FI123458B - Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby - Google Patents

Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby Download PDF

Info

Publication number
FI123458B
FI123458B FI20060755A FI20060755A FI123458B FI 123458 B FI123458 B FI 123458B FI 20060755 A FI20060755 A FI 20060755A FI 20060755 A FI20060755 A FI 20060755A FI 123458 B FI123458 B FI 123458B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
product
coating
coating material
solvent
product according
Prior art date
Application number
FI20060755A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060755A (en
FI20060755A0 (en
Inventor
Isto Heiskanen
Kaj Backfolk
Original Assignee
Stora Enso Oyj
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 Stora Enso Oyj filed Critical Stora Enso Oyj
Priority to FI20060755A priority Critical patent/FI123458B/en
Publication of FI20060755A0 publication Critical patent/FI20060755A0/en
Priority to ES07823075.2T priority patent/ES2443719T3/en
Priority to EP07823075.2A priority patent/EP2061931B1/en
Priority to PL07823075T priority patent/PL2061931T3/en
Priority to PCT/FI2007/000212 priority patent/WO2008023093A1/en
Publication of FI20060755A publication Critical patent/FI20060755A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI123458B publication Critical patent/FI123458B/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
    • D21H23/50Spraying or projecting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/14Plant for applying liquids or other fluent materials to objects specially adapted for coating continuously moving elongated bodies, e.g. wires, strips, pipes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G7/00Selection of materials for use in image-receiving members, i.e. for reversal by physical contact; Manufacture thereof
    • G03G7/006Substrates for image-receiving members; Image-receiving members comprising only one layer
    • 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
    • B05D1/045Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field on non-conductive substrates
    • 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
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • 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
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/66Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured
    • D21H19/68Coatings characterised by a special visual effect, e.g. patterned, textured uneven, broken, discontinuous

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

Menetelmä paperi- tai kartonkituotteen päällystämiseksi ja näin saatu tuote Keksinnön alaFIELD OF THE INVENTION Field of the Invention

Keksintö kuuluu paperi- ja kartonkituotteiden sähköavusteisen päällystyksen alaan. 5 Tarkemmin sanoen keksintö liittyy menetelmään erittäin pienten päällystemäärien siirtämiseen tuotteen pintaan sekä näin saatuun tuotteeseen.The invention is within the field of electroplating of paper and board products. More particularly, the invention relates to a process for transferring very small amounts of coatings to the surface of a product and to the product thus obtained.

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Paperi- ja kartonkituotteiden pinnoittamisessa käytettäessä runsaaseen liuottimeen liuotettua päällysteainetta päästään tasaiseen levitykseen ja päällystekerroksen pak-10 suutta voidaan säädellä ohuesta muutaman mikrometrin kerroksesta paksumpiin kerroksiin. Tällöin kuitenkin runsas liuotinmäärä täytyy poistaa kuivattamalla päällystetty tuote tai aihio, jolloin liuotin tyypillisesti haihtuu tuodun energian vaikutuksesta. Kuitukerrokseen tunkeutuu tällöin suuri liuotinmäärä, jolloin ensisijaisesti pinnan päällystämiseen tarkoitettu komponentti joutuu osittain kuitukerroksen si-15 sään. Kuitukerrokseen tunkeutuu myös liuotin, joka voi vaikuttaa myös muihin kuin pinnan kuituihin. Syvemmältä kuitukerroksesta liuotin on vaikeampi haihduttaa. Se voi myös aikaansaada ei-toivottuja ilmiöitä kuten kuitujen reversiibeliä tai irreversiibeliä turpoamista, kuitujen liukenemista, tms. Näillä menetelmillä päällystys tapahtuu koko rainan leveydeltä.The coating of paper and board products using a coating solvent-rich coating achieves uniform application and the thickness of the coating layer can be adjusted from a thin layer of a few micrometers to thicker layers. However, in this case, the abundant amount of solvent must be removed by drying the coated product or blank, whereby the solvent typically evaporates under the effect of the supplied energy. A large amount of solvent is thus infiltrated into the fiber layer, whereby the component primarily intended for surface coating is partially exposed to the interior of the fiber layer. The fiber layer also penetrates the solvent, which can also affect non-surface fibers. From the deeper layer of the fiber, the solvent is more difficult to evaporate. It can also cause undesirable effects such as reversible or irreversible swelling of the fibers, dissolution of the fibers, etc. With these methods, the coating is carried out over the entire width of the web.

20 Sähköavusteinen päällystys on sinänsä tunnettu menetelmä paperijalosteiden pinnoittamisessa. Käytössä on sekä kuivia että märkiä menetelmiä siirtää ja kiinnittää pinnoite haluttuun pintaan. Koska tuote sinänsä on tyypillisesti sähköä johtamaton, ” kohdistuu käytettyjen päällyste- ja apuaineiden haluttujen loppuominaisuuksien li- o ^ säksi myös niiden sähköisiin ominaisuuksiin vaatimuksia. Sähköavusteisen siirron o 25 epäkohdaksi voidaan siis mainita tähän asti tunnettujen päällystyskomponenttien ^ kompleksisuus ja tarve käyttää polaarisia orgaanisia liuottimia.20 Electro-assisted coating is a known method for coating paper products. There are both dry and wet methods of transferring and applying the coating to the desired surface. Because the product itself is typically non-conductive, "in addition to the desired end properties of the coatings and excipients used, there are requirements for their electrical properties. Thus, one disadvantage of electrospray transfer 25 is the complexity of hitherto known coating components and the need to use polar organic solvents.

XX

Q- Pyrittäessä vähentämään liuottimen käyttöä, menetetään joitain suuren liuotinmää- rän käytöstä saavutettavia etuja, esimerkiksi tasainen levitys. Tiedetään, että peitto-o kykyä voidaan monissa sovellutuksissa parantaa pienentämällä pisarakokoa. Pisara- o 30 koon pienentäminen spray-applikaatiossa aiheuttaa kuitenkin sen, että pienimmät pisarat liikkuvat ilmavirtojen mukana. Kasvatettaessa ajonopeuksia pientä pisarakokoa ei siis voi helposti käyttää suurten ilmavirtojen vuoksi. Jos pientä pisarakokoa käytetään vaaditaan erillisen alipaineistetun huuvan rakentaminen ja silti päällystys- 2 tulos ei ole riittävän tasainen, koska ilmavirtauksia ei koskaan saada täysin tasaisiksi. Kun huuvan avulla pyritään lisäksi estämään ’’spraypölyn” leviäminen ympäristöön, tulee ratkaisusta nopeasti kustannuksiltaan kestämätön.Q- In seeking to reduce solvent use, some of the benefits of using a large amount of solvent, such as even application, are lost. It is known that in many applications, the coverage-o ability can be improved by reducing the droplet size. However, reducing the size of the droplet 30 in the spray application causes the smallest droplets to move with the air flows. Therefore, due to the high air currents, the small droplet size cannot be easily used when increasing travel speeds. If a small droplet size is used, the construction of a separate underpressure hood is required, and yet the coating 2 result is not smooth enough, since the air flows are never completely smooth. In addition, the hood is designed to prevent 'spray dust' from spreading into the environment, and the solution quickly becomes cost-insensitive.

Laboratoriomittakaavassa päästään tasaiseen levitykseen päällystettäessä paikallaan 5 olevaa kohdetta, mutta haasteena on saada riittävän tasainen levitys suuressa mittakaavassa ja korkeilla ajonopeuksilla. Suutinväliä on kasvatettava, mikä johtaa pidempiin partikkelien lentomatkoihin. Tämä taas lisää niiden herkkyyttä ilmavirtauksien häiriöille.On a laboratory scale, uniform application is achieved when coating a stationary object, but the challenge is to obtain a sufficiently uniform application on a large scale and at high travel speeds. The nozzle spacing needs to be increased, which results in longer particle flight distances. This in turn increases their susceptibility to airflow disturbances.

Pienen pisarakoon aikaansaavat spray-suuttimet ovat alttiita tukkeutumiselle. Lisäk-10 si korkean viskositeetin kemikaaleilla pienen pisarakoon saaminen on ongelmallista. Spray-sumun hallintaan liittyen on julkistettu patentteja (FI 111912B /DE10330801).Spray nozzles providing a small droplet size are prone to clogging. Further, with high-viscosity chemicals, getting a small droplet size is problematic. Patents (FI 111912B / DE10330801) have been published in connection with spray mist control.

Edellä mainittujen ongelmien vuoksi spray päällystysyksiköstä muodostuu monimutkainen ja kallis.Due to the above problems, the spray coating unit becomes complex and expensive.

15 Lisäksi koska mainittuja ongelmia ei ole pystytty tyydyttävästi ratkaisemaan käytetään, varsinkin spray-applikaatiossa, suuria nestemääriä joudutaan edelleen käyttämään pinnoitteen tasaisuuden saavuttamiseksi.Furthermore, since the aforementioned problems have not been satisfactorily solved, especially in the spray application, large volumes of liquid still need to be used in order to achieve a uniform coating.

On siis tarve kehittää keksintö, joka ratkaisee nämä ongelmat ja tarjoaa käyttöön menetelmän monenlaisten päällysteaineiden levitykseen sähköavusteisesti siten, että 20 ne eivät tunkeudu syvälle kuitukerrokseen. On myös tarve kehittää paperi- ja kartonkituotteita, joissa päällysteaineet pidättyvät pintaan tai olennaisesti ensimmäiseen kuitukerrokseen päällystyssuunnasta nähden.Thus, there is a need to develop an invention that solves these problems and provides a method of electro-assisting the application of a variety of coating materials so that they do not penetrate deep into the fiber layer. There is also a need to develop paper and board products in which the coating materials are retained on the surface or substantially on the first fiber layer relative to the coating direction.

£2 Keksinnön mukaiselle paperi- tai kartonkituotteelle, jonka päällystämisessä on käy- ° tetty sähköavusteista siirtoa, on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksen 1 tun- § 25 nusmerkkiosassa sanotaan.The paper or board product according to the invention, the coating of which is carried out by means of electro-assisted transfer, is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

i m ^ Keksinnön mukaiselle menetelmälle paperi- tai kartonkituotteen päällystämiseksi £ sähköavusteisesti, on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkin kiosassa sanotaan, m o o Paperi- tai kartonkituotteessa, jonka päällystämisessä on käytetty sähköavusteista o ^ 30 siirtoa, pääosa päällysteaineesta ja sen liuottimesta pidättyy rajapinnassa ja osa tun keutuu kuitukerroksessa korkeintaan syvyydelle 30 pm päällysteen levityspinnasta nähden. Tämä tarkoittaa, että pääosa päällysteaineesta pidättyy päällystettävän koh 3 teen pinnalla tai pysähtyy kohteen ja päällysteen rajapintaan. Kun levitys tapahtuu kuitukerrokseen, tämä tarkoittaa sitä, että päällyste adsorboituu kuitukerroksen ja päällysteen rajapintaan tai suuttimesta nähden olennaisesti ensimmäiseen kuitukerrokseen.The method of the invention for electroplating a paper or board product is characterized by what is said in the characterization section of claim 11, wherein the paper or board product is coated with an electrospun transfer, the bulk of the coating material and its solvent being retained. swells in the fiber layer to a maximum depth of 30 µm relative to the coating application surface. This means that most of the coating material is retained on the surface of the object to be coated or stops at the interface between the object and the coating. When applied to the fiber layer, this means that the coating adsorbs substantially to the first fiber layer relative to the interface between the fiber layer and the coating or from the nozzle.

5 Menetelmässä paperi- tai kartonkituotteen päällystämiseksi sähköavusteisesti pääosa päällysteaineesta tunkeutuu kuitukerroksessa korkeintaan yhden kuitukerroksen paksuuteen, olennaisesti syvyydelle 30 pm päällysteen levityspinnasta nähden.In a method of electroplating a paper or board product, most of the coating material penetrates into the fiber layer to a thickness of up to one fiber layer, substantially to a depth of 30 µm relative to the coating application surface.

Keksinnön mukaista paperi- tai kartonkituotetta ja menetelmää selostetaan seuraa-vassa yksityiskohtaisemmin käyttäen apuna oheisten piirustusten kuvaamia teknisiä 10 ratkaisulta.The paper and cardboard product and method of the invention will now be described in more detail using the technical solutions described in the accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää periaatteelliset mahdollisuudet sähköavusteisen sprayn käyttöön (vaihtoehdot A; rainan varaaminen B; elektrodi sprayn ja rainan välissä).Figure 1 illustrates the basic possibilities of using electrospray spray (alternatives A; web charge B; electrode between spray and web).

Kuvio 2 esittää periaatekuvan rainan sähköiseen varaamiseen perustuvasta kostutus-laitteistosta.Figure 2 shows a principle view of a wetting apparatus based on the electric charge of the web.

15 Kuvio 3 esittää sähköavusteisen (ESA) sumutuksen vaikutusta päällystyksessä. Kuviossa 3A sähköavusteinen järjestelmä ei ole kytkettynä. Kuviossa 3B järjestelmä on päällä.Figure 3 shows the effect of electrospray (ESA) spraying on coating. In Fig. 3A, the electro-assisted system is not connected. In Figure 3B, the system is on.

Kuviossa 4 kuvataan jäljempänä kuvattujen esimerkkien koejärjestelyssä käytetyt ilmahajotteiset spray suuttimet.Figure 4 illustrates the aerosolized spray nozzles used in the experimental setup of the examples described below.

20 Kuviossa 5 esitetään näytepinta, jossa lisäämällä optista kirkastetta veden sekaan nähdään sprayveden levittäytymisen tasaisuus sähköavusteisessa sprayssä vertaile-„ van esimerkin A mukaisesti, δ , Kuviossa 6 kuvataan erilaisten sovellusmuotojen päällystysmenetelmiä keksinnön 9 mukaisella tekniikalla toteutettuna.Figure 5 shows a sample surface showing the uniformity of spray water distribution in an electrospray spray by adding an optical brightener to water according to Comparative Example A;

LOLO

i 25 Pintakäsiteltäessä paperia on havaittu, että kuituja turvottavaa nestettä käytettäessä, pidettäessä kokonaisnestemäärä riittävän alhaisena saavutetaan jo hyvin pienillä jo kemikaalimäärillä parempia tuloksia, kuin jos kokonaisnestemäärä on suurempi ja § kemikaalimäärä suurempi. Keksijät ovat havainneet, että turvottavan nesteen mää- ... 9 ^ rän ei tulisi ylittää 1 g/m määrää yhdellä päällystyskerralla, jotta tämä edullinen 30 efekti saadaan aikaiseksi. Turvottava neste on tyypillisesti päällystysaineen liuotin tai kantaja. Toisaalta voidaan käyttää ei-turvottavaa liuotinta. Kirjallisuudessa on esitetty tuloksia, joissa ei-turvottavaa liuotinta käytettäessä voidaan pienillä kerni- 4 kaalimäärillä saavuttaa parannuksia paperin pintaominaisuuksissa. Haittana on kemikaalin huono kiinnitarttuminen rainaan.i 25 During surface treatment of paper, it has been found that, when using a fiber swelling fluid, keeping the total fluid volume low enough results in better results even with very small amounts of chemicals than if the total fluid amount is higher and § the amount of chemicals is higher. The inventors have found that the amount of swelling fluid should not exceed 1 g / m in one coat in order to achieve this advantageous effect. The swelling fluid is typically a solvent or carrier for the coating material. On the other hand, a non-swelling solvent may be used. In the literature, results have been reported in which, with the use of a non-swelling solvent, small improvements in the surface properties of the paper can be achieved. The disadvantage is the poor adhesion of the chemical to the web.

Vettä käytettäessä on etuna kuitenkin se, että kemikaalin ja kuidun (rainan) välinen adheesio on riittävän hyvä.However, the advantage of using water is that the adhesion between the chemical and the fiber (web) is good enough.

5 Käytettäessä oleellisesti pienempiä nestemääriä koskettamattomassa päällystyksessä (kuin mm. perinteisessä spray applikaatiossa) voidaan saavuttaa huomattavasti pienempi keskimääräinen partikkelikoko. Pienemmällä partikkelikoolla on oleellisesti helpompaa saavuttaa paremmat tulokset sumun hallinnassa (mm. sähköavusteisella partikkeleiden ohjauksella) ja levityksen tasaisuudessa suurilla rainan nopeuksilla. 10 Nyt on yllättäen havaittu, että pienentämällä päällystemäärää voidaan saavuttaa parempi päällysteen tasaisuus, mikä on perinteisen ammattitietämyksen vastaista.By using substantially smaller amounts of liquid in non-contact coating (such as conventional spray application), a significantly smaller average particle size can be achieved. With a smaller particle size, it is substantially easier to achieve better results in fog control (e.g., electrically assisted particle control) and uniform application at high web speeds. 10 It has now surprisingly been found that by reducing the amount of coating, better uniformity of coating can be achieved, which is contrary to traditional art.

Erittäin pienten nestemäärien käyttäminen perinteisen rainan varaamisen kanssa mahdollistaa sumutettavan nesteen varaamisen vastakkaismerkkiseksi ilman ongelmia, mikä ei olisi mahdollista suuremmilla nestemäärillä. Tämä mahdollistaa suu-15 remman etäisyyden rainan ja suuttunen välillä, joka puolestaan on tärkeää päällystyksen suuremman mittakaavan tasaisuuden vuoksi ja rainan ajettavuuden varmistamiseksi. Pienemmän pisarakoon saavuttamista voidaan edelleen parantaa käyttämällä tähän tarkoitukseen soveltuvia tai erityisesti tähän tarkoitettuja pinta-aktiivisia aineita. Edelleen, koska pienen pisarakoon saavuttaminen on tärkeää, voidaan tar-20 vittaessa nostaa nesteen lämpötilaa, jolloin saavutetaan usein alhaisempi pisarakoko. Laimentamalla käytettyä kemikaalia saadaan alhaisempi pisarakoko ja pienen pisarakoon ansiosta ilmavirtauksen aikana laimennusaineen haihtumista pisarasta voidaan hyödyntää siten, että rainaan joutuvan nesteen määrä pysyy kuitenkin alhaisena.The use of very small amounts of liquid with conventional web charging allows the sprayed liquid to be charged to the opposite sign without problems, which would not be possible with larger volumes of liquid. This allows for a greater distance between the mouth and the web, which in turn is important for the larger scale uniformity of the coating and to ensure the runnability of the web. The achievement of a smaller droplet size can be further improved by the use of surfactants suitable for this purpose or specifically intended for this purpose. Further, since it is important to achieve a small droplet size, the temperature of the liquid can be increased as required, often resulting in a lower droplet size. By diluting the chemical used, a smaller droplet size is obtained and, due to the small droplet size, the evaporation of the diluent from the droplet during the airflow can be utilized, but the amount of liquid entering the web remains low.

COC/O

o 25 Keksinnön mukaisesti voidaan siis pienellä kemikaalimäärällä pintakäsitellä paperia co ja/tai kartonkia tasaisesti ja hallitusti suurella tuotantonopeudella ja näin saavuttaaThus, according to the invention, paper and / or board can be surface-treated with a small amount of chemicals evenly and in a controlled manner at a high production rate, thereby achieving

OO

^ oleellisia etuja.^ essential benefits.

| Paperi- tai kartonkituotteelle, jonka päällystämisessä on käytetty sähköavusteista siirtoa on tunnusomaista se, että pääosa päällysteaineesta ja sen liuottimesta pidät-30 tyy rajapinnassa tai tunkeutuu kuitukerroksessa korkeintaan syvyydelle 30 pm pääl- o lysteen levityspinnasta nähden. Edullisesti päällysteainetta ei tunkeudu itse kuituun o w ollenkaan tai aivan marginaalisesti ja liuotinta absorboituu vain päällimmäiseen ker roksen kuituihin. Myös kuitujen väleissä päällysteaineen pidättyminen lähellä ap-plikaatiopintaa, mainitulla alle 3Opin, edullisemmin alle 20 pm tai jopa alle 10 pm 5 syvyydellä, on keksinnön mukaisen päällystyksen tavoitteena. Joitain merkityksettömiä jäänteitä voi löytyä vielä syvyydellä 40 pm. Tällöin on tyypillistä, että yli 90 % päällysteaineesta pidättyy olennaisesti tuotteen pinnassa. Edullisissa sovellutus-muodoissa on mahdollista, että jopa yli 99 % päällysteaineesta pidättyy olennaisesti 5 tuotteen pinnassa.| A paper or board product coated with an electro-assisted transfer is characterized in that the majority of the coating material and its solvent are retained at the interface or penetrate into the fibrous layer up to a depth of 30 µm relative to the coating application surface. Preferably, the coating material does not penetrate into the fiber itself, or at all, and the solvent is absorbed only into the top layer fibers. Also in the fiber spacing, the retention of the coating material near the application surface at said depth of less than 30 µm, more preferably less than 20 µm or even less than 10 µm, is an object of the coating of the invention. Some insignificant remains may still be found at a depth of 40 pm. Here, it is typical that more than 90% of the coating material retains substantially on the surface of the product. In preferred embodiments, it is possible that up to 99% of the coating material is substantially retained on the surface of the article.

Sähköavusteisella siirrolla tarkoitetaan tässä sähköruiskutus- tai sähkökehräysmene-telmiä. Perinteisesti on olemassa kolme eri tyyppistä spraylaitteistoa: korkeapaineiset ilmahajotteiset, korkeapaineiset mekaaniset ja matalapaineiset mekaaniset. Ma-talapaineisella mekaanisella sprayllä pisaran koko on karkea ja samalla ilmavirtaus-10 ten kuljettamien partikkelien määrä on pienempi. (Davies, B. 1977, Starch spraying. Pap. Technol. Ind. voi 18 no 6, 186-187). Tämä systeemi soveltuu lähinnä vain karkeaan ja suurten määrien levitykseen.Electrospray transfer refers to electrospray or electrospun processes. Traditionally, there are three different types of spray equipment: high pressure air diffuser, high pressure mechanical and low pressure mechanical. With a low pressure mechanical spray, the droplet size is coarse and at the same time the amount of particles carried by the airflow 10 is smaller. (Davies, B. 1977, Starch spraying. Pap. Technol. Ind. Vol. 18, no. 6, 186-187). This system is mainly suitable for coarse and large volume application.

Korkeapaineisen ilmahajotteisen tyypin kohdalla neste hajotetaan ilman avulla suuriin paineisiin asti. Ilmahajotteinen on monipuolinen kaikilla viskositeettialueilla. 15 Hieno pisarakoko saavutetaan, mutta tämä aiheuttaa suuret häviöt sumun kulkeutuessa hajotusilman mukana. Tämän takia korkeapaineiset ilmahajoitteiset ja korkeapaineiset mekaaniset suuttimet varustetaan usein elektrostaattisella systeemillä, jolla pyritään erottamaan neste sitä kuljettavasta ilmasta ohjaamalla se suoraan radan pintaan.In the case of the high pressure air diffuser type, the liquid is decomposed by air to high pressures. Air dispersed is versatile in all viscosity ranges. 15 Fine droplet size is achieved, but this causes large losses as the mist passes with the dispersion air. Because of this, high-pressure air-dispersed and high-pressure mechanical nozzles are often equipped with an electrostatic system that seeks to separate the liquid from the air transporting it by directing it to the surface of the web.

20 Paperin päällystyksessä päällysteeltä edellytetään erittäin hyvää peittokykyä. Spray-menetelmällä tähän päästään pienellä pisarakoolla ja suurilla nestemäärillä. Pienen pisarakoon aiheuttamaa suurta sumun häviötä ilmavirtojen mukana on pyritty vähentämään elektro staattisilla systeemeillä.20 For paper coating, the coating requires a very good coverage. The spray method achieves this with small droplets and large volumes of liquid. The large mist loss caused by the small droplet size with the air currents has been reduced by electrostatic systems.

„ Kun sähköavusteisena siirtona käytetään sähkökehräysmenetelmää, tyypillinen o 25 päällysteaineen paksuus tuotteen pinnassa on 0,0001-0,5 g/m2. Toinen edullinen co sähköavusteisen siirron menetelmä on sähköruiskutus- eli sähköspraymenetelmä.“When using electrospun transfer, the typical thickness of the o 25 coating material on the surface of the product is 0.0001-0.5 g / m2. Another preferred method of electrospray transfer co is electrospray or electrospray.

o ^ Käytettäessä tätä applikaatiomenetelmää päällysteainetta on tuotteen pinnassa pak- ^ suudella 0,00001-0,1 g/m2.When applying this application method, the coating material has a thickness of 0.00001-0.1 g / m 2 on the surface of the product.

CCCC

CLCL

Runkokerroksena paperi- ja kartonkituotteissa toimii tyypillisesti jatkuvana rainana 30 valmistettava kuitukerros, jonka jommallekummalle tai molemmille puolille on voi- o tu kerrostaa erilaisia funktionaalisia kerroksia, esimerkiksi kosteus-, happi- tai aro- o w misulkukerroksia, sekä tai vaihtoehtoisesti muihin ominaisuuksiin, kuten opasiteet tiin, kiiltoon, painettavuuteen jne. vaikuttavia kerroksia. Kun keksinnön mukainen päällystys tehdään kuitukerrokseen, päällysteaine ja sen mahdollinen liuotin tunkeu- 6 tuvat korkeintaan yhden yksittäisen kuidun syvyydelle, siis noin 30 μιη syvyyteen kerroksessa päällysteen levitys- eli applikaatio suunnasta nähden. Jos taas keksinnön mukaista levitystä käytetään kerrosrakenteiseen, eri materiaaliin, päällysteaine pidättyy joko johonkin kerrosten väliseen rajapintaan tai rajapintoihin. Molemmille 5 levityksille on yhteistä kuitenkin se, että kuitukerroksessa syvyydellä yli 50 pm le-vityspinnasta nähden ei olennaisesti havaita päällysteainetta tai sen liuotinta. Toisin sanoen kuitukerros on yli 50 pm syvyydeltä päällysteen levityspinnasta nähden olennaisesti päällysteainetta sisältämätön.Typically, the backing layer in paper and board products is a continuous layer of fiber 30, on which one or both sides may have various functional layers, for example moisture, oxygen or aromatic barrier layers, or alternatively other properties such as opacity, layers affecting gloss, printability, etc. When the coating according to the invention is applied to the fiber layer, the coating material and its possible solvent penetrate to a depth of at most one single fiber, that is to say about 30 µιη in the layer relative to the direction of application or application of the coating. On the other hand, if the application according to the invention is applied to a layer-like, different material, the coating material will be trapped either at one of the interfacial interfaces or interfaces. What is common to both applications, however, is that the coating material or its solvent is not substantially detectable in the fiber layer at depths greater than 50 µm relative to the application surface. In other words, the fiber layer at a depth of more than 50 µm relative to the coating application surface is substantially free of coating material.

Keksinnön mukaisessa tuotteessa on mahdollista olla päällysteainetta levitettynä 10 vain osalle tuotteen pinnasta. Tällainen osittainen levitys voidaan tehdä radan kulkusuunnassa eli pituussuunnassa jatkuvana levityksenä osalle radan leveydestä, jolloin pituusleikkurien jälkeen saadaan esimerkiksi eri tuotteita tai tuotetta, jossa on erilaisia alueita. Osittainen levitys voidaan tehdä myös jaksottaen päällysteaineen annostelua pituussuunnassa pulsseina, asettaen este suuttimien ja radan väliin tai 15 muulla alan ammattilaisen tuntemalla menetelmällä. Myös edellisten yhdistelmä on mahdollinen, eli jaksottainen levitys vain osalle radan leveyttä.In the product according to the invention, it is possible to have the coating material applied to only a part of the surface of the product. Such partial spreading can be done in the longitudinal direction of the web, that is, in the longitudinal direction, as a continuous spread over a part of the web width, whereby, after the winders, different products or products with different areas are obtained. Partial application may also be accomplished by sequentially applying the coating agent in longitudinal pulses, placing a barrier between the nozzles and the web, or by any other method known to those skilled in the art. A combination of the above is also possible, ie periodic spreading only for part of the track width.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle paperi- tai kartonkituotteen päällystämiseksi sähköavusteisesti on tunnusomaista se, että pääosa päällysteaineesta pidättyy rajapinnassa tai tunkeutuu kuitukerroksessa korkeintaan syvyydelle 30 pm päällysteen 20 levityspinnasta nähden. Sähköavusteisena siirtona käytetään sähkökehräys- tai säh-köruiskumenetelmää, kuten on kuvattu edellä tuotteen yhteydessä. Sähköavusteisen siirron lisäksi voidaan käyttää paineistusta spray-ruiskutuksen apuna.The process for electro-assisted coating of a paper or board product according to the invention is characterized in that the majority of the coating material is retained at the interface or penetrates into the fiber layer up to a depth of 30 µm relative to the application surface of the coating 20. The electro-assisted transfer uses an electrospinning or electrospray method as described above for the product. In addition to electro-assisted transfer, pressurization may be used to assist spray application.

Menetelmässä päällysteaineen lähtiessä suuttimesta mainittu päällysteaine on liuoksen tai dispersion muodossa. Tämän jälkeen liuotin voi haihtua kokonaan tai osittain £2 25 lennon aikana, toisin sanoen ennen kuin päällysteaine kohtaa pinnoitettavan kohteen ° pinnan. Tällöin päällysteaineen kohdatessa kohdepinnan, sen liuotinpitoisuus on i o hyvin pieni, merkittävästi alle 20%, jopa alle 1%. Toinen vaihtoehto on, että liuotin- i ^ ta on läsnä pisaroiden tai kehrättyjen säikeiden kohdatessa pinnan, jolloin liuotin x voi osallistua filminmuodostukseen ja adsorptioon pinnalla ja haihtua tämän jäl- 30 keen.In the process, when the coating agent leaves the nozzle, said coating agent is in the form of a solution or dispersion. Thereafter, the solvent may evaporate completely or partially during the flight, i.e., before the coating material contacts the surface of the object to be coated. Thus, when the coating material encounters the target surface, its solvent content is very low, significantly less than 20%, even less than 1%. Alternatively, the solvent is present when the droplets or spun fibers hit the surface, whereby the solvent x can participate in film formation and adsorption on the surface and subsequently evaporate.

m m o Lennolla tarkoitetaan pisaroiden tai kehrättyjen säikeiden kulkeutumista paineen § ja/tai sähkövirran ohjaamana suuttimelta pinnoitettavan kohteen pinnalle. Lennonm m o Flight means the transport of droplets or spun threads, controlled by pressure and / or electric current, from the nozzle to the surface of the object to be coated. Lennon

C\JC \ J

aikana voi tapahtua erilaisia ilmiöitä, esimerkiksi pisaroiden tai kehrättyjen säikeiden morfologinen muotoutuminen, agglomeroituminen, liuottimen haihtuminen jne. 35 Keksinnön mukaisessa menetelmässä suhteellisen pitkällä lentomatkalla on havaittu 7 tiettyjä etuja. Sähköavusteissa siirrossa suuttunen ja päällystettävän kohteen välinen lentomatka on keksinnön mukaisesti yli 10 mm. Eräissä suoritusmuodoissa lentomatka voi olla yli 90 mm tai jopa yli 500 mm. Erityisesti lentomatkan hallinnan merkitys korostuu kun levitys tehdään keksinnön mukaisesti päällystettävän koh-5 teen liikkuessa nopeudella vähintään 200 m/min. Nopeudet yli 500 m/min ovat tavallisia ja menetelmän otaksutaan olevan hallittavissa jopa nopeudella 700 m/min.Various phenomena may occur during the course of the process, for example morphological deformation of droplets or spun fibers, agglomeration, evaporation of the solvent, etc. In the method according to the invention 7 certain advantages have been observed over a relatively long flight. According to the invention, the electric distance between the angry and the object to be covered during the transfer is more than 10 mm. In some embodiments, the flight distance may be greater than 90 mm or even greater than 500 mm. In particular, the importance of flight control is emphasized when the application is carried out when the target to be coated according to the invention moves at a speed of at least 200 m / min. Speeds above 500 m / min are common and the method is expected to be controllable up to 700 m / min.

Keksinnön mukaisen menetelmän mainitun liuoksen liuottimena tai dispersion kantajana on kuituja turvottava liuotin, erityisen edullisesti vesi. Vesi imeytyy tunnetusti kuituihin ja pidättyy niitä turvottaen. Keksinnön mukaisen menetelmän edut tule-10 vat hyvin esiin tätä liuotinta käytettäessä.The solvent or dispersion carrier of said solution of the process of the invention is a fiber swelling solvent, particularly preferably water. Water is known to be absorbed by the fibers and retained by swelling. The advantages of the process of the invention are well apparent when using this solvent.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa siten, että päällystäminen ajoittuu paperikoneella sen päällystysosalle. Vaihtoehtoisesti päällystäminen voidaan tehdä erillisenä prosessina. Edullisimmin päällystäminen kuitenkin tehdään ennen kalanterointia.The method according to the invention can be applied in such a way that the coating on the paper machine takes place on its coating part. Alternatively, the coating may be performed as a separate process. Most preferably, however, the coating is performed prior to calendering.

15 Sumutuksen parantamisessa avustavana tekniikkana voidaan tarvittaessa käyttää myös sumutusta ultraäänen avulla (piezoelectric ultrasonic atomizers).15 If necessary, piezoelectric Ultrasonic atomizers can also be used as assistive techniques for improving nebulization.

Eräs keksinnön suoritusmuoto on spray-kemikaalikäsittelyn käyttö siten että pinta-liimaus voidaan jättää pois. Tällöin pintalujuus lisääntyy ja pölyäminen vähenee.One embodiment of the invention is the use of a spray chemical treatment so that surface sizing can be omitted. This increases the surface strength and reduces dusting.

Toinen edullinen suoritusmuoto on digi-kartongin valmistus. Keksinnön mukaista 20 menetelmää käyttäen ei tarvitse muuttaa koko päällystysreseptiä, koska haluttu vaikutus saadaan muuttamalla pinnan ominaisuuksia kemikaalilla.Another preferred embodiment is the manufacture of digital board. Using the process of the invention, there is no need to change the entire coating recipe since the desired effect is obtained by changing the surface properties with a chemical.

Vielä eräs edullinen suoritusmuoto on kerrosrakenteisen kartongin muovipinnan £2 adheesion parantaminen primer-käsittelyllä (autoklaavi, uunivuoka PET ja normaali c3 PE muovitus).Another preferred embodiment is the improvement of the adhesion of the plastic surface of the laminated board by a primer treatment (autoclave, PET furnace and normal c3 PE molding).

ii

COC/O

o ^ 25 Pienten vesipisaroiden saamiseksi paperirainaan on käytetty myös sähköistä varaa- ^ mistä (kuva 2). Menetelmä vähentää merkittävästi ympäristöön leviävän sumun EE määrää käytettäessä vettä ja korkeapaine spray-suuttimia (so. pieni partikkelikoko).Electric charge has also been used to obtain small droplets of water in the paper web (Figure 2). The method significantly reduces the amount of EE that is released into the environment when using water and high pressure spray nozzles (i.e., small particle size).

m m n- om m n- o

COC/O

o oo o

C\JC \ J

88

EsimerkiteXAMPLES

Esimerkki 1. Spray-päällystys laboratoriomittakaavassa.Example 1. Spray coating on a laboratory scale.

Pohjakartonkina päällystämätön sellukartonki (3-kerros trayforma kartonki 280 gsm, 100% valkaistua sellua). Käsitellyltä alalta valittiin eri koepisteitä, joista vali-5 tut parametrit määritettiin. Pisteet olivat seuraavat: Kp 0 eli referenssi, joka oli kartonki ilman käsittelyä; Kp 1, jossa applikoitu vesimäärä 0,2 g/m2; Kp 2, jossa appli-koitu hydrofobinen maissitärkkelys 0,2 g/m2; Kp 3, jossa applikoitu hydrofobista maissitärkkelystä 90% ja tärkkelyksen ristisilloittajaa 10%, yhteensä 0,2 g/m2. Käytetyt spraysuuttimet on esitetty kuviossa 4.Uncoated cellulose board (3 layers tray 280 gsm, 100% bleached pulp). Different test points were selected from the treated area, from which the selected parameters were determined. The points were as follows: Kp 0, or the reference, which was the cardboard without treatment; Kp 1 with 0.2 g / m 2 applied water; Kp 2 with 0.2 g / m2 hydrophobic corn starch applied; Kp 3 with 90% hydrophobic maize starch and 10% starch crosslinker applied, total 0.2 g / m 2. The spray nozzles used are shown in Figure 4.

10 Laboratoriopäällystys tehty spray-applikaationa, jossa kemikaalin tasaisen leviämisen varmistamiseksi spray-lisäys tehtiin ajamalla arkki useita kertoja spray-suuttimen läpi. Spray-ajojen välillä arkki ehti kuivua ja näin saavutettiin jääminen kartongin pintaan. Tällöin oli huolehdittu kemikaalin jäämisestä kartongin pintaan. Kuitenkin näissäkin kokeissa kartongin pintarakenne oli päässyt lievästi turpoa-15 maan, joka näkyy referenssin (Kp 0) ja vesikäsitellyn koepisteen (Kpl) välisenä karheuserona, joka on esitetty Bendtsen-menetelmän mukaan määritettynä.10 Laboratory Coating Spray Application In which, to ensure uniform distribution of the chemical, a spray application was made by passing the sheet several times through the spray nozzle. Between the spray runs, the sheet was allowed to dry and this resulted in sticking to the board. In this case, care was taken to keep the chemical on the cardboard surface. However, even in these tests, the surface structure of the paperboard had slightly penetrated the swell-15 soil, which is reflected by the roughness difference between the reference (Kp 0) and the water-treated test point (Kpl) as determined by the Bendtsen method.

Taulukko 1. Saavutetut tulokset laboratoriomittakaavassa IGT-flekso painatus__Kp 0__Kp 1__Kp 2__Kp 3Table 1. Laboratory Scale Results IGT Flexo Printing__Kp 0__Kp 1__Kp 2__Kp 3

Densiteetti__E0__£0__1_J__1,1Densiteetti__E0__ £ 0__1_J__1,1

Mottling 100%__6.2 6.9__4.2__4.0 IGT-pick ps, pi (pintalujuus) m/s__IA__£5__2J__2.6Mottling 100% __ 6.2 6.9__4.2__4.0 IGT-pick ps, pi (surface strength) m / s__IA__ £ 5__2J__2.6

Bendtsen karheus pi / ml/min__350__425__320__320 Z-lujuus (koko kartongin z- suuntainen vetolujuus) kPa__450__£70__£70__480 ” jossa: oBendtsen roughness pi / ml / min__350__425__320__320 Z-strength (z-directional tensile strength of the entire board) kPa__450__ £ 70__ £ 70__480 "where: o

(M(M

cö IGT-pick ps, pi m/s SCAN-P 63:90 ιό 20 Z-lujuus kPa SCAN-P 80:98cö IGT-pick ps, pi m / s SCAN-P 63:90 ιό 20 Z-strength kPa SCAN-P 80:98

Huokoisuus Bendtsen, pi ml/min SCAN-P 26:78 * IGT-flekso painetut liuskat: IGT F1, internal method [£ Densiteetti Gretag Dl86 densitometri h*.Porosity Bendtsen, pi ml / min SCAN-P 26:78 * IGT Flexo Printed Strips: IGT F1, internal method [£ Density Gretag Dl86 densitometer h *.

o Mottling 100% Mittaukset tehdään tietokonetta ja UMAX- skan- o 25 neria käyttäen. PapEye ohjelmalla (ohjelmaa myy suomessa Tapio Technology).o Mottling 100% Measurements are made using a computer and the UMAX 25 scanner. With PapEye (sold by Tapio Technology in Finland).

Visuaalisesti painojäljissä oli selviä eroja. Samoin painovärin densiteetissä (tummuudessa) oli silmin havaittava parannus. Pintalujuus oli lisääntynyt selvästi. Aivan 9 samalla tasolle kuin pintaliimauksella ei oltu päästy, mutta kuitenkin muutos oli huomattavan iso verrattuna annostelun määrään nähden.Visually, there were clear differences in print. Similarly, the ink density (darkness) showed an appreciable improvement. The surface strength had clearly increased. Just 9 was not at the same level as surface sizing, but the change was still considerable compared to the amount of dosing.

Esimerkki 2. Keksinnön mukainen päällystys pilot-mittakaavassa.Example 2. Coating according to the invention on a pilot scale.

Laboratoriomittakaavan tulokset haluttiin toistaa pilot-paperikoneella. Pisteet olivat 5 vastaavat kuin laboratoriomittakaavan kokeessa: Kp 1, jossa applikoitu vesimäärä 0,2 g/m2; Kp 2, jossa applikoitu hydrofobinen maissitärkkelys 0,2 g/m2; Kp 3, jossa applikoitu hydrofobista maissitärkkelystä 90 % ja tärkkelyksen ristisilloittajaa 10 %, yhteensä 0,2 g/m2. Kemikaalin tasaisen levittäytymisen varmistamiseksi käytettiin kokonaisnestemääränä 5-7 g/m2 (kemikaalin väkevyys säädettiin niin, että päällys-10 tettä saatiin 0,2 g/m2 kartongin pintaan). Taulukossa 2 on esitetty tuloksia kemikaalien levityksestä spray-yksiköllä (0,2 kuivaa erikoistärkkiä ja noin 5-7 g/m2 märkää nestettä).It was desired to reproduce the results of the laboratory scale on a pilot paper machine. The points were 5 similar to the laboratory scale experiment: Kp 1 with 0.2 g / m2 applied water; Kp 2 with 0.2 g / m2 hydrophobic corn starch applied; Kp 3 with 90% hydrophobic maize starch and 10% starch crosslinker applied, total 0.2 g / m 2. To ensure uniform application of the chemical, a total liquid volume of 5-7 g / m 2 was used (the concentration of the chemical was adjusted to obtain a coating of 0.2 g / m 2 on the carton surface). Table 2 shows the results of application of chemicals by spray unit (0.2 dry specialty stars and about 5-7 g / m2 wet liquid).

Taulukko 2. Saavutetut tulokset pilot-mittakaavassa IGT-flekso painatus___Kp 1__Kp 2__Kp 3Table 2. Results achieved on pilot scale IGT flex printing___Kp 1__Kp 2__Kp 3

Densiteetti___1,04 1.09 1.09Density ___ 1.04 1.09 1.09

Mottling 100%___8J5__7J5__7.8 IGT-pick ps, pi (pintalujuus) m/s 2.7__3A__3.3Mottling 100% ___ 8J5__7J5__7.8 IGT-pick ps, pi (surface strength) m / s 2.7__3A__3.3

Pilot-paperikoneessa kuppikartonkireseptillä kuumalle ja melko kostealle rainalle 15 tehty spray paransi pintalujuuksia kohtalaisen paljon. IGT flekso painatuksen densiteetti ja mottling parannukset olivat oleellisesti pienempiä kuin laboratoriossa saadut tulokset ennakoivat ja visuaalisesti painopinnan tasaisuuksissa ei ollut silmin havaittavaa eroa.In a Pilot paper machine, a spray applied to a hot and fairly moist web 15 using a cupboard recipe moderately improved surface strength. The density and mottling improvements of the IGT flex printing were substantially smaller than the results predicted by the laboratory and there was no discernible difference in the visual surface uniformity.

Syytä selvästi huonompiin tuloksiin ovat selvästi epätasaisempi levitys pilotissa ja ” 20 syvemmälle tunkeutuva kemikaali.The reason for the significantly worse results are clearly uneven distribution in the pilot and '20 deeper penetrating chemicals.

g Esimerkki 3. Spray-applikointi avustettuna kaupallisella rainan varausjärjes- lA telmällä.g Example 3. Spray application assisted by a commercial web charging system.

| Ilmahajoheisilla perinteisillä spraysuuttimilla annosteltiin kartongin pintaan vettä ja m optista kirkastetta. Raina varattiin kuvan 2B kaltaisella järjestelyllä kartonkirainan ^ 25 ajonopeuden ollessa 400 m/min.| Water spray and m optical brightener were applied to the carton surface using conventional air-sprayed spray nozzles. The web was charged with an arrangement similar to Fig. 2B at a running speed of 400m / min for a paperboard web.

co o cv Nestettä annosteltiin 15, 7,5 ja 1,0 g/m2. Odotusten vastaisesti selkeästi tasaisin pin nan peitto (pieni mittakaava ja suuri mittakaava) saavutettiin annostelumäärällä 1,0 g/m2 (seuraavaksi tasaisin oli 15 g/m2). Edellytyksenä hyville tuloksille näillä 10 suuttimilla on ollut suosituksia suurempi hajotusilman määrä (tässä kokeessa 180 1/min) ja rainan sähköinen varaus.co o cv The liquid was dosed at 15, 7.5 and 1.0 g / m 2. Contrary to expectations, a clearly even surface coverage (small scale and large scale) was achieved with a dosing volume of 1.0 g / m 2 (the next most even being 15 g / m 2). As a prerequisite for good results, these 10 nozzles have had a higher than recommended amount of disintegration air (180 rpm in this test) and electrical charge of the web.

Rainan sähköisen varaamisen puuttuessa suuri hajotusilman määrä aiheutti ratkaisemattoman ongelman pienemmän osuuden spray-sumusta päätyessä rainaan pie-5 nemmän pisarakoon ja suurempien ilmavirtausten vuoksi.In the absence of electrical charge of the web, the large amount of scavenging air caused a smaller problem with a smaller proportion of spray mist entering the web due to a smaller droplet size of 5 and higher air flows.

Spraysumun päätymistä rainaan voidaan edelleen tehostaa varaamalla spraysumu eri varauksiseksi kuin raina. Tämän menettely tulee mahdolliseksi mikäli käytetään erittäin pieniä nestemääriä.The discharge of the spray spray into the web can be further enhanced by charging the spray spray with a different charge than the film. This procedure becomes possible if very small amounts of liquid are used.

Ilmahajoheisella suuttimella kokeiltiin myös 10% CMC liuoksen sumutusta. Ilma-10 hajotteinen suurin (180 1/min ilmamäärällä) pystyi visuaalisesti hajottamaan sumun hyvin, mutta kartonkirainassa oli havaittavissa selviä pisaroita ja vanaisuutta kertoen, että saavutettu pisarakoko tällä suutintyypillä ei ollut riittävän pieni. Rainan varaaminen vaikutti kuitenkin selvästi vähentäen ympäristöön leviävän pienikokoisen sumun määrää.An aerosol nozzle was also used to spray 10% CMC solution. The air-10 dispersed maximum (180 rpm airflow) was able to visually disperse the mist well, but there were clear drops and old age on the cardboard web, indicating that the droplet size achieved with this nozzle type was not small enough. However, the charge of the web had a clear effect in reducing the amount of small-scale mist spreading into the environment.

15 Pisarakoon ollessa liian suuri tilannetta voidaan parantaa käyttämällä nesteen seassa pisarakokoa pienentäviä pinta-aktiivisia aineita. Pisarakoon ollessa liian suuri voidaan tilannetta parantaa laimentamalla nestettä edelleen ja nostamalla nesteen lämpötilaa. Näin saadaan suuttuneita lähtemään pienempi pisarakoko ja korkeamman lämpötilan ansiosta osa nesteestä haihtuu ennen joutumista kosketukseen rainan 20 kanssa.When the droplet size is too large, surfactants that reduce droplet size can be improved within the liquid. If the droplet size is too large, the situation can be improved by further diluting the liquid and raising the temperature of the liquid. This causes the annoyed to leave a smaller droplet size and, due to the higher temperature, a part of the liquid is evaporated before coming into contact with the web 20.

Vertailuesimerkki AComparative Example A

Spray applikointi avustettuna kaupallisella rainan sumutus-ja varausjärjestelmällä co o Käytettäessä pientä vesimäärää jouduttiin käyttämään pientä pisarakokoa tasaisuu- co den varmistamiseksi. Pisarakoon pienentyessä ilmavirtaukset vaikuttivat pienimpiin o ^ 25 pisaroihin ja niitä oli vaikea saada jäämään rainaan. Varattaessa raina saatiin pie- ^ nimmät pisarat hakeutumaan varattuun pintaan ja näin sumuaminen saatiin oleelli- £ sesti vähenemään. Rainan varaus voidaan periaatteellisesti tehdä kahdella eri perikö aatteella (kuva 2).Spray application assisted by a commercial web spraying and charging system co o When using a small amount of water it was necessary to use a small droplet size to ensure uniformity. As the droplet size decreased, the airflows affected the smallest droplets and were difficult to cause to remain in the web. When the web was charged, the smallest droplets were caused to contact the charged surface and thus the fogging was substantially reduced. The booking of the web can in principle be made on two different principles (Figure 2).

o o Tässä koejärjestelyssä käytettiin rainan varaamiseen periaatetta B (kuva 2). Paperi-o o In this experimental setup, principle B was used to charge the web (Figure 2). Paper-

OO

w 30 rämänä oli puupitoinen painopaperi ja ajonopeutena testattiin aina 1000 m/min asti.w 30 slurry was wood-containing printing paper and tested at running speeds up to 1000 m / min.

Lisäämällä optista kirkastetta veden sekaan nähdään spray veden levittäytymisen tasaisuus sähköavusteisessa sprayssä, mikä tulos on esitetty kuvassa xBy adding an optical brightener to the water, the uniformity of the spray water distribution in the electrospray spray is seen, as shown in Figure x

Claims (18)

1. Paperi- tai kartonkituote, jonka päällystämisessä on käytetty sähköavusteista siirtoa tunnettu siitä, että pääosa päällysteaineesta ja sen liuottimesta tai kantajasta pidättyy rajapinnassa ja osa tunkeutuu kuitukerroksessa korkeintaan syvyydelle 30 5 pm päällysteen levityspinnasta nähden.A paper or board product for which an electro-assisted transfer has been used for coating, characterized in that the majority of the coating material and its solvent or carrier are retained at the interface and a part penetrates into the fiber layer up to a depth of 30 µm to the coating application surface. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote tunnettu siitä, että yli 90 % päällysteestä pidättyy olennaisesti tuotteen pinnassa.Product according to claim 1, characterized in that more than 90% of the coating is substantially retained on the surface of the product. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tuote tunnettu siitä, että yli 99 % päällysteestä pidättyy olennaisesti tuotteen pinnassa.Product according to claim 2, characterized in that more than 99% of the coating is substantially retained on the surface of the product. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote tunnettu siitä, että päällysteainetta le vitetään vain osalle tuotteen pinnasta.Product according to Claim 1, characterized in that the coating material is applied only to a part of the surface of the product. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote tunnettu siitä, että sähköavusteisena siirtona käytetään sähkökehräys -menetelmää.Product according to claim 1, characterized in that the electro-spinning method is used for the electro-assisted transfer. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tuote tunnettu siitä, että päällysteainetta on 15 tuotteen pinnassa paksuudella 0,0001-0,5 g/m .Product according to Claim 5, characterized in that the coating material is present on the surface of the article at a thickness of 0.0001-0.5 g / m. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote tunnettu siitä, että sähköavusteisena siirtona käytetään sähköruiskutus -menetelmää.Product according to Claim 1, characterized in that the electrospray method is used for the electrospray transmission. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tuote tunnettu siitä, että päällysteainetta on tuotteen pinnassa paksuudella 0,00001-0,1 g/m2.Product according to Claim 7, characterized in that the coating material is present on the surface of the product in a thickness of 0.00001 to 0.1 g / m2. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote tunnettu siitä, että sähköavusteisena £2 siirtona käytetään sähköspray -menetelmää. δ c\j coProduct according to Claim 1, characterized in that an electrospray method is used for electrically assisted transfer of £ 2. δ c \ j co 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tuote tunnettu siitä, että päällysteainetta on ^ tuotteen pinnassa paksuudella 0,00001-0,1 g/m .Product according to Claim 9, characterized in that the coating material is present on the surface of the product at a thickness of 0.00001-0.1 g / m. 11. Menetelmä paperi- tai kartonkituotteen päällystämiseksi sähköavusteisesti 25 tunnettu siitä, että se sisältää vaiheet (i), (ii) ja (iii) mainitussa järjestyksessä: m § (i) päällysteaine lähtee suuttimesta liuoksen tai dispersion muodossa, O o (ii) päällystysaineesta muodostuu pisaroita tai kehrättyjä säikeitä, jotka kulkeutuvat paineen ja/tai sähkövirran ohjaamana suuttuneita pinnoitettavan kohteen pinnalle, (iii) pääosa päällysteaineesta ja sen liuottimesta tai kantajasta pidättyy rajapinnassa ja osa tunkeutuu kuitukerroksessa korkeintaan syvyydelle 30 pm päällysteen levityspinnasta nähden11. A process for electroplating a paper or board product 25 characterized in that it comprises steps (i), (ii) and (iii), respectively: m (i) leaving the nozzle in the form of a solution or dispersion, O (ii) forming droplets or spun threads which, under the control of pressure and / or electric current, are infiltrated on the surface of the object to be coated, (iii) the bulk of the coating material and its solvent or carrier 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että mainitun liu-5 oksen liuottimena tai dispersion kantajana on vesi.Process according to claim 11, characterized in that the solvent or dispersion carrier for said Liu-5 solution is water. 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että päällysteai-neen kohdatessa kohdepinnan, sen liuotinpitoisuus on alle 1%.The process according to claim 11, characterized in that, when the coating material contacts the target surface, its solvent content is less than 1%. 14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sähköavus-teisena siirtona käytetään sähkökehräys tai sähköruisku -menetelmää.14. A method according to claim 11, characterized in that the electrowinning process is carried out using an electrospinning or electrospray method. 15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sähköavus- teissa siirrossa suuttunen ja päällystettävän kohteen välinen lentomatka on yli 10 mm.Method according to Claim 11, characterized in that, in the case of electric aids, the distance between the object angled during the transfer and the object to be coated is more than 10 mm. 16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että sähköavus-teisen siirron lisäksi on käytetty paineistusta spray-ruiskutuksen apuna.Method according to Claim 14, characterized in that, in addition to the electro-open transfer, pressurization has been used as an aid for spray injection. 17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että levitys teh dään päällystettävän kohteen liikkuessa nopeudella vähintään 200 m/min.Method according to Claim 11, characterized in that the application is carried out when the object to be coated is moving at a speed of at least 200 m / min. 18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että päällystäminen tehdään ennen kalanterointia. co δ CvJ co cp lo X X Q. LO LO 1^ O CO o o CvJThe method according to claim 11, characterized in that the coating is carried out before calendering. co δ CvJ co cp lo X X Q. LO LO 1 ^ O CO o o CvJ
FI20060755A 2006-08-24 2006-08-24 Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby FI123458B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060755A FI123458B (en) 2006-08-24 2006-08-24 Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby
ES07823075.2T ES2443719T3 (en) 2006-08-24 2007-08-24 Procedure for coating a paper surface and product thus obtained
EP07823075.2A EP2061931B1 (en) 2006-08-24 2007-08-24 Method for coating a paper surface and a product thus obtained
PL07823075T PL2061931T3 (en) 2006-08-24 2007-08-24 Method for coating a paper surface and a product thus obtained
PCT/FI2007/000212 WO2008023093A1 (en) 2006-08-24 2007-08-24 Method for coating a paper surface and a product thus obtained

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060755A FI123458B (en) 2006-08-24 2006-08-24 Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby
FI20060755 2006-08-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20060755A0 FI20060755A0 (en) 2006-08-24
FI20060755A FI20060755A (en) 2008-02-25
FI123458B true FI123458B (en) 2013-05-15

Family

ID=36950656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20060755A FI123458B (en) 2006-08-24 2006-08-24 Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2061931B1 (en)
ES (1) ES2443719T3 (en)
FI (1) FI123458B (en)
PL (1) PL2061931T3 (en)
WO (1) WO2008023093A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2007108A3 (en) 2007-02-12 2008-08-20 Elmarco, S. R. O. Method of and apparatus for producing a layer of nano particles or a layer of nano fibers from solutions or melts of polymers

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1219802A (en) 1967-01-05 1971-01-20 Ransburg Electro Coating Corp Improvements in and relating to sheet material
GB1285551A (en) 1969-05-28 1972-08-16 British Industrial Plastics Production of foils
BE758595A (en) 1969-11-07 1971-04-16 Tunzini Sames METHOD AND PLANT FOR MANUFACTURING A "TAPESTRY" TYPE STRIP OF PAPER
DE4125059A1 (en) * 1991-07-29 1993-02-04 Ortlepp Wolfgang Penetrative coating-impregnation of porous non-metallic substrates - by applying easily-evaporated liq., heating and then applying coating-impregnant during cooling, e.g. for restorative work
JPH10203031A (en) * 1997-01-29 1998-08-04 Bando Chem Ind Ltd Manufacture of image receiving sheet for recording
FI115314B (en) * 2001-03-13 2005-04-15 Metso Paper Inc Arrangement for handling paper or cardboard
FI115408B (en) 2002-01-31 2005-04-29 Ciba Sc Holding Ag Method for Coating Paper or Cardboard, Use of the Method and Coating Paste
DE102005027831A1 (en) * 2005-06-16 2006-12-28 Voith Patent Gmbh Coating of a moving paper, cardboard or other fibrous material web within a machine for producing fibrous material web, comprises spraying of coating medium in form of spraying jets or droplets to the fiber web using spray coater

Also Published As

Publication number Publication date
PL2061931T3 (en) 2014-04-30
FI20060755A (en) 2008-02-25
ES2443719T3 (en) 2014-02-20
EP2061931A1 (en) 2009-05-27
EP2061931B1 (en) 2013-10-30
WO2008023093A1 (en) 2008-02-28
FI20060755A0 (en) 2006-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2233900C (en) Method and apparatus for coating a moving paper or cardboard web
ES2939650T3 (en) Process for providing a skin layer comprising microfibrillated cellulose
FI123582B (en) METHOD AND EQUIPMENT FOR HANDLING THE FIBER
Kinnunen-Raudaskoski et al. Thin coatings for paper by foam coating
US8007638B2 (en) Sheet-like products exhibiting oleophobic and hydrophobic properties
BR112017012424B1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A COATED SUBSTRATE COMPRISING CELLULOSIC FIBERS, PAPER OR CARDBOARD PRODUCT AND ITS USE
CN107002367B (en) Method for producing packaging material and packaging material produced by the method
JP5632445B2 (en) Recording sheet with improved image water fastness, surface strength and operability
EP2843130A1 (en) Method and arrangement for applying a substance layer onto a running fiber web by foam application
Bollström et al. Top layer coatability on barrier coatings
EP2496765A1 (en) A coated substrate, a process for production of a coated substrate, a package and a dispersion coating
JP5193204B2 (en) Method for controlling surface contact area of paper or board substrate
KR101260264B1 (en) Priming and coating process
CN101133213A (en) Coated paper product and method and apparatus for manufacture thereof
FI123458B (en) Process for coating paper or cardboard product and product obtained thereby
FI123421B (en) A printable product and a process for making a printable product
Thitsartarn et al. Superhydrophobicity of paperboard packaging by hierarchical surface roughness modification of polylactic acid electrospraying
JP2004519323A (en) Paper or paperboard web coating method and coated paper grade
Sangl et al. Surface sizing and coating
US20220195670A1 (en) Method for depositing a cellulosic fiber composition on a substrate
FI115408B (en) Method for Coating Paper or Cardboard, Use of the Method and Coating Paste
Mielonen et al. Inkjet ink spreading, absorption and adhesion on substrates coated with thin layers of cationic polyelectrolytes
WO2012095553A2 (en) Spray apparatus and spray method for fiber web
CN101680188A (en) a printing substrate
Holc et al. Influence of Gaseous Plasma Treatment on Functional Properties of Coated Papers

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123458

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B