NO115505B

NO115505B -

Info

Publication number: NO115505B
Application number: NO16200266A
Authority: NO
Inventors: G Hartley; A Ross
Original assignee: Fisons Pest Control Ltd
Priority date: 1965-03-09
Filing date: 1966-03-08
Publication date: 1968-10-14
Also published as: DE1548957A1; IL25261A; DK118371B; SE319335B; GB1116182A; ES323941A1; BE677597A; CH452968A; NL6603079A

Description

Fremgangsmåte og apparat til belegning av papir. Method and apparatus for coating paper.

Denne oppfinnelse vedrører fremstilling This invention relates to manufacturing

av belagt papir og mer spesielt papir for-synt med overflatebehandlet belegg, som er glattet og stabilisert i kontakt med et nedkjølt glatningsorgan i henhold til en fremgangsmåte stort sett lik den som er beskrevet i vårt patent nr. 83 321. of coated paper and more particularly paper provided with a surface-treated coating, which is smoothed and stabilized in contact with a cooled smoothing means according to a method substantially similar to that described in our patent no. 83,321.

Med dette tidligere patent er beskrevet og beskyttet en fremgangsmåte til belegning av papir, som gir en jevn og glatt beleggflate, idet det belagte papir føres til kontakt med et jevnende og glattende organ, karakterisert ved det trekk at mens belegget ennå er bevegelig og flytende, blir det underkastet berøring med nevnte glattende organ, idet beleggmassens normale adhesjon til nevnte organ nedsettes under stort sett bibehold av fuktighetsinnholdet ved at glatteflatens temperatur senkes vesentlig, hvorved oppnåes frigjøring og ad-skillelse mellom bleggoverflaten og glatteflaten, under bibehold av den jevne overflate på belegget. This earlier patent describes and protects a method for coating paper, which provides an even and smooth coating surface, as the coated paper is brought into contact with a leveling and smoothing device, characterized by the feature that while the coating is still movable and liquid, is subjected to contact with said smoothing body, as the normal adhesion of the coating mass to said body is reduced while largely maintaining the moisture content by lowering the temperature of the smoothing surface significantly, thereby achieving release and separation between the coating surface and the smoothing surface, while maintaining the smooth surface of the coating .

Med foreliggende oppfinnelse har en funnet en fremgangsmåte som egner seg for trykning, av den art hvor det dannes en jevn overflate på et lag av flytende beleggmasse, ved å glatte det påførte belegg med et avkjølt glatteorgan som holdes på lav temperatur for å bringe belegget til å stivne på glatteorganet ved en betyde- With the present invention, a method has been found which is suitable for printing, of the kind where a smooth surface is formed on a layer of liquid coating mass, by smoothing the applied coating with a cooled smoothing device which is kept at a low temperature to bring the coating to to harden on the smooth organ by a significant

lig senkning av beleggets temperatur uten vesentlig å tørke dette i den hensikt å lette adskillelsen av den glattede overflate fra det glattende organ, karakterisert ved at glatteorganets overflate før den kommer i berøring med beleggmassen påføres en film av en lav-viskos væske med lavi equal lowering of the temperature of the coating without substantially drying it with the aim of facilitating the separation of the smoothed surface from the smoothing member, characterized in that the surface of the smoothing member is applied to the surface of the smoothing member before it comes into contact with the coating mass, a film of a low-viscosity liquid with lava

frysepunkt og med skillende evne, hvilket ikke opptas av belegget eller mykgjør dette, hvorved hindres at beleggmassen fukter glatteflaten og adherer til denne, hvoretter det belagte papir skilles fra glatteorganet og tørkes. freezing point and with separating ability, which is not taken up by the coating or softens it, thereby preventing the coating mass from wetting the smoothing surface and adhering to it, after which the coated paper is separated from the smoothing device and dried.

Vi har også frembrakt et apparat for utførelse av fremgangsmåten, omfattende anordninger for å påføre glatteorganet en tilmålt mengde av nevnte adskillelsesvæske i form av en flytende film før det kommer i kontakt med beleggmassen på papiret. We have also produced an apparatus for carrying out the method, comprising devices for applying to the smoothing member a measured amount of said separating liquid in the form of a liquid film before it comes into contact with the coating mass on the paper.

Andre trekk ved nærværende oppfinnelse fremgår av beskrivelsen og de til-hørende tegninger, hvor: Fig. 1 er en skjematisk vertikalprojeksjon av apparatet i henhold til og for ut-førelse av oppfinnelsen. Fig. 2 er delvis i snitt en skjematisk vertikalprojeksjon av en anordning for kjøl-ing av glatteflaten, som omfattet av oppfinnelsen. Fig. 3 viser i noe større målestokk en foretrukken form for påføring av adskillelsesvæske på det nedkjølte glatteorgan ved oppfinnelsens utførelse, og Other features of the present invention appear from the description and the associated drawings, where: Fig. 1 is a schematic vertical projection of the apparatus according to and for carrying out the invention. Fig. 2 is partly in section a schematic vertical projection of a device for cooling the smooth surface, which is covered by the invention. Fig. 3 shows, on a somewhat larger scale, a preferred form of application of separation liquid to the cooled smoothing member in the embodiment of the invention, and

Fig. 4 viser et snitt etter linje 4—4 i Fig. 4 shows a section along line 4—4 i

fig. 3. fig. 3.

Beleggmassen kan påføres papiret i et The coating compound can be applied to the paper in one

. hurtigløpende valse-belegningsapparat. . high-speed roller coating apparatus.

i Dersom beleggmassen inneholder fint i mineralsk pigment og et bindemiddel for dette, kan det på tilfredsstillende måte på- i If the coating mass contains fine mineral pigment and a binder for this, it can satisfactorily

l føres papiret som en vandig suspensjon eller grøt. Især ved hurtiggående opera- l the paper is fed as an aqueous suspension or porridge. Especially in fast-moving opera-

s sjoner er det ønskelig å holde beleggmas- s tions, it is desirable to keep coating mas-

; sens innhold av faste stoffer så høyt som ; sens content of solids as high as

det er mulig med den benyttede belegnings-apparatur. it is possible with the coating equipment used.

I det øyeblikk massen påføres papiret vil den kunne ha form av en viskos eller vedhengende, men bevegelig grøt. I så fall bringes papiret i kontakt med en film av beleggmassen, som blir overført til papiret fra en belegningsvalse hvor den først er dannet. På grunn av beleggmassens vedhengende egenskaper, kan det dog hende at ikke hele filmen blir overført til papiret, idet filmen kløver seg og etterlater en del av beleggmassen på valsen og en annen del på papirets overflate. At the moment the mass is applied to the paper, it may take the form of a viscose or adherent but mobile porridge. In that case, the paper is brought into contact with a film of the coating compound, which is transferred to the paper from a coating roll where it is first formed. However, due to the adhesive properties of the coating compound, it may happen that not all of the film is transferred to the paper, as the film splits and leaves part of the coating compound on the roller and another part on the surface of the paper.

På grunn av viskositeten og andre egenskaper ved beleggmassen, vil en slik kløvet film gi papirets belegg en sterkt ujevn eller ru overflate som oppviser merker, kjent som «piling» eller «worming» (avskalling eller gruber) som hvis den straks tørkes, blir for ru og for lite plan til å tilfredsstille de fordringer som stilles for finere trykkings-arbeid, slik som flerfarget halvtonetrykk for tidsskriftillustrasjoner og liknende. Due to the viscosity and other properties of the coating mass, such a split film will give the paper's coating a highly uneven or rough surface which exhibits marks, known as "piling" or "worming" (peeling or pitting) which, if immediately dried, become too rough and too small a plan to satisfy the demands made for finer printing work, such as multicolored halftone printing for magazine illustrations and the like.

Dersom man forsøker å føre en slik ujevnt belagt overflate til anlegg mot et glatteorgan, mens belegget ennå er i flytende tilstand, kan der ved adskillelsen opptre nok en film-kløvning som ødelegger det man måtte ha oppnådd av glatting ved vedkommende organ. If one tries to bring such an unevenly coated surface into contact with a smoothing device, while the coating is still in a liquid state, a film splitting may occur during the separation which destroys what may have been achieved by smoothing the device in question.

I henhold til nærværende oppfinnelse påføres en løpende papirhane et flytende belegg ved hjelp av en valseanordning av omtalte art. Derpå presses banens overflate til anlegg mot et glatteorgan, mens belegget ennå er bevegelig og flytende, hvorved beleggmassen blir jevnet såvel innvendig som utvendig. Glatteorganets overflate er dekket med en påført film av adskillelsesvæske, hvormed man kan beherske beleggmassens fuktning av og adhesjon til glatteorganet. Mens det flytende og formbare belegg ligger an mot glatteorganet, senkes dets temperatur vesentlig hvorved det blir tilnærmet formfast inntil virkelig frosset i jevnet og glattet tilstand, og lett lar seg skille fra den glattende flate, uten ødeleg-gelse av beleggoverflaten, uten kløvning av beleggfilmen eller andre følger av vedheng-ning til glatteflaten. Det stabiliserte belegg kan så tines og tørkes på vanlig måte, og gir et belagt papir som tilfredsstiller de ovenfor nevnte fordringer, med ekstremt jevn overflatekarakteristikk. According to the present invention, a liquid coating is applied to a running paper tap by means of a roller device of the type mentioned. The surface of the track is then pressed into contact with a smoothing device, while the coating is still mobile and fluid, whereby the coating mass is leveled both internally and externally. The smoothing member's surface is covered with an applied film of separating fluid, which can be used to control the coating mass's wetting of and adhesion to the smoothing member. While the liquid and malleable coating is in contact with the smoothing device, its temperature is lowered significantly, whereby it becomes almost shape-fixed until truly frozen in a smoothed and smoothed state, and can easily be separated from the smoothing surface, without destroying the coating surface, without splitting the coating film or other consequences of attachment to the smooth surface. The stabilized coating can then be thawed and dried in the usual way, giving a coated paper that satisfies the above-mentioned requirements, with extremely smooth surface characteristics.

Tilfredsstillende resultater er oppnådd med fremgangsmåten etter denne oppfinnelsen under bruk av en såkalt tixotropisk beleggmasse med findelt mineralsk pigment og f. eks. et bindemiddel på stivelsesbasis, anvendt i vandig suspensjon. Slike suspen-sjoner tilføres beleggpåføringsvalsene og kan bearbeides videre ved trykket i spal-tene mellom flere valser for å gis en jevn, flytende konsistens under påføringen på papiret, hvor det vil stivne noe, eller bli tydelig mindre flytende, inntil belegget blir helt formfast når vannet er fjernet ved tørking av det belagte papir. - I tilknytning til tegningene skal nu beskrives noe skjematisk den apparatur som tilfredsstillende er benyttet under ut-førelse av oppfinnelsen i full teknisk og kommersiell skala. Fig. 1 viser at den papir-hanen (10) som skal belegges, kommer fra en forrådsrulle 11, løper over en styrings-rulle 12 til spalten mellom en beleggnings-valse 15 og en mottrykksvalse 16. Belegg-stof f suspensjonen leveres fra et egnet apparat 17 til en suspensjonsoppstuvning over spalten mellom porsjonerings- og kondi-sjoneringsvalsene 20 og 21. Suspensjonen, som skal nærmere beskrives nedenfor, blir sterkt knadd i oppstuvningen og i spalten mellom valsene 20 og 21, og en film av beleggmasse av regulert tykkelse blir fra valsen 20 overført til beleggpåføringsvalsen 15, fra hvilken den overføres til den ene side av papirbanen, der denne passerer spalten mellom valsene 15 og 16. Satisfactory results have been obtained with the method according to this invention using a so-called thixotropic coating compound with finely divided mineral pigment and e.g. a starch-based binder, used in aqueous suspension. Such suspensions are fed to the coating application rollers and can be processed further by the pressure in the gaps between several rollers to give a uniform, liquid consistency during application to the paper, where it will harden somewhat, or become noticeably less liquid, until the coating becomes completely stable when the water is removed by drying the coated paper. - In connection with the drawings, the apparatus that has been satisfactorily used during the execution of the invention on a full technical and commercial scale shall now be described somewhat schematically. Fig. 1 shows that the paper tap (10) to be coated comes from a supply roll 11, runs over a guide roll 12 to the gap between a coating roller 15 and a counter pressure roller 16. The coating material f the suspension is delivered from a suitable apparatus 17 for a suspension back-up over the gap between the portioning and conditioning rollers 20 and 21. The suspension, which will be described in more detail below, is strongly kneaded in the back-up and in the gap between the rollers 20 and 21, and a film of coating compound of regulated thickness is from the roller 20 transferred to the coating application roller 15, from which it is transferred to one side of the paper web, where it passes the gap between the rollers 15 and 16.

Etter å ha forlatt valsene 15 og 16 kommer papirbanen med den vedhengende beleggmassen i kontakt med det avkjølte glatteorgan 25 idet den presses av mot-trykkvalsen 26. Tilfredstillende resultater er oppnådd med et glatteorgan i form av en valse med ekstremt jevn eller polert overflate av krom eller liknende. Glattevalsen kjøles slik som skjematisk vist fig. 2, f. eks. ved innvendig sirkulering av kjølelake. Et kjøleaggregat er skjematisk antydet ved 30, herfra blir kjølelaken ført inn i valsen 25 gjennom tilførselsledningen 31 og sprøytet mot valsens innside ved hjelp av sprederen 32, som er innført gjennom et hult nav 33. Lake som samler seg ved 34, suges ut gjennom det hule nav 33 ved hjelp av returledningen 35 og føres tilbake gjennom kjøleaggregatet av pum-pen 36. After leaving the rollers 15 and 16, the paper web with the adhering coating mass comes into contact with the cooled smoothing member 25 as it is pressed by the counter-pressure roller 26. Satisfactory results have been obtained with a smoothing member in the form of a roller with an extremely smooth or polished chrome surface or similar. The smoothing roller is cooled as schematically shown fig. 2, e.g. by internal circulation of coolant. A cooling unit is schematically indicated at 30, from here the cooling liquid is fed into the roller 25 through the supply line 31 and sprayed towards the inside of the roller by means of the spreader 32, which is introduced through a hollow hub 33. The liquid which collects at 34 is sucked out through it hollow hub 33 by means of the return line 35 and is fed back through the cooling unit by the pump 36.

Med styringsrullen 40 kontrolleres an-legget av det belagte papir mot glattevalsen 25, idet man bestemmer hvor langt papirbanen 10 skal «følge» valsens runding. Deretter går banen over tørkeanordninger, f. eks. som her vist skjematisk ved flamme-tørkere 45 eller som anordninger for å til-føre varme eller varm luft til beleggoverflaten for tining og/eller en i allfall delvis tørking uten direkte kontakt med beleggoverflaten. Derpå kan banen føres over vanlige tørketromler 46, 47, 48 o.s.v. With the guide roller 40, the application of the coated paper against the smoothing roller 25 is controlled, deciding how far the paper web 10 should "follow" the rounding of the roller. The path then passes over drying devices, e.g. as shown here schematically with flame dryers 45 or as devices for supplying heat or hot air to the coating surface for thawing and/or at least partial drying without direct contact with the coating surface. The web can then be passed over ordinary tumble dryers 46, 47, 48 etc.

Som det sees er avstanden fra spalten mellom belegningsvalsene 15, 16 og den kjølte glattevalse 25 holdt så kort at papirbanen når valsen 25 med belegget fremdeles i flytende og formbar tilstand. Tilsvarende er avstanden mellom glattevalsen 25 og det neste punkt hvor belegget kommer i kontakt med noe organ, nemlig tørkesylin-drene 47 og 48, gitt en slik lengde at belegget når å bli tilstrekkelig tørt "Og fast til at den jevne overflate som det ble med-delt av valsen 25, ikke vil skades ved kon-takten med tørkesylinderen 47. De regu-lerende faktorer er at man velger en mer eller mindre tixotropisk beleggmasse som av seg selv vil stivne noe etter å ha forlatt påførings- og blandingssonene, hvor den er blitt kraftig knadd, at man avpasser tidsavstanden mellom valsespaltene i forhold til arten av beleggmasse, at man avpasser tørkevirkningen av anordningene 45, og at banen 10 løper over den første tørke-sylinder med den ubelagte side i anlegg mot denne innen den belagte side kommer i berøring med noe. As can be seen, the distance from the gap between the coating rollers 15, 16 and the cooled smoothing roller 25 is kept so short that the paper web reaches the roller 25 with the coating still in a liquid and malleable state. Correspondingly, the distance between the smoothing roller 25 and the next point where the coating comes into contact with some body, namely the drying cylinders 47 and 48, is given such a length that the coating has time to become sufficiently dry and firm for the smooth surface that it became -divided by the roller 25, will not be damaged by the contact with the drying cylinder 47. The regulating factors are that one chooses a more or less thixotropic coating mass which will stiffen somewhat after leaving the application and mixing zones, where it has been strongly kneaded, that the time interval between the roller gaps is adjusted in relation to the type of coating compound, that the drying effect of the devices 45 is adjusted, and that the path 10 runs over the first drying cylinder with the uncoated side in contact with it before the coated side arrives in contact with something.

I fig. 1 sees en anordning 50 for på-føring av adskillelsesvæske på glatteorganet 25. Fig. 3 og 4 viser anordningen i større målestokk. Anordningen omfatter en beholder 51 med adskillelsesvæske som beskrives nedenfor. En valse 52 løper delvis neddykket i denne beholder og trekker derfra opp skillevæske som den overfører til valsen 53 som videre overfører en film av skillevæske til overflaten på den kjølte glattevalse 25. Opptagningsvalsen 52 løper i lagre 55, og påføringsvalsen 53 i lagre 56. Regulerbare trykkorganer omfattende en spindel 60 som virker på en fjær 61 og innstilles med et ratt 62 i forhold til under-laget 63, tillater innstilling av anordningen for påføring av skillevæske i forhold til overflaten på glattevalsen 25. Ytterligere reguleringsmidler, omfattende en spindel 65, ratt 66 og en forskyvbar montering 67 for lageret 55 på platen 68, tillater dertil innstilling av opptagningsvalsen 52 i forhold til væskepåføringsvalsen 53. Den sam-lede justering av disse reguleringsmidler, og de derav følgende gjensidige trykk mellom valsene 52, 53 og 25, bestemmer og kon-trollerer mengden av den skillevæske som påføres overflaten av valsen 25. In fig. 1 shows a device 50 for applying separation fluid to the smoothing member 25. Figs 3 and 4 show the device on a larger scale. The device comprises a container 51 with separation liquid which is described below. A roller 52 runs partially submerged in this container and draws up separating liquid from there which it transfers to roller 53 which further transfers a film of separating liquid to the surface of the cooled smoothing roller 25. The pick-up roller 52 runs in bearings 55, and the application roller 53 in bearings 56. Adjustable pressure means comprising a spindle 60 acting on a spring 61 and set by a wheel 62 in relation to the substrate 63, allow the setting of the device for applying separating fluid in relation to the surface of the smoothing roller 25. Further adjustment means, comprising a spindle 65, wheel 66 and a displaceable mounting 67 for the bearing 55 on the plate 68, in addition allows adjustment of the pick-up roller 52 in relation to the liquid application roller 53. The combined adjustment of these regulating means, and the resulting mutual pressure between the rollers 52, 53 and 25, determines and controls the amount of the separating liquid that is applied to the surface of the roller 25.

En kamskive 70 på akslen 71 for valsen 52 og en sporskive 72 på akslen 73 for valsen 53 samvirker med en arm 75 med to knaster 76 slik at valsen 52 pulserer aksialt i forhold til valsen 53, hvorved skillevæsken blir over-ført jevnt på valsen 53 og derfra på valsen 25. Påføringsanordningen for skillevæsken drives ved egnede midler som er antydet ved 80, og som det vil forståes av fagkyn-dige, blir andre drevne anordninger i den her beskrevne apparatur drevet av egnede i og for seg kjente midler som ikke her detaljeres. A cam disc 70 on the shaft 71 for the roller 52 and a track disc 72 on the shaft 73 for the roller 53 cooperate with an arm 75 with two cams 76 so that the roller 52 pulsates axially in relation to the roller 53, whereby the separating fluid is transferred evenly onto the roller 53 and from there on the roller 25. The application device for the separating liquid is driven by suitable means which are indicated at 80, and as will be understood by those skilled in the art, other driven devices in the apparatus described here are driven by suitable means known in and of themselves which are not here be detailed.

I praktisk drift i henhold til oppfinnelsen har følgende verdier vist seg hen-siktsmessige med hensyn til diametre, over-flatelagenes art, plastometer-data («P & J») etc: In practical operation according to the invention, the following values have proven to be appropriate with regard to diameters, the nature of the surface layers, plastometer data ("P & J") etc.:

Beleggmassen hadde denne sammensetning: The coating mass had this composition:

det hele blandet med vann til en suspensjon med 63 % faste stoffer. the whole mixed with water to a suspension with 63% solids.

Denne suspensjon ble anvendt ved en temperatur på 93° F (36° C), og ved en pa-pirbanehastighet fra 555 til 560 fot pr. min. This suspension was used at a temperature of 93° F (36° C), and at a paper web speed of 555 to 560 feet per minute. my.

(ca. 169,2—170,7 m pr. min.) og ga en vekt-økning på 16 pounds (ca. 7267 g) pr. side pr. ris å 500 ark å 25" X 38". Trykket mellom valsene 15 og 16 ble regulert til å gi en spaltevidde på %", mens det mengde-regulerende trykk mellom valsene 20 og 21 ble holdt på 40 pounds pr. lineære tomme (71,4 kg pr. løpende centimeter), trykket mellom valsene 20 og 15 på 100 pound pr. lineære tomme (178,5 kg/cm), og mellom den kjølte valse 25 og pressvalsen på ca. 150 pounds pr. lineære tomme (ca. 268 kg/cm). (approx. 169.2-170.7 m per min.) and gave a weight increase of 16 pounds (approx. 7267 g) per page per rice to 500 sheets to 25" X 38". The pressure between rollers 15 and 16 was regulated to give a gap width of %", while the amount-regulating pressure between rollers 20 and 21 was maintained at 40 pounds per linear inch (71.4 kg per running centimeter), the pressure between the rolls 20 and 15 at 100 pounds per linear inch (178.5 kg/cm), and between the chilled roll 25 and the press roll at about 150 pounds per linear inch (about 268 kg/cm).

Glattevalsen 26 ble kjølet med et to-trinns system som leverer lake med temperatur -f- 29° F (-r- 36° C) med en hastighet av 120 gallons pr. min. (ca. 450 l/min.) Adskillelsesvæsken i beholderen 51 som av-leveres fra anordningen 50, besto av 30 % etylenglykol, 30 % etylenglykol med rustin-hibiterende middel (nemlig frostsikker auto-kj øle væske av merket «Prestone»), 30 % vann, og 10 % denaturert sprit (etanol). Den ble tilført med en «pint» The smoothing roller 26 was cooled with a two-stage system which delivers brine at a temperature of -f- 29° F (-r- 36° C) at a rate of 120 gallons per hour. my. (approx. 450 l/min.) The separation liquid in the container 51 which is delivered from the device 50 consisted of 30% ethylene glycol, 30% ethylene glycol with a rust-inhibiting agent (namely frost-proof auto-cooling liquid of the brand "Prestone"), 30% water, and 10% denatured alcohol (ethanol). It was added with a "pint"

(ca. 0,47 1) pr. 40 min. kjøretid ved en banehastighet på 550 fot pr. min, (168 m/ min.), hvorved valsen 25 fikk en væskefilm av ca. 0,0036 «mils» tykkelse (ca. 0,09 tusendels millimeter). (approx. 0.47 1) per 40 min. driving time at a runway speed of 550 feet per min, (168 m/min.), whereby the roller 25 received a liquid film of approx. 0.0036 "mils" thickness (approx. 0.09 thousandths of a millimeter).

Som nevnt ovenfor er et av de viktigste formål med denne oppfinnelse å gjennom-føre en glatning av én ennå flytende og formbar beleggfilm uten at der opptrer filmkløvning, idet den belagte papirhane forlater glatteorganet. Dette oppnås også i henhold til denne oppfinnelse uten å tørke belegget, og uten å gi den belagte flate noen særlig glittning eller glans. As mentioned above, one of the most important purposes of this invention is to perform a smoothing of a still liquid and malleable coating film without film splitting occurring, as the coated paper tap leaves the smoothing device. This is also achieved according to this invention without drying the coating, and without giving the coated surface any particular sheen or shine.

Selv om man neppe kan gi en eksakt forklaring av de kjemiske og fysikalske fenomener som måtte opptre i beleggmassen, kan der dog fremsettes visse praktisk nyttige hypoteser. Det vites f. eks. ikke om belegget i sin helhet er frossent, skjønt dets overflate synes frosset i det øyeblikk den slipper kjølevalsen 25. Det kan godt være at det avhenger av flere innbyrdes uavhengige faktorer hvorvidt massen virkelig fryser. Although one can hardly give an exact explanation of the chemical and physical phenomena that may occur in the coating mass, certain practically useful hypotheses can be put forward. It is known, e.g. not whether the coating as a whole is frozen, although its surface appears frozen at the moment it leaves the cooling roller 25. It may well be that it depends on several mutually independent factors whether the mass really freezes.

Eksempelvis synes det påkrevet i det minste å fryse eller ved nedkjøling å stabilisere beleggoverflaten, slik at dens adhesjon til glatteflaten blir mindre enn beleggmassens indre cohesjon, dersom man vil unngå kløvning av beleggfilmen. Ved meget hurtig nedkjøling (altså med lavere temperaturer på valsen 25) kan det vise seg tilstrekkelig å fryse bare beleggoverflaten før denne får tid til å fukte glatteflaten. Da vil kohesjonen i beleggets ikke frosne indre sannsynligvis være større enn den frosne overflates adhesjon til glattevalsen eller til den film av skillevæske som er påført denne« Med en varmere kjølevalse vil det vel være påkrevet å fryse belegget tvers igjennom, fordi en varmere valse betyr langsommere frysning med derav føl-gende bedre tid for beleggoverflaten til å fukte glatteflaten. Dog, uansett i hvilket omfang belegget er frosset, må man eta-blere det forhold at den indre kohesjon er større enn beleggets adhesjon til glattevalsen eller den påførte skillevæske, dersom man vil unngå filmkløvning i belegget, og man vil innse at sterkere kjøling vil be-virke nedsettelse av såvel adhesjon som kohesjon, men øyensynlig i ulik grad. For example, it seems necessary to at least freeze or, by cooling, stabilize the coating surface, so that its adhesion to the smooth surface is less than the internal cohesion of the coating mass, if splitting of the coating film is to be avoided. In the case of very rapid cooling (i.e. with lower temperatures on the roller 25), it may prove sufficient to freeze only the coating surface before it has time to wet the smooth surface. Then the cohesion in the unfrozen interior of the coating will probably be greater than the adhesion of the frozen surface to the smoothing roller or to the film of separating liquid applied to it" With a hotter cooling roller it will probably be necessary to freeze the coating through, because a hotter roller means slower freezing with consequent better time for the coating surface to wet the smooth surface. However, regardless of the extent to which the coating is frozen, one must establish the relationship that the internal cohesion is greater than the coating's adhesion to the smoothing roller or the applied separating fluid, if one wants to avoid film splitting in the coating, and one will realize that stronger cooling will require - appear to reduce both adhesion and cohesion, but apparently to varying degrees.

Når man betrakter de forskjellige del-operasjoner for oppfinnelsens utførelse, ser man også at en varmere kjølevalse krever lengere anlegg av beleggmassen (altså større omviklingsgrad) for riktig nedkjø-ling, og muligens derav nødvendiggjort senkning av papirbanens hastighet. Videre synes et høyere innhold av faste stoffer i beleggmassen å gi raskere beleggstabiliser-ing ved en gitt beleggvekt, øyensynlig fordi det er en mindre vannmengde som skal fryses. Videre vil høyere hastigheter bety kortere transporttid fra den valsespalten hvor belegget påføres til den valsespalten hvor det fryses, hvorved beleggmassen trenger mindre inn i papiret og således vil inneholde mere vann som skal fryses eller kjøles. På den annen side vil man med en for kort valse og en for langsom banehastighet få en for hurtig stivning av belegget, slik at det ikke blir tilstrekkelig blandet og jevnet før det gjøres udeformer-bart ved nedkjøling. Likedan har belegg-mengden innflytelse på den grad av ned-kjøling som trenges, idet en større belegg-mengde betyr et større varmereservoar å kjølne, og altså krever lavere hastighet og/ eller lavere temperatur. Det har vist seg at en økning av faststoffinnholdet med bare noen få prosent, tillater en betydelig økning av banehastigheten ved uforandret temperatur på kjøleflaten. Ålment kan reg-nes med tilfredsstillende resultater ved et faststoffinnhold på 55—60 %, banehastighet på 450—600 fot pr. min. (137—183 m/ min.) og en overflatetemperatur på glattevalsen 25 mellom h-4 og -)- 15° F 20 til When one considers the various sub-operations for the execution of the invention, one also sees that a hotter cooling roll requires longer application of the coating mass (i.e. a greater degree of winding) for proper cooling, and possibly thereby necessitated a lowering of the speed of the paper web. Furthermore, a higher content of solids in the coating mass seems to provide faster coating stabilization at a given coating weight, apparently because there is a smaller amount of water to be frozen. Furthermore, higher speeds will mean shorter transport time from the roller gap where the coating is applied to the roller gap where it is frozen, whereby the coating mass penetrates less into the paper and will thus contain more water to be frozen or cooled. On the other hand, too short a roll and too slow a web speed will cause the coating to harden too quickly, so that it is not sufficiently mixed and leveled before it is rendered undeformable by cooling. Likewise, the amount of coating has an influence on the degree of cooling that is needed, as a larger amount of coating means a larger heat reservoir to cool, and thus requires a lower speed and/or a lower temperature. It has been shown that an increase of the solids content by only a few percent allows a significant increase in the path speed at an unchanged temperature of the cooling surface. Satisfactory results can generally be expected at a solids content of 55-60%, web speed of 450-600 feet per hour. my. (137—183 m/min.) and a surface temperature of the smoothing roller 25 between h-4 and -)- 15° F 20 to

-=-9tø°C). -=-9thaw°C).

Anvendelsen av skillevæske ifølge oppfinnelsen vil i vesentlig grad utvide spillerommet for de forskjellige .operasjoner så-som banehastighet, valsetemperatur, beleg-ningsgrad, relativt innhold åv faste stoffer, stivelsesmengden og stivelsens evne til å binde vann o.s.v. Skillevæsken skal over-hodet være av sådan art at den under de omstendigheter som hersker ved beleggmassens anlegg mot valsen 25 og i spalten mellom valsene 25 og 26, ikke uten videre blander seg med den flytende beleggmassen. Dersom man ikke unngår eller i vesentlig grad hindrer slik blanding i nevnte tilfeller, kan skillevæsken bli så inntrukket i masse-belegget under dets blanding i spalten mellom valsene 25 og 26, at den taper sin skillende virkning og/eller blir helt blandet inn i beleggmassen, således at motsatt effekt opptrer. Mens det ikke er nødvendig at skillevæsken skal være helt ikke-bland-bar med beleggmassen, brukes en væske som ikke blander seg inn i alt for høy grad under de særlige omstendigheter som vil inntreffe i praksis. På den annen side er skillevæsken slik at de mengder av den som vil følge med belegget bort fra valsen 25, ikke skal ha noen oppløsende effekt overfor belegget, eller gi farge, lukt eller andre uønskede effekter. Det kreves bedre blandingsresistens hos skillevæsken når der arbeides med høyere temperatur på valsen 25, da der for å stabilisere belegget kreves lengere tids anlegg mot den skillevæske-dekkede kjøleflate. The use of separating fluid according to the invention will significantly expand the scope for the various operations such as web speed, roll temperature, degree of coating, relative content of solids, the amount of starch and the starch's ability to bind water, etc. The separating liquid must generally be of such a nature that, under the circumstances that prevail when the coating mass is in contact with the roller 25 and in the gap between the rollers 25 and 26, it does not easily mix with the liquid coating mass. If one does not avoid or substantially prevent such mixing in the aforementioned cases, the separating liquid can be so drawn into the mass coating during its mixing in the gap between the rollers 25 and 26, that it loses its separating effect and/or is completely mixed into the coating mass , so that the opposite effect occurs. While it is not necessary for the separating liquid to be completely immiscible with the coating mass, a liquid is used which does not mix to an excessively high degree under the particular circumstances which will occur in practice. On the other hand, the separating liquid is such that the quantities of it that will follow the coating away from the roller 25 should not have any dissolving effect on the coating, or give colour, odor or other undesirable effects. Better mixing resistance is required for the separating liquid when working at a higher temperature on the roller 25, as in order to stabilize the coating, a longer period of contact with the separating liquid-covered cooling surface is required.

En skillevæske i henhold til oppfinnelsen har lavt frysepunkt og liten viskositet ved de lave temperaturer som hersker på valsen 25. Den har også god fukteevne overfor glatteflaten da den skal danne en praktisk talt kontinuerlig film, og en film som lett kan «kløves» og/eller fra hvilken beleggmassen lar seg skille med vesentlig mindre kraft enn den som trenges for å avstedkomme filmkløvning i papirets belegg. Det har vist seg at skillevæske ifølge denne oppfinnelse har evne til å jevne ut små overflatefeil på valsen 25 og således hindre at beleggmasse fester seg i disse og valsen blir besatt med småbiter av frossen beleggmasse. Videre vil skillefilmen hindre at beleggmassen fukter valsen før den fryser. Det har vist seg at beleggmaterialer hvormed denne oppfinnelse utøves, har let-tere for å henge ved valsen når de har fått anledning til å fukte den før beleggets overflate er frosset. A separating fluid according to the invention has a low freezing point and low viscosity at the low temperatures that prevail on the roller 25. It also has good wetting ability towards the smoothing surface as it must form a practically continuous film, and a film that can easily be "split" and/ or from which the coating mass can be separated with significantly less force than that needed to cause film splitting in the paper's coating. It has been shown that the separating liquid according to this invention has the ability to smooth out small surface defects on the roller 25 and thus prevent the coating material from sticking to them and the roller becoming covered with small pieces of frozen coating material. Furthermore, the separating film will prevent the coating mass from wetting the roller before it freezes. It has been shown that coating materials with which this invention is practiced have an easier time sticking to the roller when they have been given the opportunity to moisten it before the surface of the coating is frozen.

Tilfredsstillende resultater er oppnådd med diverse lavtfrysende væsker, skjønt den forannevnte blandingen av etylenglykol, vann og alkohol foretrekkes. Ublan-dete glykoler og glykolvann-blandinger med 40—50 % glykol har også gitt tilfredsstillende resultater. Ved ekstremt lave temperaturer på valsen 25, gir en eutektisk blanding av glykol og vann tilstrekkelig lavt frysepunkt. Dietylenglykol og andre glykoler er også bra, likeså lavtfrysende kullvannstoffer, etere, høyere alkoholer og væskeformede etere. Ved siden av å ha lavt frysepunkt, må også skillevæskene ifølge oppfinnelsen ha utpreget høyt kokepunkt, iallfall over en 50—65° C for å kunne an-vendes på økonomisk forsvarlig måte der hvor sommertemperaturen kan gå opp i mer enn 40° C. Kokepunktet er allikevel lavt nok til at skillevæsken som papirbanen fører med seg fra valsen 25, vil la seg fjerne sammen med beleggets vanninnhold i tørke-avdelingen. Disse skillevæsker er også ugif-tige og for de flestes vedkommende ikke brennbare. Ren etanol er således vel brukbart, men unngås på grunn av brannfaren. Mange andre væsker som i og for seg_har-tilfredsstillende frysepunkt og dampten-sjon, benyttes ikke da de gir lukt, farging eller på annen, lite ønskverdig måte gjør seg merkbare i produktet. De skillevæsker som benyttes i følge oppfinnelsen har. relativt liten viskositet ved de lave temperaturer som benyttes ved valsen 25, viser også liten viskositetsvariasjon innenfor de tem-peraturintervaller som det blir tale om, og har slike fukteegenskaper overfor den Satisfactory results have been obtained with various low-freezing liquids, although the aforementioned mixture of ethylene glycol, water and alcohol is preferred. Unmixed glycols and glycol water mixtures with 40-50% glycol have also given satisfactory results. At extremely low temperatures on the roller 25, a eutectic mixture of glycol and water provides a sufficiently low freezing point. Diethylene glycol and other glycols are also good, as are low-freezing hydrocarbons, ethers, higher alcohols and liquid ethers. In addition to having a low freezing point, the separating liquids according to the invention must also have a distinctly high boiling point, at least above 50-65° C in order to be used in an economically sound manner where the summer temperature can rise to more than 40° C. The boiling point is nevertheless low enough that the separating liquid which the paper web carries with it from the roller 25 will allow itself to be removed together with the coating's water content in the drying department. These separating fluids are also non-toxic and, for the most part, not flammable. Pure ethanol is therefore usable, but is avoided due to the fire hazard. Many other liquids which in and of themselves have a satisfactory freezing point and vapor tension are not used as they give off odours, coloring or in other undesirable ways make themselves noticeable in the product. The separating fluids used according to the invention have. relatively low viscosity at the low temperatures used by the roller 25, also shows little viscosity variation within the temperature intervals in question, and has such wetting properties compared to

kjølte glatteflate, og kan således spre seg over glatteflaten og danne en stort sett kontinuerlig film, eller et skillende og «kløvbart» lag, som i tilstrekkelig grad hindrer at papirets belegg fukter eller kommer i kontakt med eller adhererer til valse-overflaten, således at der sikres fullkommen frigjøring av den belagte papirhane fra valsen (25). cooled smoothing surface, and can thus spread over the smoothing surface and form a largely continuous film, or a separating and "cleavable" layer, which sufficiently prevents the paper's coating from wetting or coming into contact with or adhering to the roller surface, so that this ensures complete release of the coated paper tap from the roller (25).

Mengden av skillevæske som påføres overflaten av valsen 25 blir slik tilmålt at den sikrer frigjøring fra den belagte bane under alle i praksis forekommende forhold. Mengden vil selvsagt varieres alt etter mengden av på papiret påført beleggmasse, etter beleggmaterialets sammensetning, etter valsetemperatur og hastighet, og etter variasjoner i romtemperatur og luftfuktig-het etc. Tilførselen av skillevæske skal all-tid innstilles så rikelig at det ikke høres noen fresende lyd («frying sound) der på-pirbanen forlater glatte- og kjølevalsen. Dette gir et for praksis brukbart holde-punkt for justering av påføringsanordnin-gen. Hvis der tilføres for meget skillevæske vil der inntre en merkbar mykning, eller knopp- og rynkedannelse på beleggoverflaten, og eventuelt en innblanding av skillevæske i beleggmassen, hvilken kan mykne denne så meget at der inntreffer filmkløv-ning. Skjønt spillerommet mellom den fresende lyd og den merkbare mykning eller rynkning er ganske stor, så danner disse lett observerbare fenomener en tilfredsstillende rettledning for utførelse av papir-belegningen med skillevæske i henhold til oppfinnelsen. Ved anvendelse av en «quart» The quantity of separating liquid which is applied to the surface of the roller 25 is measured in such a way that it ensures release from the coated web under all conditions occurring in practice. The quantity will of course vary according to the amount of coating compound applied to the paper, according to the composition of the coating material, according to roller temperature and speed, and according to variations in room temperature and humidity etc. The supply of separating liquid must always be set so abundantly that no grinding noise is heard («frying sound) where the on-pipe leaves the smoothing and cooling roller. This provides a practically usable holding point for adjusting the application device. If too much separating liquid is added, a noticeable softening, or the formation of knots and wrinkles on the coating surface, and possibly an admixture of separating liquid in the coating mass, which can soften this so much that film splitting occurs, will occur. Although the playing field between the milling sound and the noticeable softening or wrinkling is quite large, these easily observable phenomena form a satisfactory guideline for carrying out the paper coating with separating liquid according to the invention. When using a "quart"

(ca. 0,95 1) pr. 5 minutters kjøring ved (approx. 0.95 1) per 5 minutes drive by

banehastighet 600 fot pr. min. (ca. 183 m/ min.), hvilket ga valsen 25 en væskefilm på 0,045 mils (ca. 0,00115 millimeter), har der vært oppnådd like tilfredsstillende resultater som med den foretrukne mindre væskemengde som er nevnt tidligere. trajectory speed 600 feet per my. (approx. 183 m/min.), which gave the roller 25 a liquid film of 0.045 mils (approx. 0.00115 millimetres), there have been obtained as satisfactory results as with the preferred smaller amount of liquid mentioned earlier.

Den jevne overflate som valsen 25 gir belegget på banen 10, vil i motsetning til vanlig valsebelegning bibeholdes uten film-kløvning. når banen løper av valsen. Der-for vil et papir som er belagt i henhold til denne oppfinnelse, uten superkalandrering oppnå en overflatekvalitet som ved vanlig valsebelegning bare kan oppnås etter superkalandrering. Eksempelvis er der i henhold til oppfinnelsen fremstillet et tilfredstillende produkt som uten superkalandreringen, viste overflateegenskaper svarende til verdier over 200 i en standard «Beck smoothness test». SuperkalandrerIng økte produktets standard til over 30C The smooth surface that the roller 25 gives the coating on the web 10 will, in contrast to normal roller coating, be maintained without film splitting. when the web runs off the roller. Therefore, a paper that is coated according to this invention will, without supercalendering, achieve a surface quality that can only be achieved after supercalendering with normal roller coating. For example, according to the invention, a satisfactory product has been produced which, without the super calendering, showed surface properties corresponding to values above 200 in a standard "Beck smoothness test". Super calendering increased the product's standard to over 30C

Bekk. Fordelene ved en arbeidsmåte som Stream. The advantages of a way of working that

omfatter denne oppfinnelse, tillater fremstilling av et ekstremt jevnt og matt belegg, mens det er velkjent at den hittil benyttede superkalandrering i og med glatt-ningen gav papiret et betydelig glansning. includes this invention, allows the production of an extremely smooth and matt coating, while it is well known that the super calendering used up until now, together with the smoothing, gave the paper a considerable shine.

Ved benyttelse av oppfinnelsen, blir ikke When using the invention, does not become

bare denne glansning eliminert sammen only this gloss eliminated together

med superkalandreringen, men der inntrer with the super calendering, but there occurs

også en ekstra mating som øyensynlig skyl-des opptiningen av belegget før den tørres also an extra feed which is apparently due to the thawing of the coating before it is dried

ved passering av varmlufttørkere 45. when passing hot air dryers 45.

Videre vil eliminering av superkalandreringen forbedre papirets utseende ved Furthermore, eliminating the supercalendering will improve the appearance of the paper by

at man unngår den marmoreringseffekt that one avoids the marbling effect

(«mottle») som superkalandreringen har ("mottle") that the super calendering has

overfor belegget. Og fordi der ikke. opptrer opposite the coating. And because there not. performs

filmkløvning etter valsen 25, er produktet film splitting after roller 25, is the product

fritt for det plysj-liknende utseende som free of the plush-like appearance that

opptrer ved vanlig valsebelegning. Og spesielt ved matt belagt papir fremstilt i henhold til oppfinnelsen, er man også fri for occurs with normal roller coating. And especially with matt coated paper produced according to the invention, one is also free from

den mønstring som fås fra de riflede valser the pattern obtained from the fluted rollers

som tidligere er anvendt for å gi mattering. which has previously been used to provide matting.

Eksempelvis hadde et ukalandrert produkt For example, had an uncalendered product

i følge oppfinnelsen et ekstremt matt finish according to the invention an extremely matte finish

med verdi under 15 etter Bauch og Lomb's with value below 15 according to Bauch and Lomb's

«gloss-meter test», og så lav som 20 ved "gloss-meter test", and as low as 20 at

«Ingersoll glarimeter-test». Superkalandreringen av det samme produkt økte de "Ingersoll glarimeter test". The super calendering of the same product they increased

nevnte verdier helt til respektive 50 og 42. said values up to 50 and 42 respectively.

Claims

1. Procedure for coating paper

to give it a surface suitable for printing, of the kind where a smooth surface is formed on a layer of liquid coating composition, by smoothing the applied coating with a cooled smoothing means maintained at a low temperature to cause the coating to solidify on the smoothing member by significantly lowering the temperature of the coating without significantly drying it with the intention of facilitating the separation of the smooth surface from the smoothing member, characterized in that a film of a low-viscosity liquid is applied to the surface of the smoothing member before it comes into contact with the coating mass with a low freezing point and with a separating ability, which is not taken up by the coating or softens it, thereby preventing that the coating compound moistens the smoothing surface and adheres to it, after which the coated paper l is separated from the smoothing device and dried.

2. Procedure as set forth in claim 1, characterized in that said separate liquid is an organic liquid with a boiling point above room temperature, but below the final drying temperature.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that the separating liquid contains a glycol, preferably ethylene glycol.

4. Method as stated in claim 2, characterized in that the separating liquid consists of a mixture of glycol and water, preferably in a eutectic mixture.

5. Method as stated in claim 2, characterized in that the separating liquid consists of a mixture of glycol, water and ethyl alcohol, preferably in the quantity ratio 60 : 30 : 10.

6. A method as set forth in any one of claims 1-5, characterized in that the separating liquid is applied to the smoothing member in such an amount as to give the smoothing surface a thin film of less than 0.05 thousandths of an inch thick.

7. Apparatus when carrying out the method according to claims 1-6, characterized in that the application device includes devices for axial pulsation of the take-up roller (52) in relation to the application roller (53), with the intention of distributing the separating liquid as a continuous film over the the guide roller.

8. Apparatus as stated in claim 7, characterized by devices for moving the application roller (53) towards and from the smoothing roller (25), devices for moving the take-up roller (52) towards and from the application roller (53), and setting devices for locking a specific liquid metering relationship between the adjusting take-up roller and the application roller, and between the application roller and the smoothing member.