用于涂覆干加工紙板的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于涂覆干加工紙板的方法。用于涂覆紙板的方法，包括以下步驟：制備纖維素纖維網(wǎng)幅，該網(wǎng)幅具有至少約85磅/3000ft2的基重；壓光該網(wǎng)幅至少一次以形成紙板基材，其中每一該壓光步驟在基本上沒(méi)有引入水分到該網(wǎng)幅的情況下進(jìn)行；和施加底漆到該紙板基材的至少一個(gè)表面以形成涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，該底漆包括至少一種顏料，該顏料具有至少約45%的沉降空隙體積，其中該表面涂覆的紙板結(jié)構(gòu)具有至多約3微米的派克印刷面平滑度。
【專利說(shuō)明】用于涂覆干加工紙板的方法
[0001]本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，其母案的申請(qǐng)日為2009年3月20日、申請(qǐng)?zhí)枮?00980109992.9，名稱為“用于涂覆干加工紙板的方法”。
[0002]優(yōu)先權(quán)
本專利申請(qǐng)要求2008年3月21日提交的美國(guó)申請(qǐng)序號(hào)61/038，579，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入到此處，和2008年5月28日提交的美國(guó)申請(qǐng)序號(hào)61/056，712的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入到此處。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本專利申請(qǐng)涉及用于涂覆紙板的方法，和更尤其涉及導(dǎo)致光滑紙板結(jié)構(gòu)的用于涂覆干加工(dry-finish)紙板的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]用于印刷和包裝的紙或紙板基材通常需要具有良好的光學(xué)性能，極好的平滑度和極好的可印刷性。此外，要求強(qiáng)度和挺度以便該基材能夠平滑地通過(guò)高速印刷和轉(zhuǎn)換機(jī)器，而沒(méi)有中斷或堵塞。高挺度對(duì)于在填裝過(guò)程中和在后續(xù)應(yīng)用中保持紙板產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)整體性是必須的。
[0005]挺度與基材的基重和密度具有密切的關(guān)系。對(duì)于給定的厚度(厚度)，一般趨勢(shì)是挺度隨基重增加而提高。但是，如果提過(guò)基重以提高挺度，必須使用更多纖維，增加成本和重量。
[0006]除了強(qiáng)度和挺度的機(jī)械性能外，要印刷基紙或紙板基材必須具有所需水平的光澤和平滑度。用于獲得在基材中的平滑度的主要方法之一在于在生產(chǎn)過(guò)程中壓光該基材。壓光帶來(lái)厚底的降低，其通常導(dǎo)致在挺度上的相應(yīng)降低。這尤其是濕式雙輥壓光(wet stackcalendering)方法的情況。濕式雙棍壓光需要已經(jīng)被預(yù)先干燥到約5%或更低的濕度的紙頁(yè)(sheet)的再潤(rùn)濕?，F(xiàn)在該再潤(rùn)濕的紙頁(yè)通過(guò)具有兩個(gè)或多個(gè)輥的壓光裝置。該纖維網(wǎng)絡(luò)由于通過(guò)輥施加的壓力被壓縮。該基材的再潤(rùn)濕使得表面纖維更容易地被壓縮和允許更強(qiáng)勢(shì)的平滑度產(chǎn)生。但是，此壓縮使得該紙頁(yè)致密化，使得使用“濕加工(wet finish)”方法制備的產(chǎn)品在通過(guò)濕式雙輥壓光機(jī)后可以具有在其密度上的達(dá)到25%的提高。
[0007]另外，制造廠家已經(jīng)嘗試了通過(guò)用包括各種顏料如粘土、碳酸鈣和二氧化鈦等的底漆涂布紙板的整個(gè)表面，和然后用第二涂層和時(shí)常甚至第三涂層(一般稱為面涂層)罩涂(overcoat)該底漆,從而使紙板表面變光滑。典型地，施涂于該表面的顏料(以著色的涂料的形式)越多，所得到的平滑度越好。然而，較大量的顏料的使用通常增加了該紙或紙板的成本和重量。
[0008]對(duì)于給定量的每單位面積的纖維，挺度和平滑度之間的關(guān)系通常呈反比。理想地是能通過(guò)生產(chǎn)具有產(chǎn)生的平滑表面而不需要致密化的成品紙或紙板，由此以最小纖維素纖維用量保持最大厚度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一個(gè)方面，所公開(kāi)的用于涂覆紙板的方法可以包括以下步驟:制備纖維素纖維網(wǎng)幅，該纖維網(wǎng)幅具有至少約85磅/3000 ft2的基重；壓光該網(wǎng)幅至少一次以形成紙板基材，其中每一該壓光步驟在基本上沒(méi)有引入水分到該網(wǎng)幅的情況下進(jìn)行；和施加底漆到該紙板基材的至少一個(gè)表面以形成涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，該底漆包括至少一種顏料，該顏料具有至少約45%的沉降空隙體積，其中該表面涂覆的紙板結(jié)構(gòu)具有至多約3微米的派克印刷面(Parker Print Surface )平滑度。
[0010]在一個(gè)方面，所公開(kāi)的用于涂覆紙板的方法可以包括以下步驟:制備具有至少約85磅/3000 ft2的基重的紙板基材，前提條件是該紙板基材是不經(jīng)歷濕式雙輥壓光過(guò)程；和施加底漆到該紙板基材的至少一個(gè)表面以形成涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，該底漆包括至少一種顏料，該顏料具有至少約45%的沉降空隙體積，其中該涂覆的紙板結(jié)構(gòu)具有至多約3微米的派克印刷面平滑度。
[0011]在另一個(gè)方面，所公開(kāi)的用于涂覆紙板的方法可以包括以下步驟:制備纖維素纖維網(wǎng)幅，該纖維網(wǎng)幅具有至少約85磅/3000 ft2的基重；壓光該網(wǎng)幅至少一次以形成紙板基材，其中每一該壓光步驟在基本上沒(méi)有引入水分到該網(wǎng)幅的情況下進(jìn)行；和施加底漆到該紙板基材的至少一個(gè)表面以形成涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，該底漆包括至少一種顏料，該顏料具有至少約45%的沉降空隙體積；和施加面涂層(top coat)至涂覆的紙板結(jié)構(gòu)以形成表面涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，其中該表面涂覆的紙板結(jié)構(gòu)具有至多約3微米的派克印刷面平滑度。
[0012]所公開(kāi)的用于涂覆紙板的方法的其它方面可以從以下說(shuō)明、附圖和所附權(quán)利要求書(shū)中了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是示例性紙板基材的無(wú)涂層表面(即原料)的照片；
圖2是涂有各種量(磅/ 3000 ft2)的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的粗研磨碳酸鈣的紙板基材的表面的照片對(duì)比；
圖3是涂有各種量(磅/ 3000 ft2)的所公開(kāi)的底漆的紙板基材的表面的照片對(duì)比；
圖4是用超粗研磨碳酸鈣配制的各種顏料共混物的沉降空隙體積百分率與粘土組分百分率的關(guān)系的圖解說(shuō)明；
圖5是用粗研磨碳酸鈣配制的各種顏料共混物的沉降空隙體積百分率與粘土組分百分率的關(guān)系的圖解說(shuō)明；
圖6是用精細(xì)研磨碳酸鈣配制的各種顏料共混物的沉降空隙體積百分率與粘土組分百分率的關(guān)系的圖解說(shuō)明；
圖7是對(duì)于干加工僅底漆紙板的派克印刷面平滑度與涂布重量的關(guān)系的第一圖解對(duì)
比；
圖8是對(duì)于各種顏料體系的派克印刷面平滑度與涂布重量的關(guān)系的第二圖解對(duì)比；
圖9是按照所公開(kāi)的方法涂有所公開(kāi)的底漆的紙板基材的側(cè)向截面圖；
圖10是在第二個(gè)更大放大倍數(shù)下顯示的圖9的紙板基材的側(cè)向截面圖；
圖11是制備干加工紙板基材的方法的一個(gè)方面的示意圖；和 圖12是涂覆圖11的干加工紙板基材的方法的一個(gè)方面的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]公開(kāi)用于涂覆具有涂層的紙板基材的方法。該涂覆可以包括底漆和，任選地一種和多種中間涂層和一種或多種面涂層。
[0015]如本文所用，“紙板基材”廣義地是指任何能夠以底漆涂覆的紙板材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解該紙板基材是漂白或未漂白的，具有約85磅/3000 ft2或更高的無(wú)涂層基重。適當(dāng)?shù)募埌寤牡膶?shí)例包括掛面紙板(linerboard)、瓦榜紙芯層紙(corrugatingmedium)和固體漂白硫酸鹽(SBS)。
[0016]在一個(gè)方面，該紙板基材可以通過(guò)利用干式雙棍壓光機(jī)(dry stack calender)的連續(xù)生產(chǎn)方法制備。換而言之，該紙板基材可以在不使用濕式雙輥壓光機(jī)的情況下制備。
[0017]參照?qǐng)D11，用于制備干式雙棍紙板基材(dry stack paperboard substrate)37的方法的20的一個(gè)方面，可以起始于網(wǎng)前箱(head box)22，其可以排放纖維素纖維的淤漿至長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)(Fourdrinier machine) 24上,該長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)可以包括極細(xì)網(wǎng)目的移動(dòng)篩網(wǎng)，以形成網(wǎng)幅26。該網(wǎng)幅26可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)任選的濕壓機(jī)(wet preSS)28，和然后可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)干燥器30。任選地，可以利用施膠壓機(jī)(size press) 32以增加功能性能和潛在地降低該網(wǎng)幅26的厚度，以及干燥器34然后可以干燥該網(wǎng)幅26。最后，該網(wǎng)幅可以通過(guò)干式雙輥壓光機(jī)36以形成最終紙板基材37。該壓光機(jī)的輥可以是蒸汽加熱的。該壓光機(jī)的輥隙負(fù)載和輥隙的數(shù)量可以顯著地降低以最小化或避免在厚度上的降低。
[0018]因此，在該紙板基材沒(méi)有在該壓光機(jī)36處被再潤(rùn)濕的情況下，該纖維基材僅在該壓光輥組中最小幅地壓實(shí)。因此，該紙板基材的松厚度(bulk)沒(méi)有被該壓光作用影響到任何很大的程度，且在涂覆前由于致密化帶來(lái)的厚度上的損失也是最小的。
[0019]在一個(gè)方面，該公開(kāi)的底漆可以包括顏料或顏料共混物，其經(jīng)配制以提供較高沉降空隙體積百分率(即較膨松的顆粒堆積)和在較低的涂布重量下的高平滑度。通過(guò)使用具有較高的縱橫比和/或較高的平均粒度的組分，可以獲得高的沉降空隙體積。例如，超過(guò)45%的沉降空隙體積可能是理想的，而超過(guò)47.5%的沉降空隙體積可能是更理想的，超過(guò)50%的沉降空隙體積可能是還更理想的。
[0020]在一個(gè)方面，該公開(kāi)底漆可以包括高縱橫比粘土和碳酸鈣的顏料共混物。該顏料共混物可分散在載體如水中，從而有利于將底漆施涂于適當(dāng)?shù)幕娜缂埌寤纳?。其他組分如粘結(jié)劑、穩(wěn)定劑、分散劑和其他顏料可以與該顏料共混物相結(jié)合，從而形成不偏離本公開(kāi)范圍的最終底漆。
[0021]所公開(kāi)的底漆的顏料共混物的粘土組分可以是具有較高縱橫比或形狀系數(shù)的任何扁平狀粘土(即超扁平狀粘土)。在這里使用的術(shù)語(yǔ)“縱橫比”和“形狀系數(shù)”是指?jìng)€(gè)體粘土顆粒的幾何形狀，具體地說(shuō)該粘土顆粒的第一尺寸(例如，該粘土顆粒的直徑或長(zhǎng)度)與該粘土顆粒的第二尺寸(例如，該粘土顆粒的厚度或?qū)挾?之比。術(shù)語(yǔ)“超扁平狀”、“高縱橫比”和“較高縱橫比”是指通常超過(guò)40:1，例如50:1或更高，尤其70:1或更高，并且優(yōu)選90:1或更高的縱橫比。
[0022]在一個(gè)方面，該顏料共混物的粘土組分可以包括扁平狀粘土，其中按平均計(jì)該粘土顆粒具有約40:1或更高的縱橫比。在另一個(gè)方面，該粘土組分可以包括扁平狀粘土，其中按平均計(jì)該粘土顆粒具有約50:1或更高的縱橫比。這種粘土的例子是可從喬治亞州Roswell的Imerys Pigments, Inc.獲得的CONTOUR? 1180。在另一個(gè)方面，該粘土組分可以包括扁平狀粘土，其中按平均計(jì)該粘土顆粒具有約90:1或更高的縱橫比。這種粘土的例子是也可從Imerys Pigments, Inc.獲得的XP-6100。適當(dāng)?shù)谋馄綘钫惩恋钠渌庸_(kāi)在Jones等人的美國(guó)專利N0.7，208, 039中，該專利的全部?jī)?nèi)容在這里通過(guò)引用而并入。
[0023]在另一個(gè)方面，顏料共混物的粘土組分可以包括具有較高平均粒度的扁平狀粘土。在一個(gè)特定方面，該粘土組分可以具有約4微米或更高的平均粒度。在第二個(gè)特定方面，該粘土組分可以具有約10微米或更高的平均粒度。在第三個(gè)特定方面，該粘土組分可以具有約13微米或更高的平均粒度。
[0024]所公開(kāi)的底漆的顏料共混物的碳酸鈣組分可以包括碳酸鈣。在一個(gè)方面，該碳酸鈣組分可以包括精細(xì)研磨碳酸鈣。這種精細(xì)研磨碳酸鈣的實(shí)例是可從喬治亞州Roswell的Imerys Pigments, Inc.獲得的CARBITAL? 95，其中約95%的碳酸鈣顆粒具有小于約2微米的直徑。在另一個(gè)方面，該碳酸鈣組分可以包括粗研磨碳酸鈣。這種粗研磨碳酸鈣的實(shí)例是也可從Imerys Pigments, Inc.獲得的CARBITAL? 60，其中約60%的碳酸鈣顆粒具有小于約2微米的直徑。在另外方面，該碳酸鈣組分可以包括超粗研磨碳酸鈣。這種超粗研磨碳酸I丐的實(shí)例是也可從Imerys Pigments, Inc.獲得的CARBITAL? 35,其中僅僅約35%的碳酸鈣顆粒具有小于約2微米的直徑。
[0025]在另一個(gè)方面，該顏料共混物的碳酸鈣組分可以具有約I微米或更高，例如約1.5微米，更尤其3微米或更高的平均粒度。
[0026]不局限于任何特定理論，據(jù)信，配制成提供較高沉降空隙體積百分率(即較膨松的顆粒堆積)的顏料共混物在較低的涂布重量下提供了高平滑度，從而減低了原材料成本。此夕卜，據(jù)信，使用具有較高的縱橫比和/或較高的平均粒度的粘土組分和具有較高的平均粒度的碳酸鈣組分提供了較高和因此理想的沉降空隙體積百分率。例如，超過(guò)45%的沉降空隙體積可能是理想的，而超過(guò)47%的沉降空隙體積可能是更理想的，超過(guò)50%的沉降空隙體積可能是還更理想的。
[0027]—種適用于測(cè)定沉降空隙體積的技術(shù)包括制備顏料或顏料共混物和然后用水稀釋至50 wt%固體，以生產(chǎn)淤漿。將70克淤漿樣品投入到離心管中，并在大約SOOOg下旋轉(zhuǎn)90分鐘。從離心機(jī)中取出樣品，分離出透明的上清液并稱重。該沉降物通常被足夠致密地填充，使得上清液容易被倒出?；谒サ乃闹亓浚梢杂?jì)算出仍然在沉降物的空隙中含有的水的量。然后，使用顆粒密度，可以將空隙中的水的重量轉(zhuǎn)化為沉降空隙體積百分率。
[0028]參見(jiàn)圖4-6，提供了各種顏料共混物的沉降空隙體積百分率與粘土組分在顏料共混物中的重量百分率的關(guān)系。具體而言，圖4-6比較了 CARBITAL? 35 (超粗)、CARBITAL?60 (粗)和CARBITAL? 95 (精細(xì))作為碳酸鈣組分的使用以及XP-6100 (縱橫比在90:1以上)'CONTOUR? 1180 (縱橫比大約 50:1) 'CONTOUR? Xtrm (縱橫比大約 45:1)和 KCS (縱橫比大約10:1 (不是高縱橫比粘土))作為粘土組分的使用。
[0029]圖4-6表明，粗研磨碳酸鈣(圖4和5)，特別是超粗研磨碳酸鈣(圖4)以及高縱橫比粘土，特別是縱橫比在70:1以上，更有其在90:1以上的粘土(XP-6100粘土)提供了最高的沉降空隙體積百分率。
[0030]此外，圖4-6中的曲線，尤其是與XP-6100粘土有關(guān)的曲線中的凹形指出，當(dāng)粘土組分與碳酸鈣組分共混時(shí)，獲得了最大的沉降空隙體積百分率。例如，參見(jiàn)圖4，當(dāng)使用超粗研磨碳酸?丐和XP-6100時(shí),最大沉降空隙體積百分率出現(xiàn)在約60wt%和約90wt%的粘土組分之間。
[0031]還有，該曲線的凹形指示，粘土組分和碳酸鈣組分的某些共混物提供了與使用100%高縱橫比粘土相比即使不是更高也類似的沉降空隙體積百分率。因此，該曲線指示，就沉降空隙體積百分率而言，將價(jià)格比較低廉的碳酸鈣與更昂貴的高縱橫比粘土共混可以獲得即使不優(yōu)越也同等的涂料材料。的確，例如比較圖4到圖6，該曲線指示，碳酸鈣顆粒越粗，獲得較高沉降空隙體積百分率所需使用的高縱橫比粘土越少。例如，參見(jiàn)圖4，當(dāng)將超粗研磨碳酸鈣與XP-6100粘土共混時(shí)，粘土組分與碳酸鈣組分的45:55共混物提供了與100%高縱橫比粘土相同的沉降空隙體積百分率。
[0032]參照?qǐng)D12，用于涂覆干式雙輥紙板基材37的方法60的一個(gè)方面，可以起始于任選的干燥器38。然后，該干式雙輥紙板基材37可以通過(guò)第一涂布機(jī)40。該第一施涂機(jī)40可以是刮刀涂布機(jī)等，并可以施加該公開(kāi)的底漆于干式雙輥紙板基材37上。在第二涂布機(jī)44處施加該任選的面涂層前，任選的干燥器42可以至少部分地干燥該底漆。另一干燥器46可以完成干燥過(guò)程，然后該涂覆的干式雙輥紙板基材47行進(jìn)到任選的光澤壓光機(jī)48和該涂覆的干式雙輥紙板基材47被卷繞到卷軸50上。
[0033]參見(jiàn)圖7和8，用中試涂布器涂有各種底漆的紙板的派克印刷面(PPS)平滑度值相對(duì)于按磅/令(3000 ft2)計(jì)的底漆涂布重量來(lái)提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員將體會(huì)到，取自用中試涂布器(pilot coater)制備的樣品的PPS平滑度值一般高于由實(shí)際尺寸磨機(jī)所制備的樣品獲得的PPS平滑度值。盡管如此，使用中試涂布器取得的PPS平滑度值指示了由所公開(kāi)的底漆相比于現(xiàn)有技術(shù)涂料所提供的改進(jìn)。作為參考，當(dāng)使用中試涂布器時(shí)，約7.0微米或更小的PPS平滑度值一般是理想的，約6.5微米或更小的PPS平滑度值是優(yōu)選的，約6.0微米或更小的PPS平滑度值是更優(yōu)選的。
[0034]特別有意義的是，如圖7所示，包括粗或超粗碳酸鈣和高縱橫比粘土尤其XP-6100粘土的底漆提供了較高的沉降空隙體積百分率，并且在約9磅/令或更低的涂布重量下在紙板基材上提供了通常在約7微米以下的PPS平滑度值。實(shí)際上，如圖7中的曲線的正斜率所示，所得紙板的改進(jìn)平滑度(即較低的PPS平滑度值)直接與較低的涂布重量相關(guān)聯(lián)。該數(shù)據(jù)與本領(lǐng)域技術(shù)人員的預(yù)期相反，本領(lǐng)域技術(shù)人員將預(yù)期在高涂布重量下有較高的平滑度值。
[0035]實(shí)際上，當(dāng)使用實(shí)際尺寸的磨機(jī)時(shí)，包括CARBITAL? 35 (超粗碳酸鈣)和XP-6100 (高縱橫比和高平均粒度粘土)的50:50顏料共混物的底漆在6磅/令的較低底漆重量下獲得了低于約3微米、特別地約2微米的表面涂覆的PPS平滑度值。
[0036]因此，用包括研磨碳酸鈣，特別是粗或超粗研磨碳酸鈣以及高縱橫比粘土，特別是縱橫比在約70:1以上的粘土，更尤其是具有較高平均粒度的高縱橫比粘土的底漆涂布基材例如紙板，獲得了光滑的紙板結(jié)構(gòu)而沒(méi)有犧牲膨松度，并且通過(guò)將較昂貴的扁平狀的粘土與價(jià)格比較低廉的研磨碳酸鈣組合，同時(shí)需要令人驚訝的低涂布重量來(lái)獲得所需平滑度，從而減低了制造成本。
[0037]此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將體會(huì)到，所選擇的高縱橫比粘土的類型和所選擇的研磨碳酸鈣的類型以及粘土組分與碳酸鈣 組分的比率可以基于所需平滑度通過(guò)成本考慮來(lái)決定。
[0038]所公開(kāi)的底漆可以足夠填充基材中的紋孔和裂隙的量施涂于基材如紙板(例如無(wú)菌液體包裝紙板)的表面上，而無(wú)需涂布基材的整個(gè)表面。因此，所公開(kāi)的底漆與所公開(kāi)的用于施涂該底漆的方法一起，可以用來(lái)以較少量的底漆獲得高表面平滑度。實(shí)際上，如上所述，高表面平滑度可以用出乎意料的少量的所公開(kāi)的底漆來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0039]在一個(gè)方面，使用刮刀涂布機(jī)，將底漆施涂于基材上，使得刮刀涂布機(jī)推動(dòng)底漆進(jìn)入基材的紋孔和裂隙內(nèi)，同時(shí)從基材的表面上除去底漆。具體地說(shuō)，如圖9和10所示，底漆可以更類似于抹墻粉(spackling)的方式施涂，其中基本上所有的底漆存在于基材表面的紋孔和裂隙中而非基材的表面上。
[0040]在這一點(diǎn)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將體會(huì)到，當(dāng)所公開(kāi)的底漆在刮刀涂布機(jī)中使用時(shí)，在移動(dòng)基材與涂布機(jī)的刮刀之間的間距可以減到最小，從而促進(jìn)填充表面的紋孔和裂隙，而不明顯地將底漆沉積在基材的表面上(即，在基材的表面上形成不連續(xù)膜)。換句話說(shuō)，涂布機(jī)的刮刀可以定位成充分靠近移動(dòng)基材的表面，使得涂布機(jī)的刮刀推動(dòng)底漆進(jìn)入基材表面的紋孔和裂隙中，同時(shí)從基材的表面上除去過(guò)量的底漆。
[0041]實(shí)施例1
根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面所制備的第一顏料共混物包括50 wt% CARBITAL? 35 (超粗研磨碳酸鈣)和50wt% XP-6100 (超扁平狀粘土)。在固定式混合機(jī)中，通過(guò)將該50:50顏料共混物與水、膠乳粘合劑和增稠劑合并來(lái)制備涂料配制劑。以足夠形成淤漿的量添加水。按上述方式，使用刮刀涂布機(jī)，將涂料配制劑以下列涂布重量施涂于具有約126磅/3000ft2的基重的紙板原料上:6.7、7.9、8.9和11.3磅/3000 ft2。照片結(jié)果在圖3中示出，而PPS平滑度值在圖7中提供(數(shù)據(jù)點(diǎn)用圓圈標(biāo)記)。
[0042]因此，如圖3所示，所公開(kāi)的底漆和相關(guān)的方法在較低的涂布重量下提供了最佳的平滑度(比較圖2與圖3)。具體地說(shuō)，在6.7磅/3000 ft2的涂布重量下獲得了最大平滑度，而在7.9磅/3000 ft2的涂布重量下獲得了良好的平滑度，在8.9磅/3000 ft2的涂布重量下獲得了較低的平滑度，在11.3磅/3000 ft2的涂布重量下獲得了甚至更低的平滑度。
[0043]實(shí)施例2
根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面所制備的第二顏料共混物包括50 wt% Omya Hydrocarb? 60(購(gòu)自瑞士 Oftringen的Omya AG的粗研磨碳酸I丐)和50wt% XP-6170 (購(gòu)自ImerysPigments, Inc.的超扁平狀粘土)。在固定式混合機(jī)中，通過(guò)將該50:50顏料共混物與水、膠乳和淀粉粘合劑以及增稠劑合并來(lái)制備涂料配制劑。以足夠形成淤漿的量添加水。按上述方式，使用刮刀涂布機(jī)，將涂料配制劑以5.8磅/3000ft2和6.8磅/3000ft2的涂布重量施涂于具有約106磅/3000ft2的基重的紙板原料上，從而提供了在較低涂布重量下具有改進(jìn)平滑度的紙板結(jié)構(gòu)。
[0044]實(shí)施例3
具有約120 lbs/3000 ft2基重的低密度無(wú)涂覆的固體漂白硫酸鹽(SBS)紙板是使用實(shí)際尺寸生產(chǎn)方法制備的。該實(shí)際尺寸生產(chǎn)方法并不包括濕式雙輥壓光過(guò)程。
[0045]制備具有以下組成的高松厚度碳酸鹽/粘土底漆:(I )50份的高縱橫比粘土，得自Imerys Pigments, Inc., (2) 50 份的 PG-3,得自 Omya.(超粗研磨碳酸I丐)，(3) 19 份的聚乙酸乙烯酯膠乳(粘結(jié)劑)，和(4)足以提高該共混物的粘度至2500厘泊的量的堿性可溶脹的合成增稠劑，在20rpm下于Brookfield粘度計(jì)上測(cè)量。
[0046]制備具有如下組成的面涂層:50份的精細(xì)碳酸鹽；50份的精細(xì)粘土 ；17份的聚乙酸乙烯酯；和較少量的涂料潤(rùn)滑劑、塑料著色劑、蛋白質(zhì)、分散劑、合成粘度改性劑、消泡劑和染料。
[0047]該底漆利用軟拖刀施涂器(trailing bent blade applicator)施加于無(wú)涂覆的紙板。施涂該底漆，使得在該紙頁(yè)上保留所需最小量的底漆來(lái)填充在紙頁(yè)粗糙處中的空隙，同時(shí)從該紙頁(yè)擦掉過(guò)量的底漆以留下在該纖維表面的平面上最小量的底漆。以約6.0lbs/3000 ft2的涂覆重量施涂該底漆。在底漆之上施加該面涂層以進(jìn)一步提高表面平滑度。該面涂層以約5.4 lbs/3000 ft2的涂覆重量施加。
[0048]所得涂覆的結(jié)構(gòu)具有約130.0 lbs/3000 ft2的總基重，約0.012英寸(12個(gè)點(diǎn))的厚度和約1.5微米的派克印刷面(PPS 10S)平滑度。
[0049]因此，在這一點(diǎn)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將體會(huì)到，根據(jù)本公開(kāi)配制以包括粗研磨碳酸鈣，尤其超粗研磨碳酸鈣和超扁平狀粘土，尤其具有超過(guò)70:1的縱橫比的超扁平狀粘土，更尤其是具有較高平均粒度(例如約10微米或更大)的高縱橫比粘土的底漆，在較低的涂布重量下提供了增高的表面平滑度，特別是當(dāng)使用所公開(kāi)的方法施涂于基材上時(shí)。
[0050]雖然上述顏料共混物包括扁平狀粘土和研磨碳酸鈣，尤其超粗研磨碳酸鈣，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到，可以使用替代的顏料共混物，而不偏離本發(fā)明的范圍。例如，所公開(kāi)的底漆的顏料共混物可以包括扁平狀粘土和一種或多種除研磨碳酸鈣以外的其他無(wú)機(jī)顏料，例如沉淀碳酸鈣、滑石或高嶺土。
[0051]雖然已經(jīng)顯示和描述了所公開(kāi)的底漆和相關(guān)紙板結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面，但在閱讀了本說(shuō)明書(shū)之后本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到一些變化。本專利申請(qǐng)包括這種變化，并且僅僅根據(jù)權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.用于涂覆紙板的方法，包括以下步驟: 制備具有至少約85磅/3000 ft2的基重的紙板基材，前提條件是該紙板基材不經(jīng)歷濕式雙輥壓光過(guò)程； 施加底漆到該紙板基材的至少一個(gè)表面以形成涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，該底漆包括超扁平狀粘土，其中所述超扁平狀粘土具有至少約40:1的平均縱橫比， 施加面涂層至涂覆的紙板結(jié)構(gòu)的底漆上以形成具有最外層涂層表面的表面涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，其中該最外層涂層表面具有至多約3微米的派克印刷面平滑度(PPS 10S)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該紙板基材是固體漂白硫酸鹽紙板基材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該底漆以每面至多約9磅/3000平方英尺的所述紙板基材的涂布重量施涂于所述紙板基材的表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該底漆以每面至多約8磅/3000平方英尺的所述紙板基材的涂布重量施涂于所述紙板基材的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的方法，其中該底漆以每面至多約7磅/3000平方英尺的所述紙板基材的涂布重量施涂于所述紙板基材的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述紙板基材界定了在該表面中的多個(gè)紋孔，且其中該施加步驟包括施加該底漆使得該底漆基本上在該多個(gè)紋孔內(nèi)接受，而基本上沒(méi)有完全覆蓋該表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該底漆在所述紙板基材的表面上形成了不連續(xù)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該底漆作為淤漿施加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述底漆還包括顏料顆粒，其中至多約60%的顏料顆粒具有小于約2微米的粒徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中至多約35%的顏料顆粒具有小于約2微米的粒徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中該顏料顆粒包括研磨碳酸鈣。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述超扁平狀粘土和所述顏料顆粒包括顏料共混物，其中所述顏料共混物具有至少約45%的沉降空隙體積。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該沉降空隙體積為至少約47%。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該沉降空隙體積為至少約50%。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述超扁平狀粘土和所述顏料顆粒包括顏料共混物，其中所述超扁平狀粘土占所述顏料共混物的至多約80%。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述超扁平狀粘土占所述顏料共混物的至多約50%。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超扁平狀粘土的平均縱橫比為至少約70:1。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述派克印刷面平滑度為至多約2微米。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述派克印刷面平滑度為至多約1.5微米。
20.用于涂覆紙板的方法，包括以下步驟: 制備纖維素纖維網(wǎng)幅，該網(wǎng)幅具有至少約85磅/3000 ft2的基重； 壓光該網(wǎng)幅至少一次以形成紙板基材，其中該壓光步驟在基本上沒(méi)有引入水分到該網(wǎng)幅的情況下進(jìn)行； 施加底漆到該紙板基材的至少一個(gè)表面以形成涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，該底漆包括超扁平狀粘土，其中所述超扁平狀粘土具有至少約40:1的平均縱橫比， 施加面涂層至涂覆的紙板結(jié)構(gòu)的底漆上以形成具有最外層涂層表面的表面涂覆的紙板結(jié)構(gòu)，其中該最外層涂層表面具有至多約3微米的派克印刷面平滑度(PPS 10S)。
【文檔編號(hào)】D21H19/40GK103510426SQ201310505808
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2008年3月21日
【發(fā)明者】G.P.富吉特, S.G.布什豪斯, J.R.霍根, W.何, S.帕克 申請(qǐng)人:米德韋斯瓦科公司