FI115547B - Control of the air boundary layer - Google Patents

Control of the air boundary layer Download PDF

Info

Publication number
FI115547B
FI115547B FI20035247A FI20035247A FI115547B FI 115547 B FI115547 B FI 115547B FI 20035247 A FI20035247 A FI 20035247A FI 20035247 A FI20035247 A FI 20035247A FI 115547 B FI115547 B FI 115547B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
web
powder
coating
coating powder
obstacle
Prior art date
Application number
FI20035247A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20035247A0 (en
Inventor
Reima Kerttula
Johan Groen
Original Assignee
Metso Paper Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metso Paper Inc filed Critical Metso Paper Inc
Priority to FI20035247A priority Critical patent/FI115547B/en
Publication of FI20035247A0 publication Critical patent/FI20035247A0/en
Priority to PCT/FI2004/050190 priority patent/WO2005061126A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI115547B publication Critical patent/FI115547B/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • D21H23/30Pretreatment of the paper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • B05D1/06Applying particulate materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2203/00Other substrates
    • B05D2203/20Wood or similar material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2203/00Other substrates
    • B05D2203/22Paper or cardboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00Sheets
    • B05D2252/02Sheets of indefinite length
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • D21H23/50Spraying or projecting

Description

115547 llmarajakerroksen hallinta115547 Control of the boundary layer

Nyt esillä oleva keksintö koskee menetelmää jatkuvan rainan pinnan päällystämiseksi päällystysjauheella, joka menetelmä käsittää seuraa-5 vat vaiheet: - annetaan rainan liikkua elektrodien väliin, jotka ovat eri potentiaaleissa, - levitetään rainan pintaan epäorgaanisesta materiaalista ja polymeeri-sideainemateriaalista koostuvaa päällystysjauhetta käyttäen hyväksi 10 sähköisen potentiaalin eroa, ja - viimeistellään rainan päällystetty pinta.The present invention relates to a method of coating a continuous web surface with a coating powder comprising the steps of: - allowing the web to move between electrodes of different potentials, - applying a coating powder of an inorganic material and a polymeric binder material to the surface of the web. and - finishing the coated surface of the web.

Edellä mainitun menetelmän ongelmana on se, että rainan pintaan muodostuva ilmarajakerros estää päällystysjauheen pääsyn rainan 15 pintaan. Tällaisen ilmiön seurauksia ovat esimerkiksi epätasaisesti päällystetty pinta ja pölyäminen prosessissa. Päällystysprosessin nopeuksien kasvaessa llmarajakerroksen ylittämiseen tarvitaan enemmän energiaa. Myös rainan epätasaisuus vaikuttaa ilmarajakerrokseen.A problem with the above method is that the air boundary layer formed on the surface of the web prevents the coating powder from reaching the surface of the web 15. The consequence of such a phenomenon is, for example, an unevenly coated surface and dusting in the process. As the speed of the coating process increases, more energy is required to cross the air boundary layer. Also the unevenness of the web affects the air boundary layer.

20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että ennen kuin rainan annetaan liikkua elektrodien väliin, ilmarajakerros poiste- * taan ainakin osittain esteellä.The process according to the invention is characterized in that, before the web is allowed to move between the electrodes, the barrier layer is at least partially removed by an obstacle.

*: Kun ilmarajakerros poistuu ainakin osittain, päällystysjauhe sijoittuu 25 helposti rainalle, sen siirtyminen rainaan on tehokkaampaa ja pölyämi- • · nen vähenee huomattavasti. Esteen tehokkuudesta riippuen on mahdollista, että ilmarajakerros poistuu kokonaan.*: When the air boundary layer is at least partially removed, the coating powder is readily deposited on the web, is more efficient in transferring to the web, and reduces dust deposition. Depending on the effectiveness of the barrier, it is possible that the air barrier layer will be completely removed.

> *> *

Paperi- tai kartonkialustojen kuivapintakäsittelyprosessi, jossa keksin-30 non mukaista menetelmää pääasiassa sovelletaan, käsittää pääasialli-•V·; sesti seuraavat vaiheet: Raina kuljetetaan eri potentiaaleissa olevien ·:··: elektrodien väliin, rainan pinnalle levitetään epäorgaanista materiaalia .·!·, ja polymeerisideainemateriaalia käsittävää päällystysjauhetta sähköis- ten potentiaalien eroa hyväksikäyttäen, ja rainan päällystetty pinta vii-35 meistellään. Päällystysjauhe levitetään jauheenlevitysyksikössä. Rai- 2 115547 nan päällystetty pinta viimeistellään esimerkiksi termomekaanisella käsittelyllä. Käsiteltävän jatkuvan rainan kuituosuus koostuu yleensä paperinvalmistuskuiduista, mutta myös muita perusmateriaaleja voidaan käyttää. Esimerkiksi kuivapintakäsittelymenetelmää voidaan 5 käyttää muovi- tai metallikalvojen päällystämiseen.The process of dry surface treatment of paper or board trays, in which the process of the invention is mainly applied, comprises the main process; The following steps are carried out: The web is conveyed between the electrodes of different potentials:: ··: inorganic material is applied to the web surface ·! ·, and a coating powder comprising polymeric binder material is utilized, and the coated surface of the web is stamped. The coating powder is applied in a powder application unit. The coated surface of the 115547 nanoparticle is finished, for example, by thermomechanical treatment. The fiber portion of the continuous web to be treated is generally composed of papermaking fibers, but other basic materials may also be used. For example, the dry surface treatment method may be used to coat plastic or metal films.

Keksinnön mukainen este sijoitetaan juuri ennen jauheenlevitysyksik-köä. Este voi olla mekaaninen este tai se voi perustua kaasuvirtauk-siin, kuten ilmavirtauksiin. Mekaaninen este tuodaan kosketukseen rai-10 nan kanssa tai lähelle rainaa siten, että se ei ole suorassa kosketuksessa rainan kanssa vaan riittävän lähellä halutun toimenpiteen suorittamiseksi. Kun mekaaninen este on kosketuksessa rainan kanssa, voi olla välttämätöntä, että rainan toisella puolella on vastinpinta esteen tukemiseksi. Sopivia mekaanisia esteitä ovat esimerkiksi kaavinlaitteet, 15 kuten terät, mutta muitakin mekaanisia esteitä voidaan käyttää. Muita esteitä voivat olla esimerkiksi tangot tai levyt. On selvää, että este ulottuu rainan koko leveydelle rainan poikittaissuunnassa.The barrier according to the invention is placed just before the powder application unit. The barrier may be a mechanical barrier or may be based on gas flows such as air flows. The mechanical barrier is brought into contact with or close to the web so that it is not in direct contact with the web but close enough to perform the desired operation. When the mechanical barrier is in contact with the web, it may be necessary to have a counter surface on one side of the web to support the barrier. Suitable mechanical barriers include, for example, scrapers such as blades, but other mechanical barriers may be used. Other obstacles may be bars or plates, for example. Obviously, the barrier extends over the entire width of the web in the transverse direction of the web.

Kun este perustuu kaasuvirtauksiin, sekä imu että puhallus ovat mah-20 dollisia. Imu- tai puhalluselimet on suunnattu siten, että ne eivät häiritse jauheen levitystoimenpidettä; sopivimmin ne on suunnattu imemään tai j* puhaltamaan rainan kulkusuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan.When the barrier is based on gas flows, both suction and blowing are $ 20. The suction or blowing means are oriented so as not to interfere with the powder application process; preferably, they are directed to suck or j * blow in the direction opposite to the web running direction.

: Käytettäessä imua saavutetaan lisäetu; ennen jauheen levittämistä rai- • nasta voidaan hyvin siististi poistaa kaikki vieraat hiukkaset. Mekaa-25 nisien esteiden tavoin myös kaasuvirtauksiin perustuvat esteet ulottu- vat rainan koko leveydelle. Imu- tai puhalluselimet voivat käsittää esi- ♦ · merkiksi rivin kanavia tai pitkän raon, jonka läpi kaasua, yleensä ilmaa, . puhalletaan tai imetään.: An additional advantage is obtained when using suction; • All foreign particles can be removed very cleanly from the fabric before applying the powder. Like mechanical barriers, barriers based on gas flows extend over the entire width of the web. The suction or discharge means may comprise, for example, a series of ducts or a long slot through which gas, usually air, is supplied. blown or sucked.

30 Esteen ja jauheenlevitysyksikön välinen etäisyys rainan pituussuun-nassa on myös tärkeä. Yleensä etäisyys on enintään 100 mm. Hakijan ·:··· tekemien kokeiden mukaan ilmarajakerros katoaa vain hetkellisesti ja ,:, ilmaantuu uudestaan tietyllä etäisyydellä esteestä.The distance between the barrier and the powder application unit in the longitudinal direction of the web is also important. Usually the distance is up to 100 mm. According to the applicant's ·: ··· experiments, the air boundary layer disappears only momentarily and,:, reappears at a certain distance from the obstacle.

3 1155473, 115547

Seuraavaksi selostetaan tarkemmin kuivapintakäsittelyprosessia, johon keksinnön mukainen este sijoitetaan. Päällystejauheen levityksessä käytetään sähkökenttää päällystepartikkelien siirtämiseksi paperin pinnalle ja sähköstaattisen tarttumisen mahdollistamiseksi ennen vii-5 meistelyvaihetta. Sekä lopullinen tarttuminen että päällysteen pintakerroksen tasoittaminen suoritetaan samanaikaisesti termomekaanisen käsittelyn tai muun sopivan käsittelyn avulla.The dry surface treatment process in which the barrier according to the invention is placed will now be described in more detail. An electric field is used to apply the coating powder to transfer the coating particles to the surface of the paper and to allow electrostatic adhesion prior to the finishing step. Both final adhesion and leveling of the coating surface layer are simultaneously performed by thermomechanical treatment or other suitable treatment.

Päällystysjauhe käsittää joko erillisiä epäorgaanisia materiaalipartikke-10 ieita ja polymeerisideainepartikkeleita tai partikkeleita, jotka sisältävät sekä epäorgaanista materiaalia että polymeerisideainemateriaalia (ns. hybridipartikkeleita). Materiaalipartikkelien keskimääräinen halkaisija on yleensä 0,1-500 pm, sopivimmin 1-15 pm. Lähellä 10pm:a oleva partikkelikoko on useimmisssa tapauksessa sopivin varausominai-15 suuksia silmällä pitäen. Päällystysjauhemateriaali tulee ottaa huomioon, koska päällystysjauheen komponenteilla voi olla erilaiset sähköiset ominaisuudet, kuten partikkelien pinnan varautumis- ja purkautu-misnopeus. Päällystysjauhe voi käsittää enintään 99,5 p-% (kuiva-paino) epäorgaanista materiaalia, ja jäljelle jäävä osuus on sopivimmin 20 polymeerisideainemateriaalia. Päällystysjauhe on oleellisesti kuivassa : ’·· muodossa (kosteuspitoisuus alle 10 p-%), ja se käsittää ilmaa ja mate- ,,; j* riaalipartikkeleita, joiden osuus ilma-partikkeliseoksessa on yli 11-%.The coating powder comprises either separate inorganic material particles and polymeric binder particles or particles containing both inorganic material and polymeric binder material (so-called hybrid particles). The average diameter of the material particles is generally 0.1 to 500 µm, preferably 1 to 15 µm. A particle size close to 10 µm is in most cases the most suitable for charge characteristics. The coating powder material should be taken into consideration since the coating powder components may have different electrical properties, such as particle surface charge and discharge rates. The coating powder may comprise up to 99.5% by weight (dry weight) of an inorganic material, with the remainder preferably being 20 polymer binder materials. The coating powder is in substantially dry: '·· (moisture content less than 10% by weight) and comprises air and mate; j * particles in the air-particulate mixture of more than 11%.

• Kuivapintakäsittelyprosessissa jauhe suihkutetaan voimakkaan sähkö- :v. 25 kentän ja suuren vapaaionikonsentraation omaavan alueen läpi perus- materiaalin pinnalle. Päällystysjauhe sijoitetaan päällysteensyöttö-• In the dry surface treatment process, the powder is sprayed with a high electrical: v. 25 through the field and a high free ion concentration area to the substrate surface. The coating powder is placed in the coating feeder.

• I• I

kammioon ja siirretään jauheenlevitysyksikköön paineilman avulla. Päällystysjauhe varataan jauheen levitysyksikössä.into the chamber and transferred to the powder application unit by means of compressed air. The coating powder is charged in the powder application unit.

*·;·* 30 Kuiva jauhe syötetään jauheenlevitysyksikköön paineilman tai jonkin :\i muun partikkelien varautumista edistävän kuljetinaineen avulla. Jänni- :·*; tettä ja virtaa vaihdellaan vaaditun varaus- ja maadoituselektrodien välisen matkan, elektrodien materiaaliominaisuuksien (esim. dielekt-risyysvakiot), jauheen koostumuksen (orgaanisten ja epäorgaanisten '··* 35 ainesosien suhde, jauheen dielektrisyysvakiot, jne.), jauhemäärän, 4 115547 syöttöaineen kosteuspitoisuuden ja paineen mukaan. Jännite vaihtelee 5 kV:sta 1000 kV:iin ja virta 30 pA:sta 1000 A:iin. Jauheominaisuudet ja levityskonsepti ohjaavat varauselektrodien rakennetta. Varauselektrodit ovat kuitenkin joko positiivisia tai negatiivisia.* ·; · * 30 The dry powder is fed to the powder application unit by means of compressed air or any other particulate carrier. Tenderness: · *; power and current are varied by the required distance between charge and earth electrodes, material properties of electrodes (e.g., dielectric constants), powder composition (organic to inorganic '·· * 35 ingredient ratio, powder dielectric constants, etc.), powder volume, and 4115547 feed mass, under pressure. Voltage ranges from 5 kV to 1000 kV and current from 30 pA to 1000 A. The powder properties and application concept control the structure of the charge electrodes. However, the charge electrodes are either positive or negative.

5 Käytännössä maadoitettu elektrodi voi olla staattinen maadoituslevy tai liikkuva maadoituslaite. Liikkuva laite voi olla pyörivä laite, esimerkiksi maadoitustela tai päättymätön sähköä johtava viira tai hihna. Maadoi-tustela voi muodostaa nipin kuumatelan kanssa, joka ainakin osittain 10 sulattaa päällystysjauheen sideaineen. Viimeistely voidaan suorittaa loppuun kuumakalanterin ja pehmeäpintaisen telan muodostamassa seuraavassa nipissä. Maadoitustela, kuumatela ja pehmeäpintainen tela voivat muodostaa kalanteripinon. Maadoitustelaan kosketuksissa oleva raina on maadoitettu maadoitustelan ja kuumatelan muodosta-15 maan nippiin saakka. Raina voi myös kulkea muiden nippien kautta. Viimeistely voidaan myös saattaa loppuun käyttämällä kemikaaleja tai sopivaa säteilyä, kuten UV-säteilyä, päällystejauheen kiinnittämiseksi rainaan.In practice, a grounded electrode may be a static ground plate or a moving earthing device. The moving device may be a rotating device, for example an earthing roll or an endless conductive wire or belt. The ground roller may form a nip with the hot roller, which at least partially melts the binder of the coating powder. The finishing can be completed in the next nip formed by the hot calender and the soft surface roll. A ground roll, a hot roll, and a soft roll roll can form a calender stack. The web in contact with the ground roll is grounded from the shape of the ground roll and the hot roll to the nip of the 15 ground. The web may also pass through other nipples. The finishing can also be completed using chemicals or suitable radiation, such as UV radiation, for attaching the coating powder to the web.

20 Päällystysjauheen levitys voidaan suorittaa myös käyttämällä hihnaa tai vastaavaa. Hihna varataan koronavarauselektrodilla tasaisen vara-;·* uksen aikaansaamiseksi koko hihnan pinnalle. Hihnan tulee olla riittä- ·: vän resistiivinen, koska sen tulee säilyttää varauksensa. Varattu hihna ; tarttuu päällystysjauhepartikkeleihin ja kuljettaa ne päällystettävän rai- 25 nan yli. Partikkelit vapautetaan hihnalta käyttämällä koronavaraus-The application of the coating powder may also be carried out using a belt or the like. The belt is charged with a corona charging electrode to provide a uniform charge on the entire belt surface. The strap must be · sufficiently resistive to maintain its charge. Busy belt; adheres to the coating powder particles and transports them over the web to be coated. The particles are released from the belt using a corona charge

• I• I

.···. elektrodia, jonka polaarisuus on vastakkainen hihnan varaukseen käy tettävän koronavarauselektrodin polaarisuuteen verrattuna. Tässä tapauksessa esteitä voidaan tarvita sekä hihnalla että rainalla.. ···. an electrode having a polarity opposite to the polarity of the corona charging electrode used to charge the belt. In this case, barriers may be needed on both the belt and the web.

30 Yksi mahdollisuus päällystejauheen varaamiseksi koronan sijaan on V-j päällystejauhepartikkeleiden siirto korkeajännite-elektrodin ja päällyste- ·:··: jauhepartikkeleita syöttävän maadoitetun kanavan välissä sijaitsevan staattisen sähkökentän avulla. Perusmateriaali ei varaudu kentän vai- * · » :!.* kutuksesta, koska perusmateriaalilla ei ole vapaita ioneja, eikä perus- ’·** 35 materiaalin maadoitus ole tarpeen. Käytettävä jännite on sopivimmin 5 115547 60-80 kV. Maadoitetun kanavan asemesta voidaan käyttää maadoitettua suurtehojauhinta. Suuret agglomeraatit hienonnetaan hienojakoisiksi partikkeleiksi, ja jauhimeen voidaan lisätä joitakin lisäaineita.One way to charge the coating powder instead of the corona is to transfer the V-j coating powder particles by means of a static electric field between the high voltage electrode and the grounded channel supplying the coating particles: ···: The base material is not prepared for the effect of the field because the base material has no free ions and no grounding of the base material is required. The voltage used is preferably 5 115547 60-80 kV. An earthed high power refiner may be used instead of a grounded channel. Large agglomerates are comminuted into fine particles and some additives may be added to the refiner.

5 Joitakin lisäaineita voidaan suihkuttaa myös samanaikaisesti päällys-tysjauheen kanssa rainalle. Ne ovat sopivimmin nestemäisessä muodossa, mutta myös kiinteitä aineita käytetään. Lisäaine varataan varaukseltaan päällystysjauhetta vastaavaksi, ja se puhalletaan päällystys-jauheen joukossa. Lisäaine voi olla esimerkiksi vettä, kalkkivettä, 10 kationista tärkkelystä, rakeisessa muodossa olevaa polyvinyylialkoholia tai karboksimetyyliselluloosaa.Some additives may also be sprayed simultaneously with the coating powder. They are preferably in liquid form, but solids are also used. The additive is charged with a charge similar to that of the coating powder and blown among the coating powder. The additive may be, for example, water, limestone, cationic starch, polyvinyl alcohol in granular form or carboxymethyl cellulose.

Kuivapintakäsittelyprosessissa voidaan myös päällystää rainan molemmat puolet yhtä aikaa. Rainan kummankin puolen päällystämiseksi 15 samanaikaisesti maadoituselektrodi voidaan korvata elektrodilla, jonka polaarisuus on vastakkainen ensimmäiseen elektrodiin nähden. Raina sijoittuu näiden kahden elektrodin väliin, jolloin sähkökentän puoleensa vetämät partikkelit, jotka ovat merkiltään vastakkaisia, sijoittavat ne rainan pinnalle. Jos ensimmäinen elektrodi on negatiivinen, rainan vas-20 takkaisella puolella oleva toinen elektrodi on positiivinen, ja päin-vastoin. Kun ensimmäinen koronavarauselektrodi on negatiivinen, negatiivisen koronavarauksen negatiivisilla elektroneilla varatut pääl-lystysjauhepartikkelit liikkuvat kohti positiivista koronavarauselektrodia, : joka sijaitsee rainan toisella puolella. Näiden kahden sähköisen kentän '·*: 25 potentiaaliero on huomattava, ja näin ollen mainitut kaksi elektrodia vahvistavat toistensa toimintaa. Tässä suoritusmuodossa esteitä tarvitaan rainan kummallakin puolella.In the dry surface treatment process, both sides of the web can also be coated simultaneously. Each side of the web at the same time, the ground electrode 15 for coating can be replaced with an electrode having a polarity opposite to the first electrode. The web is sandwiched between the two electrodes, whereby particles attracted by the electric field, which are of opposite sign, place them on the surface of the web. If the first electrode is negative, the second electrode on the opposite side of the web 20 is positive, and vice versa. When the first corona charge electrode is negative, the coating powder particles charged with the negative corona charge electrons move toward the positive corona charge electrode: located on the other side of the web. The potential difference between the two electric fields' · *: 25 is considerable, and thus the two electrodes reinforce each other. In this embodiment, barriers are required on both sides of the web.

Kuivapäällystetty perusmateriaali voi myös käsittää useampia kuin 30 yhden päällystekerroksen perusmateriaalin samalla puolella. Kerrokset ·. ·; voivat olla keskenään erilaisia. Varaukset, jotka muodostetaan pääl- lystysjauheen levitystä varten voidaan eliminoida tai muuttaa siten, että .·!·. niiden merkki on erilainen sen jälkeen kun päällystysjauhe on kiinnitetty • · · lämmön ja paineen avulla. Kun ensimmäinen levitys suoritetaan nega-’·** 35 tiivisella varauksella, toinen levitys voidaan suorittaa positiivisella 6 115547 varauksella, jolloin kerrokset kiinnittyvät toisiinsa kunnolla sähköisen vetovoiman vaikutuksesta. Esteet on sijoitettava peräkkäin.The dry-coated base material may also comprise more than 30 coatings on one side of the base material. Layers ·. ·; can be different. Provisions created for the application of the coating powder may be eliminated or modified so that: ·! ·. they have a different mark after the coating powder has been applied with heat and pressure. When the first application is carried out with a negligible charge, the second application can be performed with a positive charge of 6 115547, whereby the layers are properly bonded to one another by the action of an electric pull. Obstacles must be placed one after the other.

Merkittävä polymeerisideaineen määrän vähentyminen kuivajauheessa 5 on saavutettu edelleen optimoiduilla kiinnitysolosuhteilla (kuten pinnan kostutus, rainan kosteuspitoisuus, viipymäaika, pinnan lämpötila ja viivakuorma). Polymeerisideaineen pitoisuus ja sen lämpömuovautuvuus termomekaanisen käsittelyn aikana määrittelevät paperin ominaisuudet kuten päällystekerroksen tiheyden, avoimuuden, sileyden, lujuuden ja 10 optiset ominaisuudet. Alle 10 p-%:n sideainepitoisuus on joissakin tapauksissa riittävä riittävän pintalujuuden saavuttamiseksi. Sidos-polymeerien lasittumislämpötila (Tg) ulottuu 20°C:sta yli 100°C:een, jolloin alinta lasittumislämpötilaa (Tg) rajoittavat vaadittavat kuivaus- ja jauhamisolosuhteet. Muiden sideaineiden, kuten tärkkelyksen käyttö on 15 saanut aikaan joitakin haluttuja paperiominaisuuksin yhdessä pohja-perusmateriaalin korkeamman kosteuspitoisuuden tai ennen termomekaanista kiinnittämistä tapahtuvan kostutuksen kanssa. Kosteus voi liuottaa tärkkelysrakeen ja mahdollistaa sen toimimisen sideaineena tietyissä prosessiolosuhteissa, mutta se ei ole yhtä tehokas kuin kopo-20 lymeerilateksisideaine. Tärkkelystä voidaan valmistaa kuivana rakeena jauhamisen avulla, mutta sopivimmin se liuotetaan nesteeseen sen ..!: * sideaineominaisuuksien saavuttamiseksi.Significant reduction in the amount of polymer binder in the dry powder 5 has been achieved by further optimized bonding conditions (such as surface wetting, web moisture content, dwell time, surface temperature and line load). The concentration of the polymer binder and its thermoplasticity during thermomechanical processing determine the properties of the paper, such as the density, transparency, smoothness, strength and optical properties of the coating layer. In some cases, a binder content of less than 10% by weight is sufficient to achieve sufficient surface strength. The bonding polymers have a glass transition temperature (Tg) ranging from 20 ° C to over 100 ° C, whereby the minimum glass transition temperature (Tg) is limited by the required drying and grinding conditions. The use of other binders, such as starch, has provided some desirable paper properties in combination with higher moisture content of the base material or wetting prior to thermomechanical fixing. Moisture can dissolve the starch granule and allow it to act as a binder under certain process conditions, but it is not as effective as copo-20 polymer latex binder. The starch may be prepared as a dry granulate by grinding, but is preferably dissolved in a liquid to achieve its binder properties.

• · * * · * · ·• · * * · * · ·

Termomekaanisen käsittelyn edulliset vaihteluvälit ovat: Lämpötila 25 välillä 80 ja 350°C, 25-450 kN/m:n viivakuorma ja 0,1-100 ms:n viipy-·/·. mäaika (nopeus 150-2500 m/min; nipin pituus 3-1000 mm). Kiinnitystä voidaan lujittaa eri tavoin haluttujen paperin ominaisuuksien saavuttamiseksi. Tässä uudessa prosessi ratkaisussa polymeeri saa myös aikaan päällystekerroksen fyysisen kiinnittymisen paperin pinnalle, :·’ 30 mikä korvaa tavanomaisissa prosesseissa esiintyvän tunkeutumis- vaikutuksen ja mekaanisen toisiinsa liittymisen puuttumisen. Termo-·:·: mekaaninen käsittely voidaan suorittaa useilla kalanterointimenetel- millä tai kalanteroinnin kaltaisilla menetelmillä. Menetelmissä hyödyn-L. netään telojen väliin muodostuvia nippejä, tai kahden vastinpinnan 35 väliin muodostuvia olennaisesti pitkiä nippejä. Tällaisia nippejä ovat 7 115547 kovanippi-, pehmeä nippi-, pitkänippi- (esim. kenkäpuristin tai hihna-kalanteri), Condebelt-tyyppinen kalanteri ja superkalanteri.Preferred ranges for thermomechanical treatment are: Temperature 25 between 80 and 350 ° C, a line load of 25-450 kN / m and a residence time of 0.1-100 ms. downtime (speed 150-2500 m / min; nip length 3-1000 mm). The attachment can be reinforced in various ways to achieve the desired paper properties. In this novel process solution, the polymer also causes the coating layer to physically adhere to the surface of the paper, which replaces the lack of penetration effect and mechanical bonding in conventional processes. Thermo ·: ·: Mechanical treatment can be carried out by several calendering methods or by calendering-like methods. The methods utilize-L. nips formed between rollers, or substantially long nips formed between two counter surfaces 35. Such nipples include 7115547 hard nip, soft nip, long nip (e.g., shoe press or belt calender), Condebelt type calender and supercalender.

Yksi keskeisimmistä asioista termomekaanisessa kiinnityksessä on 5 telapintojen tarttumaton luonne, jolla estetään polymeeripohjaisten kerrostumien toisiinsa takertuminen, liimautuminen tai muunlainen kasaantuminen. Polymeeripitoisuudeltaan alle 20 p-%:n jauheita käytettäessä sopivia ovat kovat telapinnoitemateriaalit, kuten kovakromi-tai wolframkarbidipohjaiset materiaalit. Käytettäessä polymeeripitoi-10 suudeltaan korkeita jauheita, tulee telan pinnan tarttumattomuus-ominaisuuksien olla paremmat ja pinnoitemateriaalina voidaan käyttää esim. Teflon-pohjaisia materiaaleja. Toinen tapa välttyä edellä mainitulta ongelmalta on käyttää kalanteria, joka muodostuu kovan kuuma-telan ja pehmeäpintaisen telan väliin. Raina kuljetetaan nippiin siten, 15 että päällystekerros koskettaa pehmeäpintaista telaa. Lämpö vaikuttaa rainan läpi sulattaen sideaineen, erityisesti päällystekerroksen alimman osan, edistäen näin päällystysjauheen tartuntaa.One of the most important things in thermomechanical bonding is the non-stick nature of the roll surfaces, which prevents the polymer-based layers from sticking together, sticking or otherwise piling up. When using powders with a polymer content of less than 20% by weight, hard roll coating materials such as hard chromium or tungsten carbide based materials are suitable. When using powders of high polymer content, the non-stick properties of the roll surface must be improved and, for example, Teflon-based materials may be used as coating material. Another way to avoid the above problem is to use a calender formed between a hard hot roll and a soft surface roll. The web is conveyed to the nip so that the coating layer contacts a soft surface roll. The heat acts through the web to melt the binder, especially the lower part of the coating layer, thereby promoting adhesion of the coating powder.

Lämmitettävän telan vaihtoehtona voidaan käyttää sopivaa liuotinta, 20 joka liuottaa sideaineen, tai sopivaa säteilyä, joka sulattaa sideaineen.As an alternative to the heated roll, a suitable solvent may be used which dissolves the binder, or suitable radiation which melts the binder.

: “ Säteilyn aallonpituus valitaan siten, että säteily ei absorboidu rainaan .. Γ vaan päällystejauheeseen. Säteily-yksikköä voi seurata kalanteri, joka *j suorittaa riittävän voimakkaan puristuskäsittelyn. Päällystekerroksen jf: kanssa kosketuksissa oleva tela on joustava tela.: “The wavelength of the radiation is chosen so that the radiation is not absorbed into the web .. Γ but in the coating powder. The radiation unit can be followed by a calender which * j performs a sufficiently strong compression treatment. The roll in contact with the coating layer jf is a flexible roll.

25 ;*··. Lisääntynyt pohjapaperin kosteuspitoisuus voi parantaa jauheen levit tymistä ja kiinnittymistä perusmateriaalin pintaan. Sisään tuleva koste-uspitoisuus (esim. paperimassan kosteus) voidaan maksimoida tai V:!i säätää kerroksen lujuuden ja paperin muiden ominaisuuksien optimoi- ;·' 30 miseksi. Esimerkiksi tärkkelys vaatii korkeamman kosteuspitoisuuden •V - kuin kopolymeerilateksisideaineet vastaavien pintalujuuksien saavut- ·:· : tamiseksi pintakäsiteltyyn paperiin tai kartonkiin. Tämä selittyy tärkke- ,···. lyksen liuottamistarpeella sidosominaisuuksien saavuttamiseksi, ja täi- > I < löin tarvitaan ylimääräistä energiaa veden haihdutusta varten. Pinta-35 kosteutta voidaan myös säätää suutinlevityksellä perusmateriaalin 8 115547 pintaan. Tällöin vain kiinnitysprosessissa haihtuva vesi levitetään, ja kiinnitysvaiheen kosteustasapaino säilyy stabiilina. Suutinlevitys voidaan suorittaa ennen jauheen levittämistä tai termomekaanista kiinnittämistä.25; * ··. Increased moisture content of the base paper can improve the spread and adherence of the powder to the substrate surface. The incoming moisture content (e.g., paper pulp moisture) can be maximized or adjusted to optimize the layer strength and other properties of the paper. For example, starch requires a higher moisture content than V in the copolymer latex binders in order to achieve corresponding surface strengths in surface-treated paper or board. This is explained by the star, ···. need to dissolve the lysate to achieve the bonding properties, and more energy is needed to evaporate the water. The moisture of the surface 35 can also be adjusted by nozzle application to the surface of the base material 8 115547. In this case, only the volatile water is applied during the attachment process and the moisture balance of the attachment step remains stable. Nozzle application may be performed prior to application of the powder or thermomechanical attachment.

55

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla kuviin, joissa kuva 1 esittää kaaviokuvantona prosessia, jossa suoritetaan kaksipuolinen päällystys, 10 kuva 2 esittää kaaviokuvantona prosessia, jossa muodostetaan kaksi päällystys kerrosta päällekkäin, ja kuva 3 esittää kaaviokuvantona prosessia, jossa kaksipuolinen 15 päällystys suoritetaan kummallakin puolella yhtä aikaa.The invention will now be described with reference to the drawings, in which Fig. 1 schematically depicts a process of double sided coating, 10 Fig. 2 schematically depicts a process of forming two overlays, and Fig. 3 illustrates a process in which duplexing is performed on each side.

Kuvassa 1 rainan W kummallakin puolella on este 1, kuten terä, ja jau-heenlevitysyksikkö 2. Ilmarajakerros poistetaan ainakin osittain esteellä ennen kuin raina W päällystetään levitysyksiköstä 2 saatavalla kuiva-20 päällystysjauheella. Levitysyksikköä vastapäätä on elektrodi 3, joka on : '·· eri potentiaalissa kuin levitysyksikön ainakin yhden elektrodin potenti- ,,y aali. Elektrodi 3 voi olla maadoitettu. Ensimmäinen päällystyskerros :kiinnitetään nipissä N1, ja toinen päällystyskerros kiinnitetään nipissä • N2. Nippien N1 ja N2 kiinnityskyky perustuu lämpöön ja paineeseen.In Figure 1, there is a barrier 1, such as a blade, on each side of web W and a powder spreading unit 2. The air boundary layer is at least partially removed by the barrier before the web W is coated with dry 20 coating powder. Opposite the application unit is an electrode 3 which is: · · different in potential from the application potential of at least one electrode of the application unit. The electrode 3 may be grounded. First coating layer: applied on nip N1, and second coating applied on nip • N2. The N1 and N2 nipples are fastened with heat and pressure.

! 25 !··. Kuvassa 2 periaate on sama, paitsi kummatkin päällystyskerrokset muodostetaan rainan W samalle puolelle. Näin ollen tarvitaan peräkkäisiä esteitä 1.! 25! ··. In Figure 2, the principle is the same except that both coating layers are formed on the same side of web W. Therefore, successive obstacles 1 are needed.

30 Kuvassa 3 rainan W molemmat puolet päällystetään samanaikaisesti, y.i Levitysyksikköjen 2 elektrodit ovat eri potentiaaleissa rainan vastakkai- ;· j silla puolilla. Tässä suoritusmuodossa kiinnitysvaiheeseen tarvitaan vain yksi nippi. Esteen 1 on oltava ennen levitysyksikköä 2 rainan *;*,* kummallakin puolella.In Figure 3, both sides of the web W are simultaneously coated, y.i The electrodes of the spreader units 2 are at different potentials on opposite sides of the web. In this embodiment, only one nip is required for the fastening step. The barrier 1 must be on both sides of the web *; *, * before the application unit 2.

:···: 35 9 115547: ···: 35 9 115547

Keksinnön edellä mainitut suoritusmuodot eivät rajoita patenttivaatimusten suojapiiriä. Keksinnön perusajatuksena on, että ilmarajakerros voidaan poistaa siten, että kuivajauhetta voidaan levittää rainalle helpommin.The foregoing embodiments of the invention do not limit the scope of the claims. The basic idea of the invention is that the air boundary layer can be removed so that dry powder can be more easily applied to the web.

• I• I

* « I* «I

» ( · » » » · »»(·» »» »

Claims (4)

1. Förfarande för beläggning av ytan pä en kontinuerlig bana med ett beläggningspulver, vilket förfarande omfattar följande steg: 5. man later banan röra sig mellan elektroder, vilka är i olika potentialer, man sprider pä banans yta ett av ett oorganiskt material och ett polymerbindemedel bestäende beläggningspulver genom att utnyttja skillnaden av den elektriska potentialen, och 10 - man finslipar banans betäckta yta, kännetecknat av, att förrän banan läts röra sig mellan elektroderna luftgränsskiktet avlägsnas ätminstone delvis med ett hinder.A method of coating the surface of a continuous web with a coating powder, which method comprises the following steps: 5. the web is allowed to move between electrodes which are at different potentials, one spreads on the surface of the web one of an inorganic material and a polymer binder. resistant coating powder by utilizing the difference of the electrical potential, and - the fine surface of the web is honed, characterized in that, until the web is allowed to move between the electrodes, the air interface layer is removed at least partially with an obstacle. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att hindret är ett 15 mekaniskt hinder.Method according to claim 1, characterized in that the obstacle is a mechanical obstacle. 3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av, att hindret är en skavare. 20Method according to claim 2, characterized in that the obstacle is a scraper. 20 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att hindret bildas av ätminstone en gasströmning. * . · t - > ) I * • ·Method according to claim 1, characterized in that the obstacle is formed by at least one gas flow. *. · T ->) I * • ·
FI20035247A 2003-12-22 2003-12-22 Control of the air boundary layer FI115547B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20035247A FI115547B (en) 2003-12-22 2003-12-22 Control of the air boundary layer
PCT/FI2004/050190 WO2005061126A1 (en) 2003-12-22 2004-12-21 Control of air boundary layer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20035247 2003-12-22
FI20035247A FI115547B (en) 2003-12-22 2003-12-22 Control of the air boundary layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20035247A0 FI20035247A0 (en) 2003-12-22
FI115547B true FI115547B (en) 2005-05-31

Family

ID=29763647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20035247A FI115547B (en) 2003-12-22 2003-12-22 Control of the air boundary layer

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI115547B (en)
WO (1) WO2005061126A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4227908A1 (en) * 1992-08-22 1994-02-24 Hoechst Ag Device for generating a vacuum
DE10125376A1 (en) * 2000-03-14 2002-11-28 Voith Paper Patent Gmbh Paper or carton curtain-coating assembly has combined suction/blower unit disrupting air boundary layer over moving web
DE10012257A1 (en) * 2000-03-14 2001-09-20 Voith Paper Patent Gmbh Coating equipment for paper or card manufacture or finishing, includes air boundary layer reduction unit in form of suction device with sliding resilient sections
DE20023954U1 (en) * 2000-11-22 2007-12-06 Voith Patent Gmbh Curtain coater
FI121810B (en) * 2002-03-14 2011-04-29 Metso Paper Inc Procedure for forming a film

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005061126A1 (en) 2005-07-07
FI20035247A0 (en) 2003-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110006720A (en) An apparatus, a method for establishing a conductive pattern on a planar insulating substrate, the planar insulating substrate and a chipset thereof
FI118542B (en) Finishing process
US1788600A (en) Abrasive article and manufacture of same
US7198841B2 (en) Paper having a cellulosic fiber layer treated with elementary particles
KR100390641B1 (en) Apparatus for coating a substrate with induction-charged resinous powder particles
FI121123B (en) A method for coating a continuous web surface with a dry coating powder
JPS6377563A (en) Spray coating device for various material
US20120111516A1 (en) Method and Apparatus for Treating a Fibrous Web
MXPA97002463A (en) Apparatus for covering substrates with inductivame loaded powder resin particles
FI115547B (en) Control of the air boundary layer
CN101128631A (en) Priming and coating process
US11274395B2 (en) Fiber assembly-forming method and fiber assembly-forming apparatus
FI121039B (en) Earth electrode and method in which it is used
FI113075B (en) Process for action of powdery particles
FI111816B (en) A method and apparatus for transferring additional material to the surface of a moving web of material
KR100441038B1 (en) Method and apparatus for coating web shaped sheet
FI115408B (en) Method for Coating Paper or Cardboard, Use of the Method and Coating Paste
US6242051B1 (en) Coating method using electrostatic assist
FI117106B (en) Method and apparatus for transferring a substance to a fiber web
FI73267C (en) Paper web coating device.
SU1609713A1 (en) Method of producing sheet reinforced polymeric composite material
JPH1076218A (en) Method for electrostatic coating
KR20220151682A (en) Method for manufacturing a decorative panel comprising applying a film to a substrate by electrostatic charging
WO2005085524A1 (en) Method and apparatus for transferring material to a fibrous web by using electric field
JP2015135995A (en) Device and method for forming conductive pattern on insulative planar substrate, insulative planar substrate and chipset therefor

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 115547

Country of ref document: FI

MA Patent expired