由復(fù)合結(jié)構(gòu)形成的用于紙或紙板的輕滑涂料或油漆涂料的制作方法
【專利說明】由復(fù)合結(jié)構(gòu)形成的用于紙或紙板的輕滑涂料或油漆涂料 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的涂料，其主體由多糖組成，碳酸鹽沉積到多糖中。具體 而言，本發(fā)明設(shè)及該種碳酸鹽多糖結(jié)構(gòu)在紙或紙板的涂布層中、在油漆的涂層中或在與油 漆類似的材料中（例如，在清漆中）的用途。所述結(jié)構(gòu)改善成品紙或紙板的涂布層或油漆 涂層的光滑度、厚度、色斑、強(qiáng)度、不透明度和亮度W及油墨的光學(xué)密度和涂布的紙或紙張 的挺度和施膠能力。
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)描述 在紙和紙板制造中使用的最常見的涂布顏料為高嶺±、滑石、石膏、重質(zhì)碳酸巧（GCC) 和沉積碳酸巧（PCC)。另外，存在更昂貴的專用顏料，諸如沉積娃酸侶、鍛光白和二氧化鐵。 在紙和紙板的制造中，優(yōu)選使用涂布顏料，因?yàn)樗鼈兏纳萍埡图埌宓墓鈱W(xué)性質(zhì)和印刷油墨 的凝固（適印性），且具體地講，如果涂層的覆蓋率良好的話，使得可W降低紙巧料、紙板或 涂布層的基重。良好的覆蓋率在人眼看來沒有色斑。
[0003] 油漆采用如上提到的涂布顏料。然而，與在紙或紙板的涂料中相比，使用顯著大量 的鐵。與紙和紙板的涂料相比較，另一重大差別在于，特別是，在乳膠漆中，膠乳顯著更常作 為連接料使用，而不是作為顏料使用。對(duì)于油漆，目的在于在欲涂漆的表面上形成盡可能為 固態(tài)且具有良好不透明度的耐磨薄膜涂層。另外，在油漆中使用改善薄膜形成、軟化膠乳粒 子并幫助形成固態(tài)漆膜的各種添加劑。
[0004] 在兩種涂料應(yīng)用中，即，在紙和紙板的涂料中和在油漆中，連接料的目的是使顏料 附著到欲涂布的基底和附著到涂層。在油漆中，形成固態(tài)涂層，而在紙和紙板的涂料中，使 用連接料的目的在于保證涂料的顏料和實(shí)際涂料在印刷期間保持附著到紙或紙板。在紙和 紙板的涂料中，由于較小量的連接料而沒有固態(tài)薄膜表面。多孔表面等的目的在于提供油 墨對(duì)于各種印刷方法（例如，膠印、凹版印刷、凸版印刷、噴墨）的合適沉降速度。
[0005] 目的在于使原紙或紙板的表面盡可能平滑，從而通過使用盡可能少量的涂料獲得 盡可能好的覆蓋率。出于該原因，通常在涂布之前首先將原紙或紙板預(yù)壓光。在機(jī)器壓光 機(jī)中，在紙或紙板的兩側(cè)上有金屬軸漉；該保持厚度標(biāo)準(zhǔn)，但密度變化。在軟性壓光機(jī)中，紙 或紙板在硬、涂有橡膠的軸漉之間行進(jìn)。它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于密度變化較小。在兩種類型的 壓光機(jī)中，通常將一個(gè)金屬軸漉加熱。還存在超級(jí)壓光機(jī)和多漉壓光機(jī)，其包括超過10個(gè) 軸漉，紙或紙板在該些軸漉之間行進(jìn)。在預(yù)壓光中，常存在兩個(gè)軸漉，而在完工壓光（超級(jí) 或多漉壓光）中，常存在超過十個(gè)軸漉。在壓光中，將紙或紙板的頂面和底面彼此相對(duì)地機(jī) 械擠壓。進(jìn)行完工壓光等W提供改善的預(yù)涂層或可印刷的正面涂層（化ont coat)。壓光的 最大缺點(diǎn)是其減小涂布的紙或紙板的厚度，即，其增加產(chǎn)品的密度。其他缺點(diǎn)包括減弱剛性 水平、強(qiáng)度性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)。
[0006] 涂布的紙或紙板的不良光滑度表現(xiàn)為不良覆蓋率且需要較大的涂料量來填充在 欲涂布的表面上的孔。在印刷涂布表面時(shí)，涂層的不良覆蓋率常被視為不均勻的印刷品質(zhì)， 即所謂的色斑。涂層的不良光滑度或所產(chǎn)生的不良覆蓋率也可導(dǎo)致在有光澤的涂布紙或紙 板等級(jí)中的光澤色斑或光澤度不均勻。該也稱作涂層的不透明度和亮度色斑。關(guān)于印刷品 的色斑等，可區(qū)分W下類型的色斑：反牽力化ack trap)、疏水性、單色、密度和干燥色斑。認(rèn) 為色斑是由涂料結(jié)構(gòu)中的微孔度差別或連接料在涂料中的不均勻分布所引起。當(dāng)在紙或紙 板的色斑區(qū)域中吸收比鄰近區(qū)域多或少的油墨時(shí)，產(chǎn)生印刷品的色斑。
[0007] 除了壓光之外，還必須進(jìn)行努力W通過向滑泥（slip)中加入塑性顏料而對(duì)粗趟 原紙或紙板的不均勻性作出響應(yīng)。使用其的目的尤其在于增加涂料對(duì)基底的不規(guī)則性作出 反應(yīng)的能力，W通過壓光中的較小壓光機(jī)負(fù)載而維持涂布的紙或紙板的輕結(jié)構(gòu)。通常，該輕 結(jié)構(gòu)可看似為印刷品的改善的不透明度、亮度和光學(xué)密度。理想地，在壓光之后，涂層將具 有良好的覆蓋率，即，盡可能少的色斑，其將為輕的，即其厚度高，光滑度良好，且紙或紙板 的其他品質(zhì)如光澤度將處于目標(biāo)水平且色斑將較小。如果一些涂料比其他涂料更易于提供 所要的光滑度水平，則可減小壓光的壓夾壓力。在那種情況下，獲得更輕、更硬且更堅(jiān)固的 涂層，其仍然具有所要水平的光滑度，并且我們將更接近上述理想。
[000引在用油漆的情況下，沒有壓光，而且在該涂料應(yīng)用中，借助于較光滑的油漆涂層獲 得欲涂漆的表面的改善的覆蓋率。該意味著用較小量的油漆可獲得足夠的覆蓋率，由此可 特別地節(jié)約昂貴的鐵。
[0009] 紙和紙板的涂層的拉毛（picking)，即纖維、顏料或涂層表面本身的剝離，是在品 質(zhì)、特別是印刷方面非常有害的缺陷。在印刷機(jī)中，已經(jīng)從涂層剝離的材料聚積在印刷品表 面上且特別是聚積在第一印刷單元（在彩色印刷中）的潤(rùn)版液中。在印刷的紙或紙板中， 該被視為色斑、漏失斑點(diǎn)、涂層剝離及其他品質(zhì)問題。涂層表面的拉毛最常導(dǎo)致單纖維和纖 維束的剝離；在最壞的情況下，可能發(fā)生一部分涂層的剝落。在印刷中的拉毛是由，為了使 油墨在印刷壓夾中分流，垂直于涂層表面的力超過在印刷壓夾的出口處涂層表面的局部強(qiáng) 度而引起。使用連接料W嘗試防止該些品質(zhì)問題。該些連接料的實(shí)例包括淀粉。
[0010] 淀粉形成涂料的連接強(qiáng)度的能力由它的大量哲基引起，該增加了其形成氨鍵的能 力。在油漆中，可見在制造過程期間分離的小（2-150 ym)顆粒形式的淀粉。所有植物都含 有淀粉。然而，淀粉在商業(yè)上由馬鈴馨、木馨、大麥、小麥、稻米和玉米生成，且在某種程度 上，由塊莖根、豆科植物、果實(shí)和混合物化ybrid)生成。
[0011] 通常，淀粉不溶于冷水。該歸因于淀粉聚合物W通過淀粉顆粒中的氨鍵結(jié)合的組 織良好的形式。在加熱淀粉水溶液時(shí)，淀粉顆粒首先溶脹，然后單個(gè)的淀粉聚合物自彼此釋 放。
[0012] 常將淀粉處理W使淀粉為陽離子淀粉，在較高干物質(zhì)含量下溶液的穩(wěn)定性增加和 /或其流變性質(zhì)改善。作為多元醇，淀粉的化學(xué)形成產(chǎn)物通常為離或醋。該些處理供選方案 包括哲基-燒基化、陽離子化、駿甲基化、己酷化、熱機(jī)械處理、酶處理、過氧化氨處理、次氯 酸鋼處理和酸處理。溶于冷水的淀粉，即所謂的冷溶性淀粉，也通過處理淀粉來提供。
[0013] 天然（未處理的）淀粉為陰離子的；因此，在紙和紙板制造過程期間在沒有陽離子 處理的情況下其對(duì)纖維的附著不良。目前，陽離子淀粉為使用含有季錠基團(tuán)的環(huán)氧化學(xué)品 制造的離。陽離子化淀粉為最大量使用的處理過的淀粉。
[0014] 通常，在淀粉顆粒內(nèi)的淀粉聚合物將通過加到熱水中或蒸煮淀粉水溶液來釋放。 上文提到的冷溶性淀粉構(gòu)成它的一個(gè)特例。通常，在紙或紙板的涂布中使用的涂布滑泥的 目的在于提供盡可能高的干物質(zhì)含量。通常，隨后實(shí)現(xiàn)改善的保水性、走紙性和品質(zhì)性質(zhì)。 因此，在使用淀粉時(shí)，進(jìn)行嘗試W使在淀粉的制造過程中需要的水量減至最小。
[0015] 除了淀粉外，還使用了其他強(qiáng)度改善添加劑。瓜耳膠為最常使用的植物膠。瓜耳 膠和刺槐豆膠為種子膠且由半乳甘露聚糖組成。刺槐樹膠具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；其為分支多 糖。蔬菜膠的使用受它們高于淀粉的價(jià)格限制。它們也比淀粉更難W處理。
[0016] 纖維素和納米纖維素也屬于多糖。納米纖維素或微纖維化纖維素可由含有纖維的 所有材料如木材制造。納米纖維素的結(jié)構(gòu)比正常纖維素聚合物的結(jié)構(gòu)顯著小，因此，其含有 顯著更大量的形成氨鍵的哲基。納米纖維素也被稱為微纖維化纖維素、納米纖維化纖維素、 納米纖維和微纖維。
[0017] 因此，需要紙或紙板的較輕涂層或油漆涂層，其提