果，或者會在薄板離開涂層輥隙時脫出小的涂料滴。這些涂料滴如果再沉積在薄板表面，會導致低劣的印刷效果。而且，在一個過程中使用輥涂式涂布方法可涂布于紙或紙板表面的最大涂料量通常低于使用刮涂式或棒式涂布方法所涂布的量。這種對涂布重量的限制在高速涂布時是非常明顯的。
上述所有方法的共同特征是紙基料的表面通常有不規(guī)則的丘和谷，而涂布紙基料的涂料液的量是取決于它是涂布丘還是谷。因此，涂料的厚度及與之相關(guān)的著墨性能，將隨著涂布紙的表面而變化，從而導致印刷圖象的不均勻。盡管有這些缺點，但由于這些涂布方法比較經(jīng)濟、特別是具有很高的線速度，因此這些涂布方法仍然在造紙工業(yè)中占主導地位。
上述所有涂布方法的共同特征是在高剪切和/或剪切稠化行為的情況下具有高粘度的涂料組合物不能被用于涂布基底，其原因是這種涂料組合物會引起不能接受的涂布缺陷，如在涂層上產(chǎn)生條紋或達不到所需的涂布重量。而且，這種涂料組合物通常顯示出較差的保水性及較低的固化固體含量。具有較差保水性的涂料在沒有降低涂料固體含量和/或加入保水劑的情況下通常不能用上述的涂布方法進行涂布。另外對于干燥效率來說需要在接近固化固體含量的高涂料固體含量情況下進行涂布。這就意味著用低固化固體含量和低保水性的涂料按前述涂布方法進行涂布是特別困難的。
另一方面，在造紙工業(yè)中有一個趨勢是所使用的工程顏料(engineeredpigments)通常具有窄的顆粒尺寸分布和形狀如高長寬比、針狀或其它不規(guī)則的形狀以及例如煅燒粘土出現(xiàn)的內(nèi)部孔隙率。以下被提到的所謂共結(jié)構(gòu)化涂料的工程涂料也已被研制。術(shù)語“共結(jié)構(gòu)化顏料”應被理解為該顏料已被改性，例如，將特殊顆粒與其它特定顆粒凝聚；例如將碳酸鈣顆粒凝聚到滑石顆粒上，如此的結(jié)合被認為可提高紙的特定性能比如不透明性，光澤和印刷性能。而且，這種涂料有助于提高紙的機械性能。
當超過20重量％的工程顏料被加入到涂料組合物中時，該組合物在高剪切和/或剪切稠化行為下通常具有高粘度。這是因為顏料無法在高剪切速率的情況下擠入成有效的緊密結(jié)構(gòu)。當其固體含量接近固化點時，類似的在高剪切速率下的擠入效果體積數(shù)也會發(fā)生在傳統(tǒng)的涂料配方中。這一現(xiàn)象致使用前述涂布技術(shù)將此種涂料組合物涂布在紙或紙板上成為困難的甚至不可能的。通常來說，當剪切速率大于100,000s-1且粘度高于50mPa·s時，流動能力將成為問題。通常認為粘度超過75mPa·s的涂料流動起來是困難的，粘度超過100mPa·s的涂料流動起來則是非常困難的。
此外，具有剪切稠化行為的涂料幾乎不可能在前述設備上流動。剪切稠化行為是一種隨剪切速率增加粘度也增加的現(xiàn)象。剪切稠化行為開始時的剪切速率以及粘度隨剪切增加而增加的程度都可大范圍的改變。剪切稠化行為的這兩方面是重要的并且這兩方面完全取決于涂料的固體含量。本發(fā)明中，剪切稠化涂料配方被定義為在剪切速率超過1000s-1時，剪切速率的變化超過一個數(shù)量級(10倍)粘度增加至少20％的配方。
對于一些涂料，剪切稠化行為的開始及程度為一種突然的躍遷，并且代表剪切稠化(觸稠體)行為的劇烈形式。本發(fā)明中，這個行為被稱為剪切阻滯行為，其被定義為一種涂料，剪切速率的增加小于一個數(shù)量級時其粘度增加至少100％的行為，該剪切速率是用平行板粘度測量法測出的。開始剪切阻滯行為的剪切速率可大范圍的變化并特別依賴于涂料的固體含量以及涂料因素和其顆粒尺寸分布。
幕涂是一種相對新的涂布技術(shù)。EP-A517223和日本專利申請JP-94-89437，JP-93-311931，JP-93-177816，JP-93-131718，JP-92-298683，JP-92-51933，JP-91-298229，JP-90-217327和JP-8-310110披露了利用幕涂方法在移動的紙表面涂布一層或更多的著色涂料層。更明確的說，
(ii)在使用刮刀涂布方法涂布單層著色頂層之前，用幕涂方法將一著色涂料底層涂布于原紙基底上。因此，通過連續(xù)進行著色涂布就可以制造多層著色涂布紙。
(iii)幕涂方法用于將一著色頂層涂布于原紙基底上，該原紙基底最初已用刮刀涂布方法或計量輥涂布方法預涂上單層著色涂料。因此，通過連續(xù)進行著色涂布就可以制造多層著色涂布紙。
(iv)幕涂方法用于將兩個單一層的特定著色涂層涂布于原紙基底上，以使這些單一涂層在連續(xù)涂布方法中被涂布。因此，通過連續(xù)進行著色涂布就可以制造多層著色涂布紙。
如上述討論的現(xiàn)有技術(shù)所披露的內(nèi)容，將單層著色涂料涂布于移動紙材表面的幕涂方法的使用可生產(chǎn)出相對于使用傳統(tǒng)涂布方法具有較高質(zhì)量的涂布紙表面。然而，使用幕涂技術(shù)進行著色涂料單層的連續(xù)涂布受到幕涂方法中的動力學因素的限制。尤其是對于輕質(zhì)涂料來說，只能在涂布速度低于目前使用的傳統(tǒng)涂布工藝所用速度的情況下才能使用，這是因為在高涂布速度下這種涂布幕(curtain)變得不穩(wěn)定以致形成較差的涂布表面。遺憾地是，無論使用上述任何涂布方法，由于所需的涂布位置的數(shù)量和所需輔助硬件的數(shù)量如驅(qū)動單元、干燥設備等以及放置這些機器的空間等原因，在連續(xù)涂布位置對紙或紙板進行著色涂料單層的連續(xù)涂布仍然是需投入大量資本的制備工藝。
涂布層所含添加劑被設計賦予了功能性的涂布紙和紙板被稱為功能性產(chǎn)品，這些性能比如是隔離性、適印性、粘合性、防粘性、以及光學性質(zhì)如顏色、亮度、不透明性、光澤等，并且它們的涂層稱為功能性涂層?？蓭磉@些特性的涂料成分也被稱為功能性添加劑。功能性產(chǎn)品包括如自粘紙、郵票紙、墻紙、有機硅防粘紙、食品包裝紙、防油紙、防潮紙、和飽和帶襯紙等類型的紙。
幕涂方法用于多層同時涂布是公知的并被記載在專利US3508947和3632374中，用以在紙和塑料基料(web)上施加感光組合物。然而，感光溶液和乳劑具有低粘度和低固體含量，并只能在低涂布速度下進行涂布。
除了感光材料涂布應用之外，通過幕涂方法同時進行多層涂布在壓敏復寫紙的制備領域是已知的。例如，美國專利US4230743披露了在一個實施方式中，底層和第二層同時涂布于移動的基料上，其中底層包含作為主要成分的微膠囊，第二層包含作為主要成分的一種彩色顯影劑。然而，據(jù)報道這種紙張與連續(xù)涂層得到的紙張具有同樣的性質(zhì)。此外，這種含有色顯影劑的涂料組合物在22℃時粘度為10-20cps。
JP-A-10-328613公開了用幕涂方法將兩個涂層同時涂布于紙基料上以制造噴墨紙。根據(jù)該參考文件的教導，使用的涂料組合物是含有8重量％的極低固體含量的水溶液。此外，為了獲得涂料溶液的非牛頓特性需要添加增稠劑。JP-A-10-328613中記載的實施例說明了只有在線速度不超過400m/min時的涂布質(zhì)量才是可接受的。涂布方法中的低運轉(zhuǎn)速度不適合經(jīng)濟地生產(chǎn)印刷紙、特別是普通印刷紙。
上述文獻都未披露用幕涂技術(shù)在高剪切的情況下將高粘度的涂料組合物涂布在基底上的方法。上述文獻也未披露用幕涂技術(shù)將具有剪切稠化行為的涂料組合物涂布于基底上的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的根本技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)涂布紙和紙板的方法，在該方法中一種在高剪切的情況下具有高粘度的涂料組合物被涂布于所述的紙或紙板上。
通過一種生產(chǎn)不包括感光紙在內(nèi)的涂布紙或紙板的方法解決了該技術(shù)問題，該方法包括以下步驟(a)形成包括至少一層的自由流動涂布幕(free flowing curtain)，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物在500,000s-1的剪切速率下具有至少50mPa·s的高剪切粘度，該高剪切粘度用下文所述的毛細管高剪切粘度測量法測量，和(b)將涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，用以解決所述技術(shù)問題的生產(chǎn)涂布紙或紙板的方法包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物在25℃具有至少1.2的剪切稠化系數(shù)，和(b)將涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
剪切稠化系數(shù)由30,000s-1剪切速率下的粘度與3,000s-1剪切速率下的粘度比值所決定。這些粘度值由在下文詳細說明的平行板粘度測量法測得。如果在30,000s-1時的粘度大于在3,000s-1時的粘度，那么這時的剪切稠化系數(shù)的值將大于顯示剪切稠化行為的剪切稠化系數(shù)的值。
出乎意料的是，當至少一層包括具有至少1.2的剪切稠化系數(shù)的組合物時，將步驟(a)中的涂布幕成功的涂布于基底上是可能的。優(yōu)選的是，剪切稠化系數(shù)至少為1.3，更優(yōu)選的至少為1.4，最優(yōu)選的至少為1.5。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，用以解決所述技術(shù)問題的生產(chǎn)涂布紙或紙板的方法包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物在25℃時顯現(xiàn)出剪切阻滯行為，和(b)將涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
通過觀察剪切速率增加值小于10倍時的粘度增加值大于100％來確認剪切阻滯行為的存在。該粘度由下文所詳細說明的平行板粘度測量法測得。在一個優(yōu)選的實施方式中，步驟(a)中的自由流動涂布幕是一個多層自由流動涂布幕。根據(jù)本發(fā)明，自由流動涂布幕優(yōu)選由一個配置有滑動噴嘴的幕涂設備涂布，所述噴嘴用以輸送多層液體層以形成一個連續(xù)的多層涂布幕。也可選擇的是，一種擠出型供料頭、比如縫隙式口模或具有若干相鄰擠出噴嘴的噴嘴，可用于實踐本發(fā)明。
優(yōu)選的是步驟(a)中至少一層自由流動涂布幕層在25℃和500,000s-1的剪切速率下具有至少75mPa·s的高剪切粘度，優(yōu)選至少100mPa·s，最優(yōu)選至少125mPa·s。
在一個優(yōu)選的實施方式中，涂布紙或紙板不是壓敏復寫紙。在此處被用到的術(shù)語“紙”也包括紙板，除非在用到這個術(shù)語的上下文中不能明顯斷定這樣一個解釋。術(shù)語“不包括感光紙”應理解為用于本發(fā)明實踐中的涂布幕的所有層都不含有含銀化合物。術(shù)語“不包括壓敏復寫紙”應理解為用于本發(fā)明實踐中的涂布幕的單層或不同層中不包含微囊型成色劑和彩色顯影劑的結(jié)合。
本發(fā)明的多層自由流動涂布幕有一個底層或界面層，一個頂層和任選的一個或多個內(nèi)層。根據(jù)本發(fā)明的教導自由降落涂布幕除包括具有特定流變特性的至少一層外可包括其它層。在工業(yè)中作為涂料著色劑的傳統(tǒng)的涂料配方均可用于涂布幕中。每一層可包括液體、乳劑、懸浮液、分散液、溶液、或它們的結(jié)合。本發(fā)明的涂料涂布幕包括至少一層、理想的是至少兩層、至少三層、至少四層、至少五層、或至少六層或更多層。涂布幕層可包括一個或更多的涂料層、一個或更多的功能層、和/或一個或更多印刷層。
本發(fā)明中的至少一層自由流動涂布幕層優(yōu)選包括至少一種顏料。適用的顏料的例子包括粘土、高嶺土、煅燒粘土、共結(jié)構(gòu)化顏料、滑石、碳酸鈣、二氧化鈦、緞光白、合成聚合物顏料、氧化鋅、硫酸鋇、石膏、二氧化硅、合成麥羥硅鈉石(magadiite)、三水氧化鋁、云母和硅藻土。這些顏料可自然的獲取、合成、或加工。當這些顏料被用于涂料組合物中，其顯現(xiàn)出改良的紙的特性，如更好的不透明性，改良的光澤度和/或更好的印刷性能。這些顏料也可被混合使用。這些顏料可具有不同的形狀，包括本領域已知的塊狀、樹枝狀、板狀、針狀、球狀、等。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于它在使用任何形狀的顏料方面具有驚人的能力，包括在刮涂式方法中難以使用的針狀顏料。
意想不到的是，用本發(fā)明的方法可容易地將配制在500,000s-1剪切速率下具有至少50mPa·s高剪切粘度的涂料組合物中的工程顏料涂布于基底上。
一些顏料如共結(jié)構(gòu)化顏料的形狀和結(jié)構(gòu)，會在高剪切速率下被破壞，因而，對這些顏料的性質(zhì)造成不利的影響。作為至少一層自由流動涂布幕層的成分，這些顏料的形狀和結(jié)構(gòu)在低于500,000s-1剪切速率下被破壞，意想不到的是，本發(fā)明的方法可將包括至少一種這類顏料的組合物涂布于基底上。一個優(yōu)選實施方式中，對所述顏料的形狀和結(jié)構(gòu)造成不利影響的剪切速率要小于100,000s-1，更優(yōu)選的是小于50,000s-1，最優(yōu)選的是至少10,000s-1。
在另一個實施方式中，步驟(a)中的至少一層自由流動涂布幕層包括至少一種長寬比至少為1.5∶1的顏料。優(yōu)選的是，這種顏料的長寬比至少為5∶1，更優(yōu)選的至少為10∶1，甚至更優(yōu)選至少15∶1，以及最優(yōu)選至少20∶1。另一優(yōu)選的實施方式中，所述顏料的長寬比至少為30∶1，更優(yōu)選的至少為40∶1，以及最優(yōu)選至少60∶1。
優(yōu)選的，本發(fā)明中的至少一層自由流動涂布幕層包括粘合劑。該粘合劑可以是本領域熟練技術(shù)人員所公知的任何一種粘合劑。這些粘合劑的例子包括苯乙烯—丁二烯膠乳、苯乙烯—丙烯酸酯膠乳、苯乙烯—丁二烯—丙烯腈膠乳、苯乙烯—丙烯酸酯—丙烯腈膠乳、苯乙烯—丁二烯—丙烯酸酯—丙烯腈膠乳、苯乙烯—馬來酐膠乳、苯乙烯—丙烯酸酯—馬來酐膠乳、多糖、蛋白質(zhì)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和纖維素衍生物。多種粘合劑品種均可從商業(yè)上獲得。
本發(fā)明的涂布幕包括一個或更多的功能層。功能層的目的是賦予涂布紙所需的功能。例如可選擇功能層可以提供適印性、隔離性如防潮、防香氣、防水和/或水蒸氣、防溶劑、防油、防油脂和防氧化特性、片材剛度、抗折裂、紙的定型性、防粘性、粘合性、以及光學性質(zhì)如顏色、亮度、不透明性、光澤等。粘性強的功能性涂料通常不能用傳統(tǒng)的連續(xù)涂布方法進行涂布，這是由于涂料的粘性使基底有粘附于導輥或其它涂布設備上的趨勢。在另一方面，同時多層涂布方法可將這種功能涂料涂布在頂層涂料的下面，以防止該功能涂料與涂布機相接觸。
功能層的固體含量根據(jù)所要求的功能可有很大的不同。以功能層總重量計，本發(fā)明的一個功能層優(yōu)選具有高達75重量％的固體含量，和高達3,000cps的粘度(布氏粘度，轉(zhuǎn)速5,100rpm，25℃)，更優(yōu)選50-2,000cps。優(yōu)選功能層的涂布重量為0.1-10g/m2。更優(yōu)選的為0.5-3g/m2。在一些情況下，比如當用到一個染料層時，該功能層的涂布重量可小于0.1g/m2。
本發(fā)明的功能層可包含一種或更多的材料，如乙烯丙烯酸聚合物；聚乙烯；其它聚烯烴；聚氨基甲酸酯；環(huán)氧樹脂；聚酯；粘合劑如苯乙烯丁二烯膠乳；苯乙烯丙烯酸酯膠乳；羧化膠乳；淀粉；蛋白質(zhì)；等；膠粘劑如淀粉，苯乙烯-丙烯酸共聚物，苯乙烯-馬來酸酐，聚乙烯醇，聚乙酸乙烯酯，羧甲基纖維素等；防滲劑(barrier)如乙烯乙烯醇(ethylene vinyl alcohol)，硅氧烷，或蠟等。該功能層可包含，但不限于顏料或防滲劑，如前面所述用于每一涂層的那些。。
本發(fā)明中，在多層涂布幕中距離基底紙最遠的層被稱為頂層。在一個優(yōu)選的實施方式中，步驟(a)中的自由流動涂布幕包括一個保證適印性的頂層，這是因為這一層通常是將被印刷的一層。本發(fā)明的涂布紙也可以以傳統(tǒng)的方式被進一步的涂布，如桿、刮刀、輥、棒、或氣刀涂布技術(shù)等。該頂層可以是涂料層或功能層，包括光澤層。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，頂層是非常薄的，具有例如0.5-3g/m2的涂布重量。這有利地容許在頂層下面使用較廉價材料，但依然可生產(chǎn)出具有良好印刷性能的紙。在一個實施方式中，頂層沒有礦物顏料。
根據(jù)特別優(yōu)選的實施方式，頂層包括一種拋光劑配方。拋光劑配方和同時多層幕涂的新組合結(jié)合了幕涂的優(yōu)點和良好的光澤。
本發(fā)明中使用的拋光劑的配方包括光澤添加劑，如包括中空聚合物顏料在內(nèi)的合成聚合物顏料，其通過聚合如苯乙烯，丙稀腈和/或丙烯酸單體而得到。適用的合成聚合物顏料具有40-200℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，更優(yōu)選50-130℃，以及0.02-10μm的顆粒尺寸，更優(yōu)選0.05-2μm。以固體計，拋光劑配方包含5-100重量％的光澤添加劑，更優(yōu)選60-100重量％。另一種拋光劑配方包括上光漆，如基于環(huán)氧丙烯酸酯，聚酯，聚酯丙烯酸酯，聚氨基甲酸酯，聚醚丙烯酸酯、含油樹脂，硝化纖維，聚酰胺，乙烯基共聚物和多種形式的聚丙烯酸酯的那些物質(zhì)。
如果涂布幕至少有3層，那么它具有至少一層中間層。中間層的粘度不是關(guān)鍵性的，只要保持涂布幕的穩(wěn)定即可。當多于一個的中間層存在時，功能層和涂料層可被結(jié)合使用。舉例來說，這些中間層可包括相同或不同的功能層的結(jié)合，相同或不同的涂料層的結(jié)合，或涂料層和功能層的結(jié)合。
界面層是與待涂布基底相接觸的層。界面層的一個重要功能是促進基底的潤濕。界面層可以有一種以上的功能。例如，除了潤濕之外，它可以覆蓋基底，以及改善諸如附著性，定型性，剛性，或這些性能相結(jié)合的性能。在本發(fā)明的多層涂布幕中，界面層優(yōu)選的是一相對較薄的涂層。界面層適宜的涂布重量為0.1-5g/m2，優(yōu)選1-3g/m2。以涂布幕中界面層的重量計，界面層適宜的固體含量為0.1-65％。在一具體實施方式

中，界面層的固體含量相對較低，優(yōu)選的固體含量為0.1-40％。
以于涂布幕總重量計，步驟(a)中涂布幕的固體含量的范圍是10-80重量％，優(yōu)選20-75重量％。此外，優(yōu)選步驟(a)中自由流動涂布幕的固體含量至少為30重量％，優(yōu)選至少40重量％，更優(yōu)選至少50重量％，甚至更優(yōu)選至少55重量％，以及最優(yōu)選至少60重量％。
根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，形成復合自由降落涂布幕的至少一層的固體含量高于該涂料層總重量的60重量％。在本發(fā)明的另外一個實施方式中，步驟(a)中至少一層自由流動涂布幕具有至少30重量％的固體含量，優(yōu)選至少40重量％，以及最優(yōu)選至少50重量％。
與感光紙和壓敏復寫紙的技術(shù)相反，本發(fā)明的方法可以利用具有寬范圍的粘度和高固體含量涂布幕層甚至以高涂布速度的進行操作。
本發(fā)明的方法可有利地在多層復合結(jié)構(gòu)中改變各層的組分和相對厚度。多層組分可以根據(jù)被生產(chǎn)的紙的等級而相同或不同。例如，為附著性而設計的接近原紙的薄層、為提供片材松密度而設計的厚的內(nèi)層、以及為最佳的印刷性而設計的一非常薄的頂層可以被結(jié)合在一個多層涂布幕中，目的是為了提供一個復合結(jié)構(gòu)。在另一實施方式中，一個為增強隱匿性而特別設計的內(nèi)層可被使用。在一個多層復合物中的可變化涂布重量的層的其它實施方式包括少于2g/m2的一薄層，該層作為復合涂層的頂層，內(nèi)層或底層中的至少一層。用本發(fā)明的方法，紙材可以在一面或兩面被涂布。
在一個優(yōu)選的實施方式中，步驟(a)中的至少一層自由流動涂布幕層適當?shù)匕ū绢I域熟練技術(shù)人員所公知的添加劑，如至少一種表面活性劑、至少一種分散劑、至少一種潤滑劑、至少一種保水劑、至少一種交聯(lián)劑、至少一種熒光增白劑、至少一種顏料、染料或者著色劑、至少一種增稠劑、至少一種消泡劑、至少一種防沫劑、至少一種抗微生物劑和/或可溶性染料或者著色劑等。聚環(huán)氧乙烷是優(yōu)選的添加劑的一種，可以應用于任何層。在一個優(yōu)選的實施方式中，聚環(huán)氧乙烷作為一種增稠劑使用，優(yōu)選至少在界面層使用。有利的是，聚環(huán)氧乙烷的重均分子量至少為50,000，優(yōu)選至少100,000，更優(yōu)選至少500,000，最優(yōu)選至少800,000。優(yōu)選聚環(huán)氧乙烷的用量要足以防止陷穴，優(yōu)選的是小于2重量％，以在該層中所用的固形物的重量計。
在另一個實施方式中，步驟(a)中的至少一層自由流動涂布幕層的涂布重量干重小于10g/m2，優(yōu)選小于8g/m2，最優(yōu)選小于6g/m2。
在本發(fā)明的一個實施方式中，步驟(b)中的連續(xù)的基底既沒有預涂布也沒有預壓延。在另一個實施方式中，基料基底沒有被預涂膜。在又一個實施方式中，基料基底沒有被預壓延。優(yōu)選的是，步驟(b)中的連續(xù)基料基底具有至少300m/min的基料速度，甚至更優(yōu)選至少400m/min，最優(yōu)選的是至少500m/min。在另一個實施方式中，連續(xù)基料基底具有至少800m/min的速度，優(yōu)選的是至少1000m/min。
所述的連續(xù)基料基底的適宜每平方米克重，或基本重量為20-350g/m2。


圖1是一個橫截面圖，它表示為輸送涂布幕層的多股流3以形成一個連續(xù)的多層涂布幕4所優(yōu)選的具有一個滑動噴嘴裝置2的幕涂設備1。當達到一個動態(tài)平衡時，流入滑動噴嘴裝置2的涂布幕層流量與流出滑動噴嘴裝置的流量完全平衡。自由降落多層涂布幕4與持續(xù)運行的基料5相接觸，從而基料5被相應的涂布幕層多層涂布?；?通過一個輥6在涂布區(qū)域前即刻改變移動方向以把伴隨著快速移動基料5的空氣流動的影響降到最低。
具體實施例方式
本發(fā)明通過以下實施例闡明。除非另外指出，所有份數(shù)和百分數(shù)都采取重量基準。
實施例配方涂料液中使用了以下材料·碳酸鹽(A)90％的顆粒尺寸小于2微米的碳酸鈣水分散物(HYDROCARB 90 ME，來自于Plauess-Srauffer)，固體含量77％。
·碳酸鹽(B)60％的顆粒尺寸小于2微米的碳酸鈣水分散物(HYDROCARB 60 ME，來自于Plauess-Srauffer)，固體含量77％。
·碳酸鹽(C)顆粒尺寸分布較窄且75％的顆粒尺寸小于2微米的工程碳酸鈣水分散物，(CARVERCARB 75，來自于Plauess-Srauffer)，固體含量72％。
·碳酸鹽(D)36％的顆粒尺寸小于2微米的碳酸鈣(MILLINGCARB OG，來自于Plauess-Srauffer)，呈粉末狀。
·粘土(A)煅燒粘土的水分散物(ANSILEX 93，煅燒高嶺土細粒，顆粒尺寸分布為86-90％的顆粒尺寸小于2微米，平均顆粒尺寸為0.8微米，固體含量50％，來自于Engelhard Corporation，Iselin NJ)。
·粘土(B)高長寬比的粘土水分散物(KSZ 81，來自于AKW-Kick，Hirschau Germany)，固體含量59.8％，長寬比為55-60∶1。
·粘土(C)98％的顆粒尺寸小于2微米的No.1高亮高嶺土水分散物(HYDRAGLOSS 90，來自于J.M Huber Corp.，Have de Grace，馬里蘭州，美國)，固體含量71％。
·膠乳羧化苯乙烯—丁二烯膠乳(DL 966，來自于Dow ChemicalCompany)，水中的固體含量50％。
·聚乙烯醇15％的低分子量合成聚乙烯醇溶液(MOWIOL 6/98，來自于Clariant AG，Basel，瑞士)。
·增稠劑(A)丙烯酰胺—丙烯酸共聚物陰離子油包水乳液(STEROCOL BL，來自于BASF，路德維希港，德國)，固體含量37％。
·增稠劑(B)900,000分子量的非離子高分子量水溶性聚環(huán)氧乙烷聚合物(POLYOX WSR-1105，來自于Dow Chemical Company)，制備為4％固體含量的溶液。
·表面活性劑二烷基磺基丁二酸鈉水溶液(AEROSOL OT，來自于Cyanamid，Wayne，新澤西州，美國)，75％固體含量。
·增白劑衍生自二氨基-1，2-二苯乙烯-二磺酸的熒光增白劑(TINOPAL ABP/Z，來自于Ciba Specialty Chemicals Inc.，巴賽爾，瑞士)。
著色涂料配方的PH值通過加入NaOH溶液(10％)調(diào)節(jié)。如果需要，可加入水調(diào)節(jié)配方的固體含量。
涂布過程下文所詳述的配方根據(jù)以下工藝過程被涂布于紙上。所用設備為由Troller Schweizer Engineering(TSE，Murgenthal，瑞士)制造的多層滑動口模型幕涂機。幕涂裝置配備有由細流水潤滑的邊緣導板和一真空抽吸設備，該設備用以除去涂布紙張邊緣上方邊緣導板底部的邊緣潤滑水。另外，幕涂機裝有真空抽吸設備用以從紙材上除去從涂布幕沖擊區(qū)逆流而上的界面表層空氣。涂布幕的高度為300mm。涂料配方在使用前進行除氣以去除氣泡。在每一個涂布試驗中，所獲得涂布重量根據(jù)已知的將涂料傳送至涂布幕涂布頭的泵的體積流量，連續(xù)紙基料在涂布幕涂布頭下的移動速度、涂布幕的密度和固體百分含量以及涂布幕的寬度來計算。
作為比較的刮刀涂布試驗用一傳統(tǒng)的刮涂機實施。刮刀壓力通過調(diào)整前角(head angle)達24度的最大值來控制。
測試方法布氏粘度測定粘度使用布氏RVT粘度計(來自于Brookfield EngineeringLaboratories，Inc.，Stoughton，馬薩諸塞州，美國)。為了測定粘度，將600毫升的樣品注入到1000毫升燒杯中，在25℃和100rpm的轉(zhuǎn)速條件下測定粘度。
平行板粘度測試所述的粘度使用Physica UDS200粘度計(來自于Paar Physica)測量。所述樣品在25℃下，使用一個帶有0.03毫米測量縫隙的直徑為50毫米的平行板進行測試。在兩分鐘之內(nèi)，使用剪切速率的10級/十進剪切速率的對數(shù)級將剪切速率從10s-1跳躍到100,000s-1。3000s-1和30,000s-1剪切速率下的粘度由測量值的內(nèi)插確定。剪切—稠化系數(shù)通過30,000s-1剪切速率下的粘度除以3000s-1剪切速率下的粘度獲得。剪切—稠化系數(shù)值大于1表示有剪切—稠化行為。如果粘度相對于剪切速率的流動曲線呈現(xiàn)出粘度急劇的上升(粘度增加值大于100％而剪切速率的增加值小于10倍)，則所述涂料被認為具有剪切阻滯行為。
毛細管高剪切粘度高剪切粘度利用ACAV II毛細管粘度計(來自于芬蘭的ACA系統(tǒng))來測量。大約1000cc的樣品放置在量筒中，測量溫度為25℃。測量中采用直徑為0.5毫米，長50毫米的玻璃毛細管。采用長度/直徑比為100的毛細管可最小化測量的末端沖擊影響。使用剪切速率的12對數(shù)級測得樣品粘度為100,000s-1-1,500,000s-1。如果在剪切速率達到1,500,000s-1前達到最大測量壓(300巴)，則要終結(jié)測量。粘度通過測量的壓力對流動速率曲線計算獲得。ACAV II軟件校正動力學能量數(shù)據(jù)。5000,000s-1剪切速率時的粘度通過試驗數(shù)據(jù)的內(nèi)插確定。
保水性涂料著色劑的保水性通過AA-GWR重量保水計(來自于OYGradek，Ab Kauinianen，芬蘭)測量。試驗槽放置在具有0.8微米孔徑大小的非吸濕性聚碳酸酯過濾器(Nucleopore牌，來自于Sterico AG，Dietikon，瑞士)上，該過濾器放置于一預稱過重量的吸水紙(Whatman色譜紙，17CHR，來自于VMR International AG，Dietikon，瑞士)上。將裝置放置在支撐臺上并緊固。然后向試驗槽中加入10毫升涂料著色劑，立即用塞子封閉。開始計時。15秒后試驗槽壓力值為1巴。90秒完成后，除去壓力和管塞。另外15秒后，將吸水紙從濾膜上分離。吸收的液體的量可通過使用一臺精確度為0.0001克的天平稱量吸水紙獲得。每平方米的吸收液體量通過計算3次測量值的平均值得到。
固化固體含量(immobilization solids content)利用Coesfeld最低成膜溫度測試儀(Coesfeld Minimum FilmForming Temperature device)(來自于Coesfeld，多特蒙德，德國)測量。在一個50厘米長的玻璃板上放置一個金屬板，溫度梯度為在一端加熱到50℃時另一端保持10℃。一塊14厘米寬，0.4毫米潤濕的涂料顏料層通過刮板放置在板上。從熱端向冷端逐漸干燥，15分鐘后，用刮鏟自干燥端將涂料樣品取出。測量樣品的固體含量，六次測量值的平均值被當作固化固體含量。
涂布重量在每一個紙涂布試驗中，所獲得涂布重量根據(jù)已知的將涂料傳送至涂布幕涂料頭的泵的體積流量、連續(xù)紙基料在涂布幕涂料頭下的速度、涂布幕的密度和固體百分含量以及涂布幕的寬度計算。
陷穴程度通過視覺觀察完全燃燒樣品來確定陷穴程度。使用含有10％的氯化銨的水/異丙醇(50/50)溶液。單面涂布紙在上述溶液中浸泡30秒，雙面涂布紙浸泡60秒。用吸墨紙除去多余的溶液后將樣品在空氣中干燥過夜。在烘箱中在225℃下保持3.5分鐘進行完全燃燒。利用放大鏡(放大10倍)計算3×3厘米截面的完全燃燒樣品上的陷穴。具有完整圓形的非常小的未涂膜斑點不能看作陷穴；它們被認為是涂料中的空氣夾帶造成的微泡所產(chǎn)生的小孔。同樣不能看作陷穴的是那些沿機器長軸方向(紙的移動方向)的橢圓形未涂膜區(qū)域，這些是由存在于涂料配方中脫氣時未去除的較大氣泡所產(chǎn)生的。
涂層密度涂布幕層的密度通過稱量100毫升涂料樣品在比重瓶中的重量來確定。
紙粗糙度涂布紙表面的粗糙度可使用Parker PrinterSurf粗糙度測量計測量。涂布紙的一個樣品紙片夾在軟木—聚酯薄膜壓板與測量頭之間，夾緊壓力為1000千帕。400千帕的壓縮空氣供應給裝置，測量測量頭與涂布紙表面之間的空氣的漏出量。較高的測量數(shù)值表示涂布紙表面較高的粗糙度。
亮度亮度在Zeiss Elrepho 2000上測量。亮度按照ISO2469標準在一堆紙片上測量。結(jié)果如R457。
不透明性不透明性在Zeiss Elrcpho 2000上測量。不透明性在以黑色標準(R0)為背景的單頁紙上測量和在一大堆紙上(R∝)測量。結(jié)果以R0/R∝×100％表示。
顆粒大小中值斯托克斯等效球形顆粒尺寸和顆粒尺寸分布通過X-射線沉降(sedigraph)設備(Sedigraph 5100 Particle Size Analysis System，來自于Micromeritics，Norcross，喬治亞州，美國)測量。原料生產(chǎn)商提供實施例中使用的原料顆粒尺寸和原料的顆粒尺寸分布數(shù)據(jù)。
長寬比長寬比通過在“通過微分法確定的顏料顆粒長寬比(Aspect Ratiosof Pigment Particles Determined by Different)”，Nordic Pulp and PaperResearch Journal，Vol.15，No.3/2000，pp.221-230中記載的電子顯微鏡圖象分析方法測得。
實施例1上述組分按照表1中給出的量混合以顯示使用了高長寬比的粘土。
表1

在500,000s-1剪切速率下縫隙2中的涂料的粘度超出了觀測范圍，在刮刀涂布機上的運行存在問題(大于50mPa·s)，并且剪切稠化系數(shù)大于1.2。
實施例1中對每一層的測試速度和涂布重量被列于表2中。所用原紙為表面粗糙度為4.3微米的含木紙。
表2

一個著色層(縫隙1)與紙鄰接。第二層用縫隙2被同時加入，且這一層包含高長寬比的粘土。多層涂料在表2中所列的所有情況下無運行問題地被成功涂布。
實施例2上文所述的組分按表3中給出的量混合以表明使用了煅燒粘土。
表3

在500,000s-1剪切速率下縫隙2中的涂料的粘度超出了觀測范圍，在刮刀涂布機上的運行存在很大的問題(大于100mPa·s)，并且剪切稠化系數(shù)大于1.5。
實施例2中每一層的速度和涂布重量被列于表4中。所用原紙為表面粗糙度為4.3微米的含木紙。
表4

一個著色層(縫隙1)與紙鄰接。第二層用縫隙2被同時加入，并且這一層包含煅燒粘土。多層涂料在表4中所列的所有情況下無運行問題地被成功涂布。與用粘土(C)代替表3中縫隙2配方中的粘土(A)并用刮刀涂布的單層涂布重量為8g/m2的實驗室樣品相比較，在表4中第一個測試條件下得到的涂布紙的樣品顯著地改進了不透明性(92.6對90.4)和亮度(80.4對73.7)實施例3用增稠劑代替頂層(縫隙2)中的一部分聚乙烯醇(PVOH)重復實施例1的方法。在比較實驗中所用的增稠劑因其對高速刮涂的適應性和在高涂布速度下能夠提供無陷穴的涂布幕涂層的性能而被選用。另外，在底層中的聚乙烯醇的量(縫隙1)被增加到兩份，增白劑從頂層中除去(縫隙2)。涂料組分按表5中給出的量混合。
表5

(*NM＝未測量)縫隙2中的涂料在500,000s-1剪切速率下的粘度超出了觀測范圍，在刮刀涂布機上運行困難(大于75mPa·s)，剪切稠化系數(shù)大于1.2。
縫隙1中的每一層涂布重量為1.5g/m2(干)，縫隙2中的每一層涂布重量為6.5g/m2(干)。在1250m/min和1500m/min的涂布速度下，多層涂料的總的涂布重量為8g/m2(干)。所用的原紙是一種表面粗糙度為4.8微米的35g/m2的含木紙。在1250m/min速度下涂布的涂料產(chǎn)生了一個無陷穴的涂層，在1500m/min速度下涂布的涂料產(chǎn)生了無其它運行問題的一個幾近無陷穴的涂層。這就證明用本發(fā)明的方法可容易地將有高長寬比顏料和高高剪切粘度的涂料在幕涂機上以高涂布速度涂布。
比較實驗A用噴涂刮刀涂布機(jet applicator blade coater)嘗試著將含有高長寬比顏料的涂料(實施例3的縫隙2)涂布于實施例3中所用的同樣的原紙上。使用該噴涂裝置在1250m/min的涂布速度下進行適當?shù)耐坎纪苛鲜遣豢赡艿?，因為當涂料打到基料上時，涂料就會從紙基料上偏轉(zhuǎn)出去。
比較實驗B重復比較實施例A的方法，不同的是用表6中給出的涂料混合物。這個涂料組合物代表實施例3用到的兩種涂料(縫隙1和2)中的顏料成分的摻混。聚乙烯醇，表面活性劑，和增稠劑的量與實施例3中的頂層(縫隙2)所用的量相同。
表6

用噴涂刮刀涂布機將總涂布重量為8.3g/m2(干)的涂料以1250m/min的速度涂布于實施例3中所用的同樣的原紙上。測量刮刀是一種0.4mm厚具有45度斜角的刮刀，運轉(zhuǎn)時具有一個12.1度的刮刀負荷(前角)。該刮刀顯示出極度的濕涂料擴散(2分鐘運行時間擴散30g涂料)。另外，紙材上具有許多未被涂布的跳涂區(qū)。當刮刀斜角變?yōu)?0度，那么刮刀可清潔地運轉(zhuǎn)，但刮刀負荷非常高(在24度的前角最大值時的涂布重量為8.3g/m2)。這些刮刀條件將導致頻繁的基料斷裂和刮刀的快速磨損，從而引起不可接受的生產(chǎn)設備的長時間的停車。
在1500m/min的涂布速度下用0.4mm厚45度斜角的刮刀涂布時，所存在的運行問題更為嚴重。達到8.0g/m2總涂布重量(干)所需的刮刀壓力(前角)為22.7度。這時涂料擴散非常明顯(2分鐘運轉(zhuǎn)后有37.5g的涂料擴散)并且跳涂程度是不能被接受的。
實施例4重復實施例2的方法，不同的是在頂層涂料(縫隙2)中用增稠劑代替一部分聚乙烯醇(PVOH)。在比較實驗中所用的增稠劑因其對高速刮涂的適應性和在高涂布速度下能夠提供無陷穴涂布幕的性能而被選用。另外，在底層(縫隙1)中的聚乙烯醇的量被增加到兩份，頂層(縫隙2)中去除增白劑。涂料組分按表7中給出的量混合。
表7

(*NM＝未測量)
縫隙2中的涂料在500,000s-1剪切速率下的粘度超出了觀測范圍，在刮刀涂布機上運行困難(大于100mPa·s)，另外涂料顯現(xiàn)出剪切稠化行為。
縫隙1中涂料在1500m/min的涂布速度下每一層的涂布重量為1.5g/m2(干)，縫隙2中的為6.5g/m2(干)。所用的原紙是一種表面粗糙度為4.8微米的35g/m2的含木紙。在1500m/min的涂布速度下，多層涂料以8g/m2(干)的總涂布重量被涂布并且無其它運行問題即可提供一個幾乎無陷穴的涂層。這就證明在幕涂機上可容易地涂布具有剪切阻滯行為的涂料。
比較實驗C用裝有0.4mm厚45度角的刮刀的噴涂刮刀涂布機將含有煅燒粘土顏料的涂料(實施例4中的縫隙2)涂布于與實施例4中所用的同樣的原紙上。在1500m/min的涂布速度下，達到8.4g/m2(干)所需的刮刀負荷(前角)為21.4度且刮刀運轉(zhuǎn)清潔。這就證明煅燒粘土顏料要求相對高的刮刀負荷。
比較實驗D重復比較實施例C的方法，不同的是用表8中給出的涂料混合物。這個涂料組合物表現(xiàn)為實施例4用到的兩種涂料(縫隙1和2)中的顏料組分的摻混。聚乙烯醇、表面活性劑和增稠劑的量與實施例4中頂層所用的量相同。在1500m/min的涂布速度下，達到8.0g/m2(干)所需的刮刀負荷(前角)為22.4度且刮刀運轉(zhuǎn)清潔。
表8

實施例5重復實施例1的程序，不同的是用表9中的配方。這一實施例表明使用了與常用的研磨碳酸鈣相比具有窄顆粒尺寸分布的工程碳酸鈣顏料。在高固體含量下具有低增稠劑含量的涂料配方賦予了涂料低保水率和低固化固體含量。
表9

(*NM＝未測量)縫隙2中的涂料著色劑在500,000s-1剪切速率下的粘度超出了觀測范圍，在刮刀涂布機上運行非常困難(大于100mPa·s)。
縫隙1中的每一層的涂布重量為1.5g/m2(干)，縫隙2中為6.5g/m2(干)?？偼坎贾亓繛?g/m2(干)的多層涂料在1250m/min的涂布速度下被涂布于表面粗糙度為4.8微米的35g/m2的含木紙上。該涂層無陷穴且涂布無其它運行問題。這就證明用幕涂法可容易地將具有高脫水速率和快速固化性的涂料涂布于基底上。
實施例6重復實施例5的方法，不同的是將縫隙1中的涂料替換為與縫隙2中的涂料相同的但固體含量被稀釋至58.3％的涂料。這就導致一個多層涂布幕其中兩層的成分完全相同，只是在固體含量上有所不同。這種被涂布的涂料表現(xiàn)出無陷穴和無其它運行缺陷。
比較實驗E使用噴涂刮刀涂布機嘗試將含有工程碳酸鹽的涂料(實施例5的縫隙2)涂布于實施例5中所用的同樣的原紙上。在24度的最大值刮刀壓力(前角)下，涂布重量為1.1g/m2(干)。該涂料被稀釋至65.5％的固體含量并具有890mPa·s布氏粘度，在500,000s-1的剪切速率下具有107mPa·s的粘度和137的保水率。在刮刀壓力最大值(前角＝24度)情況下的涂布重量為9.3g/m2(干)。所用涂料被進一步的稀釋至64.3％的固體含量并具有730mPa·s布氏粘度，在500,000s-1的剪切速率下具有88mPa·s的粘度和146的保水率。這種涂料能達到8.3g/m2(干)的涂布重量，但刮刀壓力不是一個穩(wěn)定值。為保持涂布重量，刮刀壓力(前角)必須持續(xù)地增加到最大值，在這段時間涂料超出了8g/m2(干)的涂布重量目標值。另外，干的涂料沉淀物堆積在刮刀尖(3.75分鐘的運行時間產(chǎn)生3.3g)。這些干的“凹槽”非常大并將最終在涂布紙的表面引起條紋。這種涂料較差的運行能力歸因于其快的脫水速率，和在刮刀下的涂料的固化。
實施例7前文所述組分以表10中給出的量混合，以闡述一種粗糙的碳酸鹽顏料碳酸鹽D的使用。這種碳酸鹽顏料含有2重量％的直徑大于12μm的顆粒。這種顏料不能用刮刀涂布機進行涂布而不產(chǎn)生嚴重條紋，這是因為其所含的大顆粒的直徑接近于濕涂料的厚度。
表10

增稠劑(B)被加到涂料中以防止出現(xiàn)陷穴。實施例7中每一涂層的試驗用速度和涂布重量被列于表11中。所用原紙為表面粗糙度為8.5微米的75g/m2的無木紙。
表11

所述涂料無陷穴且無其它運行問題?？偼坎贾亓繛?0g/m2(干)的涂層具有表面粗糙度為5.52μm的未壓延表面和表面粗糙度為2.1μm的壓延表面。總涂布重量為20g/m2(干)的涂層具有表面粗糙度為3.95μm的未壓延表面和表面粗糙度為1.3μm的壓延表面。這就證明用幕涂機可容易地涂布在主涂料層中使用粗糙顏料的多層涂料，并且可獲得與用更細的顏料涂布的紙相比相似的平滑表面。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物在25℃和500,000s-1的剪切速率下具有至少50mPa·s的高剪切粘度，和(b)將所述涂布幕與連續(xù)的原紙或紙板的基料基底接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(a)中的至少一層自由流動涂布幕層具有至少75mPa·s的高剪切粘度，優(yōu)選至少100mPa·s，最優(yōu)選至少125mPa·s。
3.一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物包括至少一種顏料，所述顏料的形狀和結(jié)構(gòu)在低于500,000s-1的剪切速率下被破壞，和(b)將所述涂布幕與連續(xù)的原紙或紙板的基料基底接觸。
4.一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物的剪切稠化系數(shù)值在25℃至少為1.2，該剪切稠化系數(shù)定義為30,000s-1剪切速率下的粘度與3,000s-1剪切速率下的粘度的比值，和(b)將所述涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕是多層自由流動涂布幕。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕包括確保適印性的頂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕包括至少三層。
8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層包括至少一種顏料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述顏料選自粘土、高嶺土、煅燒粘土、共結(jié)構(gòu)化顏料、滑石、碳酸鈣、二氧化鈦、緞光白、合成聚合物顏料、氧化鋅、硫酸鋇、石膏、二氧化硅、三水氧化鋁、云母、合成麥羥硅鈉石和硅藻土。
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層包括至少一種長寬比至少為1.5∶1的顏料。
11.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層包括粘合劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述粘合劑選自苯乙烯—丁二烯膠乳、苯乙烯—丙烯酸酯膠乳、苯乙烯—丁二烯—丙烯腈膠乳、苯乙烯—丙烯酸酯—丙烯腈膠乳、苯乙烯—丁二烯—丙烯酸酯—丙烯腈膠乳、苯乙烯—馬來酐膠乳、苯乙烯—丙烯酸酯—馬來酐膠乳、多糖、蛋白質(zhì)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、纖維素衍生物和它們的混合物。
13.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層具有至少30重量％的固體含量，優(yōu)選為至少40重量％，最優(yōu)選為至少50重量％。
14.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕具有至少40重量％的固體含量，優(yōu)選為至少45重量％，最優(yōu)選為至少50重量％。
15.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層包括至少一種熒光增白劑。
16.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層包括至少一種表面活性劑。
17.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕包括至少4層，優(yōu)選為至少5層，以及更優(yōu)選為至少6層。
18.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(a)中的自由流動涂布幕層的至少一層具有小于10g/m2的涂布重量干重，優(yōu)選小于8g/m2，最優(yōu)選小于6g/m2。
19.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(b)中的連續(xù)基料基底既未預涂布也未預壓延。
20.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(b)中的連續(xù)基料基底具有至少300m/min的基料速率，優(yōu)選至少400m/min，最優(yōu)選至少500m/min。
21.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于步驟(b)中的連續(xù)基料基底的每平方米克重為20-350g/m2。
22.一種由前述任一項權(quán)利要求所述的方法制得的涂布紙或紙板。
23.一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物具有剪切阻滯行為，和(b)將所述涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
24.一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物其涂料固化固體含量和涂料涂布固體含量之差小于15，和(b)將所述涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
25.一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物中的顏料具有至少2微米的顆粒尺寸，和(b)將所述涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述涂料組合物中的所述顏料包含至少0.5重量％的直徑大于10微米的顆粒。
27.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述連續(xù)基料基底具有至少800m/min和優(yōu)選至少1000m/min的速度。
28.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述涂布幕通過一個縫隙式口模形成。
29.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述涂布幕通過一個滑動口模形成。
30.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中至少一層所述涂布幕層包括聚環(huán)氧乙烷。
31.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述涂布幕在其界面層中包括聚環(huán)氧乙烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)除感光紙以外的涂布紙或紙板的方法，其包括以下步驟(a)形成一個包括至少一層的自由流動涂布幕，其中形成至少一層自由流動涂布幕層的組合物具有至少50mPa·s的高剪切粘度，和(b)將該涂布幕與連續(xù)的原紙和紙板的基料基底接觸。
文檔編號D21H23/00GK1510214SQ200310115689
公開日2004年7月7日 申請日期2003年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月15日
發(fā)明者R·烏爾舍勒, P·J·薩爾米寧, J·F·阿塔爾, J·A·羅珀Ⅲ, R 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司